Структура программы на языке Си

Программа на языке Си состоит из директив препроцессора, объявлений глобальных переменных, одной или нескольких функций, cреди которых одна главная (main) функция первой получает управление и руководит дальнейшей работой программы. Комментарий в программе – любая последовательность символов, заключенная между парой символов /* */ (многострочный комментарий) или после пары символов // и до конца строки (однострочный комментарий)

Общая структура программы на языке Си имеет вид:

<директивы препроцессора>

<определение типов пользователя – typedef>

<прототипы функций>

<определение глобальных объектов>

<функции>

Функции, в свою очередь, имеют структуру:

<класс_памяти> <тип> <имя функции> (<объявление параметров>)

{ – начало функции

<определение локальных объектов>

<инструкции (команды)>

} – конец функции

 

Перед компиляцией программы на языке Си автоматически выполняется предварительная (препроцессорная) обработка текста программы перед компиляцией.

Директивы препроцессора записываются по следующим правилам:

- все препроцессорные директивы должны начинаться с символа #, расположенного в первой позиции

- сразу за символом # должно следовать наименование директивы, указывающее текущую операцию препроцессора.

Наиболее распространены директивы #include и #define.

Директива #include используется для подключения к программе заголовочных файлов (обычных текстов) с декларацией стандартных библиотечных функций.

#include <stdio.h> – подключение разделов библиотек, осуществляющих ввод-вывод данных;

#include <conio.h> – функции работы с консолью;

#include <graphics.h>– графические функции;

#include <math.h> – раздел библиотеки с математическими функциями.

Директива #define создает макроконстанту, ее действие – весь файл.

В языке Си любая программа состоит из одной или более функций, задающих необходимые для выполнения действия. Имена функций могут быть произвольными,

Задания и методические указания

2.1. Программирование линейных вычислительных процессов. Разветвляющиеся алгоритмы.

Минимально возможная программа на языке Си выглядит таким образом:

Листинг 1.

main()

{

return 0; /* комментарий заключен в двухсимвольные ограничители */

}

 

Функции начинаются с имени, за которым следует пара круглых скобок. За именем функции следует блок операторов, заключенный в фигурные скобки (в данном случае один оператор return). Каждый оператор должен заканчиваться точкой с запятой.

Основное понятие языка Си – выражение. Выражения состоят из операндов, соединенных знаками операций. Порядок выполнения операторов при вычислении выражения определяется их приоритетами и может регулироваться с помощью круглых скобок. Операции с одним операндом называют унарными, с двумя – бинарными. Основная из бинарных операций – операция присваивания – имеет две формы записи:

• Полная форма: имя_переменной =выражение;

Например: y=(x+2)/(3*x)-5;

С помощью одного оператора можнo присвоить одно значение нескольким переменным

x=y=z=0; /*т.е. x=0, y=0, z=0*/

z=(x=y)*5; /*сначала переменной x присваивается значение переменной y, далее вычисляется выражение x*5, результат присваивается переменной z */.

• Сокращенная форма: имя_переменной операция=выражениe;

Например: x*=5; /* x=x*5; */

s+=7; /* s=s+7; */

y/=x+3; /* y=y/(x+3); */

В языке Си существует операции уменьшения (--) и увеличения (++) значения переменной на 1. Операции могут быть префиксные (++i, --i) и постфиксные (i++, i--). В случае префиксной операции сначала выполняется сама операция (изменяется значение i), потом вычисляется выражение. В случае постфиксной операции сначала вычисляется выражение, затем изменяется значение.

Например: b=7;

n=1;

если c=b*++n; /* n=n+1; c=b*n; т.е. c=14 */

если c=b*n++; /* c=b*n; n=n+1; т.е. c=7 */

 

Помимо очевидных по результатам действия арифметических операторов, язык Си включает ряд операторов, без которых не обходится практически ни одна программа.

¨ Операторы перехода

Оператор условного перехода if применяется для выбора одной из ветвей вычислений.

