Переменные и константы. 
Базовые типы. 
Арифметические операции

Цель работы — познакомиться с типами данных языка С++ и операторами ввода-вывода, приобрести навыки в записи выражений на языке C++.

Теория

Элементы языка C++

• 1. Алфавит языка, который включает:
• 1) прописные и строчные латинские буквы и знак подчеркивания;
• 2) арабские цифры от 0 до 9;
• 3) специальные знаки «{},| []()±/%*.:;&?=!#^
• 4) пробельные символы (пробел, символ табуляции, символы перехода на новую строку).
• 2. Из символов формируются лексемы языка:
• 1) идентификаторы — имена объектов C/C+±программ. В идентификаторе могут быть использованы латинские буквы, цифры и знак подчеркивания. Прописные и строчные буквы различаются, например, PROG1, prog1 и Prog1 — три различных идентификатора. Первым символом должна быть буква или знак подчеркивания (но не цифра). Пробелы в идентификаторах не допускаются;
• 2) ключевые (зарезервированные) слова — это слова, которые имеют специальное значение для компилятора. Их нельзя использовать в качестве идентификаторов;
• 3) знаки операций — это один или несколько символов, определяющих действие над операндами. Операции делятся на унарные, бинарные и тернарные по количеству участвующих в этой операции операндов;
• 4) константы — это неизменяемые величины. Существуют целые, вещественные, символьные и строковые константы. Компилятор выделяет константу в качестве лексемы (элементарной конструкции) и относит ее к одному из типов по ее внешнему виду;
• 5) разделители — скобки, точка, запятая пробельные символы.

Операции

Операция — это просто символ, который обозначает некоторое определенное действие над значением данного. В соответствии с количеством операндов, которые используются в операциях они делятся на унарные (один операнд), бинарные (два операнда) и тернарные (три операнда). Далее приведено описание основных операций (таблица).

Выражение (expression) — комбинация операций и операндов, результатом которой является определенное значение. Каждый операнд в выражении может, в свою очередь, быть выражением. Значение выражения зависит от расположения знаков операций и круглых скобок в выражении, а также от приоритета и ассоциативности выполнения операций. С помощью операций в выражениях образуются новые значения и изменяются значения переменных.

Далее приведены приоритеты операций (таблица).

Константы в C++

Константа — это лексема, представляющая изображение фиксированного числового, строкового или символьного значения. Константы делятся на 5 групп:

• 1) целые;
• 2) вещественные (с плавающей точкой);
• 3) перечислимые;
• 4) символьные;
• 5) строковые.

Компилятор выделяет лексему и относит ее к той или другой группе, а затем внутри группы к определенному типу по ее форме записи в тексте программы и по числовому значению.

Целые константы могут быть десятичными, восьмеричными и шестнадцатеричными (таблица).

Вещественные константы могут иметь две формы представления: с фиксированной точкой и с плавающей точкой (таблица).

Типизированные константы языка C++ - те же переменные, занимающие место в памяти и имеющие определенный тип, только их значение нельзя изменять, поэтому инициализация констант обязательно происходит сразу при объявлении. Чтобы сделать переменную неизменяемой, необходимо написать ключевое слово const перед ее объявлением, можно определить сразу несколько типизированных констант, разделяя их определения запятыми.

сonst Тип Имя константы 1=Значение константы 1, Имя константы 2=Значение константы 2;

Компилятор языка следит за тем, чтобы константа никогда не изменялась и считает ошибкой все операторы, где такое изменение могло бы произойти.

Перечислимые константы вводятся с помощью ключевого слова enum. Это обычные целые константы, которым приписаны уникальные и удобные для использования обозначения.

Пример

enum {one=1, two=2, three=3, four=4};

enum {zero, one, two, three};

enum {ten=10, three=3, four, five, six};

enum {Sunday, Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, Saturday};

Символьные константы — это один или два символа, заключенные в апострофы. Символьные константы, состоящие из одного символа, имеют тип char и занимают в памяти один байт, символьные константы, состоящие из двух символов, имеют тип int и занимают два байта. Последовательности, начинающиеся со знака, называются управляющими, они используются:

1) для представления символов, не имеющих графического отображения, например:

a — звуковой сигнал,.

— возврат на один шаг,.

— перевод строки,.

— горизонтальная табуляция;

• 2) для представления символов:, ', ?, «(, ,? ,»);
• 3) для представления символов с помощью шестнадцатеричных или восьмеричных кодов (73, хF5);
• 4) строковая константа — это последовательность символов, заключенная в кавычки. Внутри строк также могут использоваться управляющие символы. Например:

" Новая строка",.

" «Алгоритмические языки программирования»".

Переменные в С++

Переменные (variables) — поименованные области в памяти ЭВМ. ЯВУ используют переменные для хранения данных. Объявление переменной задает ее тип. Тип переменных определяет количество памяти, отводимой под переменную, а, также, ее правильное использование в программе. Имя переменной — правильный идентификатор (identifier).

Значение переменной — информация, которую содержит переменная в данный момент. Значение переменной может меняться. Наиболее явный способ изменить значение переменной заключается в использовании оператора присваивания (assignment statement). Первое присвоение значения переменной называется инициализацией (initialization). Если переменная не получила определенного значения, то говорят, что она не инициализирована.

