Базовые стандартные типы данных

Таблица 1

 

Имя типа	размер в байтах объектов данного типа	способ кодировки	диапазон значений данных, которые могут быть записаны в объектах данного типа (от … до …)
char		символ	-128 … 127 (коды ASCII)
unsigned char		беззнаковый символ	0 … 255
short		целое	-32768 … 32767
unsigned int		беззнаковое целое	0 … 65535
int		целое	-32768 … 32767
long		длинное целое	-2147483648 … 2147483647
unsigned long		беззнаковое длинное целое	0 … 4294967295
float		действительное	3.4E-38 … 3.4E+38
double		длинное действительное	1.7E-308 … 1.7E+308
long double		длинное действительное	3.4E-4932 … 3.4E+4932

 

Понятие определения объекта

 

Для того, чтобы в программе можно было работать с объектом, его надо создать, т.е. программист на языке С++ должен дать указание системе на его создание – на выделение памяти требуемого размера и задать способ кодировки информации в этой области памяти. Выделенной памяти должно быть присвоено имя. В этом случае говорят, надо определить (defined) объект. Определить объект можно только один раз!!!!!!!!

Объект, который определен, одновременно и описан (declared).

Инструкция определения объекта выглядит так:

имя_типа [имя_объекта1, имя_объекта2, …,] имя_объектаN;

Т.е. эта инструкция должна начинаться с имени типа определяемых (определяемого) объектов(а) после которого через запятую следуют имена объектов (или одно имя, если в этой инструкции определяется только один объект).

Инструкция обязательно заканчивается точкой с запятой. Нет точки с запятой – нет инструкции!!!

 

Например:

int nA1, nA2, nA3 = 0;

float fltVar;

char chSymb;

Здесь записаны три инструкции определения объекта.

Первая создает в памяти три объекта с именами nA1, nA2, nA3, размер каждого из них 2 байта, в область этих объектов можно записывать целые числа из диапазона от -32768 до 32767 (смотри табл.) При создании объектов nA1, nA2 в их область памяти ничего разумного не записано, там могут в данный момент находиться любые целые числа из диапазона объектов типа int.

В область объекта nA3 записано в момент создания число 0. Об объекте nA3 говорят, что объект nA3 инициализирован нулем.

Какие объекты созданы в в следующих двух инструкциях, смотри таблицу 1.

 

В программе могут быть определены константные объекты, значения которых устанавливаются в момент их создания и не могут быть изменены в процессе выполнения программы. Далее приведены примеры неименованных констант. Их именем является само их значение.

 

Так определяют целые константные объекты, тип которых long:

3 55 -10 +1 1 1876

 

Так определяют действительные константные объекты, тип которых double (в записи таких констант всегда присутствует точка):

3. 0 3. 55. – 10. -1. 1 0. 34. 34 -15. 12345678

 

Так определяют символьные константные объекты, тип которых char (их значения взяты в одинарные кавычки – кавычки не являются частью данного, а призваны только для того, чтобы обозначить его значение):

‘ 3 ‘ ‘ a ‘ ‘ \n ‘ ‘ я ‘ ‘ % ‘ ‘ } ‘

 

Так определяют символьные константные строки (их тип пока называть не будем, т.к. эти константные объекты являются объектами производного типа), значения этих констант взяты в двойные кавычки – двойные кавычки не являются частью данного, а призваны только для того, чтобы обозначить его значение:

“ 3 “ “ abcd “ “ 123456789 “ “-15.12345678 “ “ я “

“ константная строка, в памяти занимает столько байт, сколько в ней символов + 1 байт на символ конца строки “

Символом конца строки является символ ‘\0’, код которого равен 0.

 

Понятие описания объекта

 

 

Каждый объект в программе может быть создан один раз, то есть инструкция его определения может так же появиться только один раз.

 

 

Но иногда в программе приходится объект не создавать (он где-то уже создан или гарантировано будет создан), а только описывать (declared) его основные характеристики, для того чтобы система знала, как правильно организовать его обработку. В этом случае используют инструкцию описания объекта.

 

Вот ее вид:

extern имя_типа [имя_объекта1, имя_объекта2, …,] имя_объектаN;

 

Обратите внимание, что инструкция описания объекта повторяет синтаксис инструкции определения объекта, перед которой появляется зарезервированное слово extern.

 

Модульная структура программы в СИ++. Объект типа функция.