Общая форма записи:

if (условие) оператор1;

else оператор2;

Например: if(x>y) max=x;

else max=y;

Если оператор1 или оператор2 содержат два и более операторов, то они заключаются в фигурные скобки { } (составной оператор). В сокращенной форме записи вторая часть оператора (else оператор2;) может отсутствовать, и в случае ложности условия управление передается на следующий за if оператор. Если оператор1 и оператор2 в свою очередь являются операторами if, то такой оператор называют вложенным. При этом ключевое слово else принадлежит ближайшему предшествующему if.

Общий вид вложенного оператора: if (условие1) оператор1;

else if(условие2) оператор2;

else оператор3;

Например: найти наибольшее значение из трех чисел x,y,z.

if (x>y)

if (x>z) max=x;

else max=z;

else if(y>z) max=y;

else max=z;

В качестве условий используют следующие операции отношений: < (меньше), <= (меньше или равно), > (больше), >= (больше или равно), != (не равно), = = (равно).

Общий вид условия:

<выражение_1> <знак_операции> <выражение_2>

Операндами могут быть любые простые типы. Значения операндов после вычисления перед сравнением преобразуются к одному типу. В качестве условий используются и более сложные выражения, содержащие логические операции:

! (отрицание или логическое НЕТ), && (конъюнкция или логическое И), || (дизъюнкция или логическое ИЛИ) (перечислены в порядке убывания приоритетов).

Например: (0<x)&&(x<=100)

((!x)&&(y>0)||((z==1)&&(k>0))

Выражения вычисляются слева направо, пары символов не разделяются.

 

¨ Триадный оператор (оператор условного перехода ?:). Его форма:

имя_переменной =условие? выражение_1: выражение_2;

Если условие истинно, то переменной присваивается результат выражения_1, иначе – выражения_2.

Например: найти наибольшее из двух чисел: max=a>b? a: b;

 

Оператор ?: можно использовать для замены конструкции

if (условие) выражение_1; else выражение_2

¨ Оператор выбора switch

Общая форма оператора выбора:

switch (выражение)

{ case const1: операторы; break;

…

case constN: операторы; break;

default: операторы;

}

где const1…constN - целые или символьные константы; default - выполняется, если результат выражения не совпал ни с одной константой (может отсутствовать); break -oператор завершения работы switch. После выполнения одной из ветвей case все остальные ветви будут опущены. Оператор switch проверяет, совпадает ли значение выражения с одной из приведенных ниже констант. При совпадении выполняются операторы, стоящие после совпавшей константы.

Например:

switсh(i)

{ case 1: f=pow(x,2); break;

case 2: f=fabs(x); break;

case 3: f=sqrt(x); break;

default: printf(“Ошибка!”);

exit(1); }

 

 

Рассмотрим пример реализации линейного алгоритма средствами языка Си.

Листинг 2. Вычислить

 

#include <stdio.h> /* подключение заголовочных файлов, содержащих функции ввода-вывода */

#include <conio.h> /* подключение заголовочных файлов, содержащих функции работы с консолью */

#include <math.h> /* подключение заголовочных файлов, содержащих математические функции */

#define x 2.444 /* x=2.444 */

#define y 0.00869 /* y=0.00869 */

#define z -130.0 /* z=-130 */

void main(void) /* Заголовок главной функции */

{ /* Начало функции */

double rez,dop,a,b,c; /* Декларирование переменных */

clrscr(); /* Очистка экрана */

puts(" ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N1 - ЛИНЕЙНАЯ ПРОГРАММА ");

dop=fabs(y-x);

a=pow(x,y+1)+exp(y-1);

b=1+x*fabs(y-tan(z));

c=0.5*pow(dop,2)-pow(dop,3)/3;

rez=a/b*(1+dop)+c;

printf("\a\n ОТВЕТ: %lf, Press any key...", rez);

getch(); /* ЗАДЕРЖКА ДО НАЖАТИЯ ЛЮБОЙ КЛАВИШИ */

} /* Конец функции */

 

Выполните приведенную программу и убедитесь в правильности работы:

ОТВЕТ:-0.49871

 

Листинг 3. Вычислить значение функции F. Вывести сообщение о том, по какой ветви

происходило вычисления функции.