Типы C++ можно разделить на простые и составные. К простым типам относят типы, которые характеризуются одним значением. В языке C++ определено 6 простых типов данных:

• 1) int (целый);
• 2) char (символьный);
• 3) wchar_t (расширенный символьный) (C++);
• 4) bool (логический) (C++);
• 5) float (вещественный);
• 6) double (вещественный с двойной точностью).

Типы float и double относятся к типам с плавающей точкой.

Существует 4 спецификатора типа, уточняющих внутреннее представление и диапазон стандартных типов.

• 1) short (короткий);
• 2) long (длинный);
• 3) signed (знаковый);
• 4) unsigned (беззнаковый).

На разных машинах типы могут иметь различный размер, стандартом языка размер типов не установлен. Количество байт, действительно занимаемых типом в памяти, можно определить при помощи оператора sizeof. Например, если определена целая переменная int a, то ее размер — sizeof (a) байт.

char — символьный (занимает память как символ ASCII-кода -1 байт). Значение символьной переменной — любой допустимый символ, записываемый в апострофах. Например: 'ф', '5'. 'А' и 'а' - различаются;

int — целый — размер и диапазон значений зависят от компилятора и процессора: 2 байта для 16-разрядного компилятора, 4 — для 32-разрядного;

float — вещественный — числа с плавающей точкой, представляются в памяти двумя значениями: мантиссой и порядком (123 456 = 0.123 456Е+6). Тип float занимает 4 байта памяти;

double — вещественный двойной точности — позволяет представлять вещественные числа с большей точностью, занимает 8 байт.

На разных машинах типы могут иметь различный размер, стандартом языка размер типов не установлен. Количество байт, действительно занимаемых типом в памяти, можно определить при помощи оператора sizeof. Например, если определена целая переменная int a, то ее размер — sizeof (a) байт.

Ввод и вывод данных

В языке C/C++ нет встроенных средств ввода и вывода — он осуществляется с помощью функций, типов и объектов, которые находятся в стандартных библиотеках. Существует два основных способа: функции C и объекты C++.

Для ввода/вывода данных в стиле C используются функции, которые описываются в библиотечном файле stdio.h.

1) printf (форматная строка, список аргументов);

форматная строка — строка символов, заключенных в кавычки, которая показывает, как должны быть напечатаны аргументы.

Пример

printf («Значение числа Пи равно %f «, pi);

Форматная строка может содержать:

• 1) символы печатаемые текстуально;
• 2) спецификации преобразования;
• 3) управляющие символы.

Каждому аргументу соответствует своя спецификация преобразования:

%d, %i — десятичное целое число;

%f — число с плавающей точкой;

%e,%E — число с плавающей точкой в экспоненциальной форме;

%u — десятичное число в беззнаковой форме;

%c — символ;

%s — строка.

В форматную строку также могут входить управляющие символы:

— управляющий символ новая строка;

— табуляция;

a — звуковой сигнал и др.

Также в форматной строке могут использоваться модификаторы формата, которые управляют шириной поля, отводимого для размещения выводимого значения. Модификаторы — это числа, которые указывают минимальное количество позиций для вывода значения и количество позиций ля вывода дробной части числа:

%[-]m[.p]C, где.

— - задает выравнивание по левому краю,.

m — минимальная ширина поля,.

p — количество цифр после запятой для чисел с плавающей точкой и минимальное количество выводимых цифр для целых чисел (если цифр в числе меньше, чем значение р, то выводятся начальные нули),.

С — спецификация формата вывода.

printf («Спецификации формата: %10.5d — целое,.

%10.5f — с плавающей точкой.

%10.5e — в экспоненциальной форме.

%10s — строка", 10, 10.0, 10.0, «10»);

Будет выведено:

Спецификации формата:

• 10 — целое
• 10.0 — с плавающей точкой
• 1.0 е+001 — в экспоненциальной форме
• 10 — строка.
• 2) scanf (форматная строка, список аргументов);

в качестве аргументов используются адреса переменных.

Пример

scanf («%d%f «, &x,&y);

При использовании библиотеки классов C++, используется библиотечный файл iostream.h, в котором определены стандартные потоки ввода данных от клавиатуры cin и вывода данных на экран cout, а также соответствующие операции:

• 1) << - операция записи данных в поток;
• 2) >> - операция чтения данных из потока.

Пример

#include ;

…

cout << «Введите количество элементов: «;

cin >> n;

Операторы языка C заканчиваются точкой с запятой, а не разделяются ею: нельзя записать операторное выражение, не завершив его точкой с запятой. Исключением является составной оператор — после него точка с запятой не ставится.

Задание

• 1. Запустите C++ Builder.
• 2. Наберите программу, выполняющую следующие действия вашего варианта задания (таблица):
• 1) для задачи 1 записать выражение, зависящее от координат точки X1 и Y1 и принимающее значение TRUE, если точка принадлежит заштрихованной области, и FALSE, если не принадлежит;
• 2) для задачи 2 вычислить значение выражения, используя различные вещественные типы данных (float и double);
• 3) результаты всех вычислений вывести на печать.
• 3. Выполните компиляцию программы. При наличии ошибок внесите исправления.
• 4. Сдайте отчет преподавателю.

Варианты

№.	Задача 1.	Задача 2.
	.
	.
	.
	.
	.
	.
	.
	.
	.
	.
	.
	.
	.
	.
	.
	.
	.
	а=10, b=0.01.
	а=1000, b=0.0001.
	а=1000, b=0.0001.
	а=100, b=0.001.
	а=100, b=0.001.
	а=100, b=0.001.
	а=100, b=0.001.
	а=100, b=0.001.