Структурированные типы данных

К структурированным типам данных относятся структуры и объединения.

struct <name> {type1 name1; type2 name2;}; // структура

union <name> {type1 name1; type2 name2;}; // объединение (все данные размещены с одного адреса в памяти)

Константы

Целые константы задаются с помощью целых чисел без разделяющей точки и имеют тип int. Можно явно указать тип long или unsigned при помощи использования суффиксов соответственно «l», «L», «u», «U».

Пример: 123L, 43u, 53lu, 63UL

Константа с плавающей точкой может включать семь частей: целая часть, десятичная точка, дробная часть, символ экспоненты, показатель десятичной степени (со знаком или без), суффикс. При отсутствии суффикса константы имеют представление double, суффикс f или F соответствует float, суффикс l или L – long double.

В записях вещественных констант могут опускаться (не одновременно): или целая или дробная часть; или десятичная точка или признак экспоненты; суффикс.

Пример: 45. .6    4.6  1.25f 3.5e-4         5E+6L

Перечислимые константы вводятся при помощи служебного слова enum. Это целочисленные константы, которым присвоены идентификаторы. Идентификаторы могут быть перечислены через запятую, тогда им последовательно присваиваются значения от нуля, или для каких-нибудь из них могут быть указаны значения, которые меняют порядок присвоения.

Примеры:

enum {zero ,one, two, three}         соответствует zero=0, one=1, two=2, three=3.

enum {one=1, two, three}             соответствует one=1, two=2, three=3.

enum {ten=10, two=2, three}                   соответствует ten=10, two=2, three=3.

Символьные (литерные) константы – это один или два символа, заключённые в апострофы. Во время компиляции символьные константы заменяются их кодами. Для записи специальных символов используют эскейп-последовательности, которые состоят из двух-четырёх символов и начинаются с символа «обратный слеш». Например \n соответствует переводу строки (код 10), \r – возврат каретки (код 13), \t – табуляция (код 09) и т.д. Для записи некоторых символов также используются эскейп-последовательности: \\ – обратный слеш, \” – двойная кавычка, \’ – одинарная кавычка, \? – знак вопроса.

ВНИМАНИЕ Частой ошибкой является запись «\» вместо «\\», т.к. она не определяется компилятором.

Строковые константы – это набор символов, заключённый в двойные кавычки. в строковых константах также могут быть применены эскейп-последовательности. Для записи строковой константы, которая занимает несколько строк, в конце каждой из них должен быть использован символ «\».

Операции

Присваивание.

x=a;

Присваивания является операцией и имеет возвращаемое значение, что позволяет использовать её в других выражениях.

A=x=9;

5+(x=4) → 9

Операция присваивания является правоассоциативной, то есть, несколько подряд записанных операций присваивания будут выполняться справа налево.

Арифметические:

a+b; a-b; a*b; a/b– соответственно сложение, вычитание, умножение, деление.

a%b - остаток от деления

ВНИМАНИЕ при делении целочисленных операндов результат также целочисленный (например 5/2 даст 2)

a<<b, a>>b - сдвиги операнда а на b двоичных разрядов влево / вправо.

 -a; +a – унарные минус и плюс.

a&b - поразрядное логическое И (например, 1001b & 1100b → 1000b)

a|b - поразрядное логическое ИЛИ

a^b - поразрядное логическое исключающее ИЛИ (XOR)

~x - логическое поразрядное отрицание

Логические (результат – логическое значение).

В языке «С» результатом логической операции является целое число: «1», если результат истинен, и «0», если ложен. В языке «С++» результатом является логическое значение.

a&&b, a||b - логические И и ИЛИ

Например, 5&&3 → 1 (в значении ИСТИНА), 8||0 → 1, 5&&0 → 0.

a<b ,a>b, a<=b,a>=b - все понятно

a= =b - проверка на равенство (например, 5==3 → 0, 4==4 → 1)

a!=b - проверка на неравенство

!x - логическое общее отрицание

Операции работы с указателями.