Любой алгоритм можно сформулировать в виде последовательности операций, выполняемых над некоторыми объектами, и записать эту последовательность операций в виде программы. С увеличением алгоритмов и соответственно объема программы невозможно удержать в памяти все ее детали. Возрастает трудоемкость создания таких программ и уменьшается их надежность. К счастью программисты давно используют принципы структурного программирования, разбивая программу на отдельные процедуры, реализующие определенные группы операции алгоритма. Каждая процедура решает свою узкоспециализированную задачу, может обращаться к другим процедурам, а для этого ей необходимо уметь обмениваться данными с другими процедурами. Понятие подобной процедуры в языке С++ конкретизируется в виде объекта типа функции.

Такой стиль программирования, использующий принципы структурного программирования, ведет к повышению степени абстракции программы и к упрощению ее структуры, повышает надежность программы. Разделение программы на объекты-функции позволяет избежать избыточности кода (многократного повторения одного и того же кода), поскольку функцию записывают один раз, а вызывать ее на выполнение можно многократно из разных точек программы. Упрощается процесс отладки, т.к. каждую функцию можно отладить отдельно. Дальнейшим шагом в повышении уровня абстракции является объединение функций и связанных с ними данных в отдельные файлы - исходные модули (они имеют расширение .срр), компилируемые раздельно. Получившиеся в процессе компиляции файлы объектные модули (файлы с расширением.obj), объединяются в исполняемую программу с помощью компоновщика (получают исполняемый файл с расширением.exe).

 

Определение объекта типа функции.

Напомним, что

объект – это область памяти, которая имеет имя.

Каждый объект характеризуется своим типом. Когда задается тип объекта, системе сообщается:

• Размер объекта (система знает, сколько байт выделить под этот объект);
• Способ кодировки информации в этой области памяти;
• Какие действия можно делать над информацией, записанной в этой области памяти и как их делать.

Объект типа функция относится к группе производных типов. Правила работы с этими объектами (размер, способ кодировки, действия) определил разработчик языка, они заложены в компилятор языка и система их «знает». Эти правила необходимо изучить для того, чтобы уметь работать с этими объектами.

Функция – это имя типа объекта. Но объекты типа функция обычно называют просто функциями.

 

Для того, чтобы в программе можно было работать с объектом, его надо физически создать, т.е. программист на языке С++ должен дать указание на его создание – на выделение памяти требуемого размера и нужной кодировки. Выделенной памяти должно быть присвоено имя. В этом случае говорят, надо определить (defined)объект.Определить объект можно только один раз!!!!!!!!   Объект, который определен, одновременно и описан (declared).

 

Итак, определение объекта типа функция состоит из заголовка функции и тела функции.

 

Вот как синтаксически выглядит определение функции:

тип_возвращаемого_значения имя_объекта_функции ( список_формальных_параметров )

{

/* Это тело функции. Здесь пишутся инструкции, которые определяют объекты, создаваемые внутри функции – локальные объекты.

Здесь пишутся инструкции, задающие действия над этими объектами - алгоритм работы функции

*/

}

 

Заголовок функции это:

тип_возвращаемого_значения имя_объекта_функции ( список_формальных_параметров )

 

Заголовок функции задает, каким образом организован обмен данными между ней и вызвавшей ее объектом–функцией. То есть заголовок определяет, какие данные и как функция получает от функции, вызвавшей ее, а также какие результаты своей работы функция возвращает и как она их возвращает в точку ее вызова.

 

Тело функции, заключено в фигурные скобки и с помощью инструкций описывает алгоритм обработки тех данных, которые функция получила либо через параметры от вызвавшей ее другой функции, либо каким-нибудь другим способом (например, с клавиатуры или прочитала эти данные из файла):

 

{

/* Это тело функции. Здесь пишутся инструкции, которые определяют объекты, создаваемые внутри функции – локальные объекты.

Здесь пишутся инструкции, задающие действия над этими объектами -алгоритм работы функции

*/

}

 

Как известно, определить объект типа функция, как и любой другой объект, можно только один раз. И как любой другой объект функцию порой приходится описывать. Зачем? Для того, чтобы уметь правильно с этим объектом работать, когда его по каким либо причинам «не видно» (например тело функции определено не в том файле из которого его вызывают).

 

Как выглядит инструкция описания функции?