/*__________________________________*/

#include <conio.h>

#include <stdio.h>

#include <math.h>

#include <stdlib.h>

#define A 1

#define C 3

double max(double m,double n) /* функция max с параметрами m и n */

{ /* для поиска максимального */

if (m>n) return m /* значения */

else return n;

}

double min(double m, double n) /* функция min с параметрами m и n */

{ /* для поиска минимального */

if (m<n) return m; /* значения */

else return n;

}

 

void main()

{

double x,y,f; /* декларирование переменных x,y,f */

clrscr();

puts("Введите значения x и y");

scanf("%lf %lf",&x,&y); /* ввод значений х и у */

if ((x>0)&&(y<0))

{ f=(A*x+tan(C*y))/(5-2*x);

puts("F=(а*x+tg(c*y))/(5-2*x)"); }

else if ((x<0)&&(y>0))

{

f=max(pow(x,2.0/3.0),cos(y*y)); /* вызов функции max */

puts("F=max(pow(x,2/3),cos(y*y))");

}

else if ((x>0)&&(y>0))

{

f=min(0.5*x-2*pow(sin(y),2),exp(y)); /* вызов функции min */

puts("F=min(0.5*x-2*pow(sin(y),2),exp(y))");

}

else

{ puts("Функция F не определена\n Press any key...");

getch();

exit(1); /* ПРИНУДИТЕЛЬНОЕ ЗАВЕРШЕНИЕ ПРОГРАММЫ */

}

printf("ОТВЕТ: F=%lf,\n Press any key...\n",f); /* ВЫВОД РЕЗУЛЬТАТА */

getch();

}

Задача1. Варианты

Составить программу для определения значения функции у. Исходные данные должны вводиться с учетом области допустимых значений. Предусмотреть в программе вывод сообщения о том, по какой ветви происходило вычисление значения аргумента х.

1.1. , где

1.2. где

1.3. где

1.4. где

1.5. где

1.6. где

1.7. где

1.8. , где

1.9. , где

1.10.

Определить значение функции F. Предусмотреть вывод сообщения о том, по какой ветви происходило вычисление.

1.11. ,

1.12. ,

1.13. ,

1.14. Ввести три числа x,y,z. Вычислить

a)r=max(min(x,y),z); b)r=max(x,0)+min(y,z); c)r=min(x,y,0)+max(y,z);

d) произведение двух наименьших из 3 чисел

1.15. Ввести четыре числа a,b,c,d. Расположить их по возрастанию

1.16. Даны длины 3 отрезков A,B,C. Определить возможность построения треугольника и его вид (разносторонний, равнобедренный, равносторонний)

1.17. Ввести целое число, представляющее оценку по пятибалльной системе. Вывести «не явился», «неуд.», «удовл.», «хорошо», «отлично» в зависимости от оценки

1.18. Ввести целое число, представляющее оценку по 10-балльной системе. Вывести «не явился», «неуд.», «удовл.», «хорошо», «отлично» в зависимости от оценки и получить аналог оценки в 5-бальной системе

1.19. Даны 2 вещественных числа x,y. Вывести “Y” или “N” в зависимости от того, принадлежит ли точка плоскости с координатами (x,y) кольцу, ограниченному окружностями с радиусами r и R (r<R) с общим центром в точке с координатами (a, b)

1.20. Даны два вещественных числа x,y. Если точка плоскости с координатами (x,y) принадлежит треугольнику с вершинами в точках (-2,0), (0,2), (2,0), то обе координаты увеличить в 10 раз, в противном случае x=x-10, y=y-10.