&x - взятие адреса

*x - разыменовывание указателя

Укороченные операции:

x+=a - тоже, что и x=x+a

аналогично определены операции x-=a, x*=a, x/=a, x%=a, x&=a, x|=a, x^=a, x<<=a,  x>>=a.

Инкремент и декремент

++x, --x - увеличивает или уменьшает x на 1, затем подставляет в выражение.

x++ ,x-- - подставляет x в выражение, а затем увеличивает/уменьшает на 1.

Пример (в каждом примере изначально x=3):

(++x)+6 → 10, (x++)+6 → 9

(в обоих случаях в результате x=4)

(++x) + (++x) → 9

(x++) + (x++) → 7

Операция ","

возвращает крайнее правое значение.

Пример (объявлены переменные x,x1,x2,x3):

x = (x1=4+6, x2=x1-2, x3=x2+7)

В результате: x1=10, x2=8, x3=15, x=15.

Операция "?:"

x?a:b - возвращает a, если х истинно, иначе возвращает b.

Пример:

(5>2?4:6) → 4, (8>3?5:9) → 9, 5+(7>3?5:2) → 10

Операция sizeof(тип_данных/имя_переменной).

Возвращает размер (в байтах), занимаемый данной переменной или типом данных.

sizeof(short) → 4

Операторы ветвления и цикла

if

if (условие) действие1;

else действие2;

Если условие истинно, выполняется действие1, иначе выполняется действие2. Секция else необязательна.

While

while (условие) действие;

Цикл с предусловием. Действие выполняется, пока условие истинно.

Есть также цикл с постусловием:

do действие while (условие);

For

Цикл for выглядит следующим образом и в общем случае не является циклом с заданным числом повторений (в отличие, например, от ЯВУ Pascal).

for (инициализация; условие_цикла; изменение_переменых) действие;

Например,

for (x=0;x<10;x++) a+=f(x);

Break

Оператор break используют для выхода из циклов for / while и ветвления switch. Для вложенных циклов выход осуществляется на один уровень.

Continue

Данный оператор вызывает принудительный переход к следующему шагу цикла. Например, требуется сложить все целые числа от a до b не кратные трём.

for(int i=a, s=0; i<b; i++)

{

       if (i%3==0) continue; //переходим к следующему значению i

       s+=i;

}

Switch

Структура записи оператора switch следующая.

switch(переменная)

{

case значение1: набор_действий1; break;

case значение2: набор_действий2; break;

…

default: набор_действий_по_умолчанию;

}

При равенстве переменной значению 1, выполняется соответствующий набор действий, который может состоять из нескольких операторов и заканчивается словом break. При несовпадении ни с одним из значений, выполняется секция default.

Формально, секции «case …: » являются метками, на которые осуществляется переход при совпадении значений. Именно поэтому после перехода на метку выполняются все команды до конца секции switch-case либо до оператора break. Этим можно пользоваться для уменьшения дублирования кода. Например, пусть задано условие: если переменная x равна 0, то вызвать функцию f1(), а если равно 2, то вызвать f1() и f2().

switch(x)

{

case 2: f2();  //не используем break, т.к. требуется выполнение и следующей команды.

case 0: f1();  //не используем break, т.к. дошли до конца.

}

Функции

Объявляются следующим образом:

возвращаемый_тип имя_функции(список_формальных_параметров)

{

ТЕЛО ФУНКЦИИ

}

список формальных параметров представляет собой перечисление через запятую пар тип данного – имя переменной (имя переменной может отсутствовать).

Для функции, которая не возвращает значения (процедура в Паскале), предусмотрен тип данных void.

Функции, возвращающие значение, должны обязательно содержать оператор "return возвращаемые_данные". На данном операторе происходит возврат из функции независимо от того, есть ли дальше другие операторы.