Описание функции – это точная копия заголовка функции, после которого стоит точка с запятой (ведь это инструкция!):

тип_возвращаемого_значения имя_объекта_функции ( список_формальных_параметров );

Для инструкции описания функции есть специальное название – прототип (prototype).

По инструкции описания объект не создается, а только объявляется, что такой объект должен быть создан и его характеристики – имя и список параметров будет таким, каким он описан.

 

В примере тела функции показано, как записать в программе на языке С++ много строковый комментарий. В комментарии можно дать нужные пояснения к всей программе, ее частям – функциям или к отдельным инструкциям. Комментарии системой не воспринимается как распознаваемый текст. Этот текст только для чтения программистом:

/* это много

строковый

комментарий */

Комментарий, который занимает одну строку, можно создать так:

// это комментарий в одну строку

 

В комментарии можно использовать любые символы.

 

Главная функция в СИ++ как точка входа в программу.

Так как программа может состоять из одной или нескольких объектов-функций, то система должна знать, с какой функции следует начинать выполнять программу.

Такой функцией всегда будет функция, которая имеет имя main:

// тип_возвращаемого_значения имя_объекта_функции ( список_формальных_параметров )

Void main (void)

{

// инструкции тела функции main

}

Слово void является зарезервированным словом и именем никакого типа (пустого типа). В заголовке этой функцииимя типа void используется в списке ее формальных параметров чтобы указать, что функция не имеет параметров (список ее формальных параметров пустой) – она не получает информации от других объектов – функций, так как ее никто не вызывает, она первая исполняемая функция в программе. Тип возвращаемого значения этой функции указан как тип void, то есть эта функция не передает информацию никакому другому объекту-функции через возвращаемое значение.

 

Операторы языка С++. Инструкция выражения.

Тело функции состоит из инструкций (statement). Часть инструкций определяет объекты, которые должны хранить обрабатываемые этой функцией данные, часть инструкций задает последовательность действия над этими объектами.

Действия над объектами (операции) в С++ осуществляются операторами (operator), которые задаются одним или более символов. (Обратите внимание, что в других языках и часто и в учебниках C++ инструкции (statement) называются операторами, а операторы - операциями).

Все операторы представляют собой отдельные лексемы, например + - / sizeof::.

По количеству операндов, участвующих в действии, определяемой оператором, операторы делятся на унарные (действие осуществляется над одним объектом) и бинарные (действие осуществляется над двумя объектами).

 

Понятие выражения.

Выражение (выр expression) – это последовательность имен объектов, соединенных операторами. Выражение задает выполнение некоторых действий над объектами в виде математической формулы и/или отношения.

Например, если определены следующие объекты:

int nA1, nA2;

float flt B;

то выражения могут выглядеть так:

nA1 + fltB – 2. / nA2

или так

fltB = 2.8

или так

nA1 = (nA2 + fltB) / nA2 - fltB * nA1

 

Порядок выполнения операторов в выражении.

Последовательность действий в выражениях определяется приоритетом операторов. Для изменения порядка выполнения операторов используются скобки.

 

 

В таблице приведены операторы языка, сгруппированные в порядке их приоритетов.

СВОДКА ОПЕРАТОРОВ (операций) С++ В каждой очерченной части находятся операторы с одинаковым приоритетом

 

Приоритет	Оператор	Назначение оператора	Синтаксис оператора
	::	разрешение области видимости	имя_класса:: член
::	глобальное	:: имя
	->	выбор члена	указатель -> член
[ ]	индексация	указатель [ выр ]
()	вызов функции	выр (список_выр)
sizeof	определение размера типа	sizeof (тип)
sizeof	определение размера объекта	sizeofвыр
	++	приращение после	lvalue ++
++	приращение до	++ lvalue
- -	уменьшение после	lvalue - -
- -	уменьшение до	- - lvalue
~	дополнение	~ выр
!	не	! выр
-	ударный минус	- выр
+	ударный плюс	+ выр
&	адрес объекта	& lvalue
*	разыменование	* выр
new	создание (размещение)	new mun
delete	уничтожение (освобождение)	delete указатель
delete [ ]	уничтожение массива	delete [] указатель
()	преобразование типа	(тип) выр
	*	умножение	выр * выр
/	деление	выр / выр
%	взятие по модулю (остаток)	выр % выр
	+	сложение (плюс)	выр + выр
-	вычитание (минус)	выр - выр
	<<	сдвиг влево	lvalue << выр
>>	сдвиг вправо	lvalue >> выр
	<	меньше	выр < выр
<=	меньше или равно	выр <= выр
>	больше	выр > выр
>=	больше или равно	выр >= выр
	= =	равно	выр == выр
!=	не равно	выр!= выр
	&	побитовое И	выр & выр
	^	побитовое исключающее ИЛИ	выр ^ выр
	|	побитовое включающее ИЛИ	выр | выр
	&&	логическое И	выр && выр
	||	логическое ИЛИ	выр || выр
	?:	арифметический if	выр? выр: выр
	=	простое присваивание	lvalue = выр
* =	умножить и присвоить	lvalue * = выр
/ =	разделить и присвоить	lvalue / = выр
% =	взять по модулю и присвоить	lvalue % = выр
+ =	сложить и присвоить	lvalue + = выр
- =	вычесть и присвоить	lvalue - = выр
	,	запятая (последование)	выр, выр

I ++ равнозначно I = I + 1

++ I равнозначно I = I + 1

J = I ++ равнозначно двум действиям в таком порядке J = I I = I + 1

J = ++ I равнозначнодвум действиям в таком порядке I = I + 1 J = I

Термин lvalue (left value) – леводопустимое выражение (происходит от объяснения оператора присваивания LV=A, в котором левый операнд LV может быть только адресным объектом, в который копируется информация, т.е. изменяемым выражением).

 

 

Неявное преобразование типов в выражении.

Результат выполнения выражения это всегда одно значение, которое характеризуется своим типом.

Если в выражение входят операнды одного типа, то значение выражения будет того же типа. В выражении операнды могут быть различных типов. Тогда перед вычислением выражения будут выполняться преобразования типов по умолчанию таким образом, чтобы осуществить преобразования более коротких типов в более длинные для сохранения значения и точности (это не относится! к оператору =)

Например, если определены следующие объекты:

int nA1 = 2, nA2 = 5.5; // значение объекта nA2 равно 5, так как произошло неявное

// преобразование константы 5.5 типа float к типу int при выполнении оператора =

float flt B = 3;

Выражение nA1 + 2 - nA2 будет иметь значение - 1, тип которого int (все операнды в выражении типа int).

Выражение flt B = nA1+ 2 - nA2 будет иметь то же значение - 1., но тип его будет float, так как при выполнении оператора = произошло неявное преобразование внутреннего представления информации в объекте flt B.

Выражение nA1 + 2.2 - nA2 будет иметь значение 0.8, тип которого float (один из операндов константа 2.2 имеет тип float, следовательно все операнды в выражении преобразованы к более длинному типу float).

Выражение flt А2 = nA1+ 2.2 - nA2 будет иметь то же значение 0, тип его будет int, так как при выполнении оператора = произошло неявное преобразование значения 0.8, вычисленного в выражении nA1 + 2.2 - nA2 и имеющего значение float к типу int.

 

 

Разберитесь каковы значения и тип у следующих выражений:

nA1 + fltB – 2. / nA2 // значение 4.6, тип float, т.к. значение 2. / nA2 равно 0.4

nA1 + fltB – 2 / nA2 // значение 5., тип float, т.к. значение 2 / nA2 равно 0

 

или так

fltB = 2.8 // значение 2.8, тип float

 

или так

// 1.6 - 6

nA1 = (nA2 + fltB) / nA2 - fltB * nA1 // при выполнении последнего оператора =

// nA1 = - 4.4 получили значение равное -4, тип int

Инструкция выражения.

Инструкция- выражение – это выражение, после которого стоит точка с запятой.

Например:

nB = 2.8;

nA1 = (nA2 + fB) / nA2 - fB * nA1;

Инструкция выражение делает то, что делают над объектами операторы, записанные в выражении. Это одна из самых мощных инструкций, так как количество сочетаний различных действий, записанных в выражениях бесконечно.

 

Пример первой программы, состоящей из одной функции main.

 

Далее следует пример программы, состоящей из одной функции. А раз функция одна, то такой функцией может быть только функция main.

Обратите внимание на цвет текста. Зарезервированные слова пишутся в редакторе синим цветом, комментарии зеленным, все остальные слова (слова, начертания которых определяет программист) и символы–операторы черные.

 

/* файл first.cpp содержит программу, 1