Для функций void можно использовать return без аргументов для явного выхода из функции в требуемом месте.

Пример.

int sum(int x, int y)

{

return x+y;

}

Описание функции обязательно должно быть раньше (выше) в тексте программы, чем любой её вызов. Функция может быть описана без реализации (упреждающее описание). В этом случае тело функции не записывают, а после описания её заголовка ставят «;». Также при упреждающем описании могут не указываться имена переменных.

Пример:

void myfunc(int, int);

// здесь продолжение кода с вызовом myfunc

void myfunc(int x, int y) {…}

Допустимо явно не указывать параметры функции, для этого используется многоточие в конце списка параметров. В этом случае компилятор контролирует только явно указанные аргументы. Никаких специальных средств по работе с неявно указанными параметрами функции языки «С» и «С++» не предоставляют, но известно, что переданные фактические параметры располагаются в памяти после явно указанных.

Языки «С» и «С++» разрешают использование рекурсии, то есть вызова функцией самой себя.

Пример (функция вычисления факториала):

long fact(int k)

{

if (k<0) return 0;

if (k==0) return 1;

return k*fact(k-1);

}

Язык «С++» предоставляет дополнительные возможности:

– перегрузка функций – несколько функций могут иметь одно имя и тип, но разный набор формальных аргументов, в этом случае компилятор сам выбирает подходящую функцию по фактическим аргументам;

– параметры по умолчанию (С++);

– подставляемые (inline) функции (С++);

Директивы препроцессора

Есть специальные команды, которые не компилируются, а лишь указывают препроцессору на необходимость выполнения некоторых действий. Директивы начинаются с символа #.

#include <имя_файла> - добавить в данное место содержимое файла, файл содержится в специальном каталоге подключаемых файлов;

#include "имя_файла" - тоже, но для файла из текущей папки.

Стандартные заголовочные файлы (аналоги библиотек в других ЯВУ):

stdio.h – стандартный ввод-вывод;

conio.h – консольный ввод-вывод;

string.h – работа со строками;

math.h – математические операции;

mem.h – функции работы с памятью;

limits.h – константы предельных значений;

dos.h – команды ОС Ms Dos.

#define идентификатор строка_замещения - заменяет все идентификаторы от директивы до конца файла на строку замещения.

#undef идентификатор - отменяет директиву define, после данной директивы замен не производится.

#if, #elif, #else, #endif – организуют ветвление.

#ifdef, #ifndef – далее следующий код будет откомпилирован только если определена / неопределенна макроподстановка.

Метки

Идентификатор с последующим двоеточием является меткой. Метка является адресом оператора, следующего за меткой. Используется в операторах switch и goto. Пример есть выше.

Указатели

Переменные хранят данные и не позволяют их управлять размещением в памяти. Единственная доступная операция – взятие адреса (&).

Указатель на переменную хранит адрес размещения данного. Обратиться к данному можно через операцию разыменовывания указателя (*). Объявление указателя осуществляется символом «*» перед именем переменной. Пример:

int x;

int *t;         // объявили указатель t на переменную типа int

t = &x;                   // присваиваем указателю адрес переменной x

*t = 4;        // используя указатель, присваиваем x значение 4

Указатели и объекты одного типа могут быть объявлены вместе. Пример (см. предыдущий пример):

int x,*t=&x;

Приведение типов

В языке «C» простые типы данных автоматически приводятся к требуемому. Вещественные преобразуются к целым путём отсечения дробной части. Данные большего размера приводятся к данным меньшего размера отбрасыванием старших байт. Для более сложных типов данных, а также для указателей требуется явное преобразование типов. Операция преобразования типа имеет вид:

(новый_тип)переменная

При этом для объектов (экземпляров классов и структур) операция приведения должна быть определена. Для указателей допустимо приведение к другому указателю. Приведение указателей никак не преобразует сами данные.

Примеры приведены далее.