Table Of ContentCopyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
С. В. Феськов
ПРОГРАММИРОВАНИЕ НА ЯЗЫКЕ C/C++
Учебно-методическое пособие
2-е издание
Волгоград 2010
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рекомендовано к опубликованию Учебно-методической комиссией
факультета физики и телекоммуникаций
Волгоградского государственного университета
(протокол № 1 от 25.02 2010)
1-е издание вышло в свет в 2008 году
Рецензент
канд. физ.-мат. наук, доц. каф. информационных систем
и компьютерного моделирования
Волгоградского государственного университета И. В. Чернышев
Феськов, С. В.
Программирование на языке C/C++ [Текст] : учеб.-метод. пособие
/ С. В. Феськов ; Гос. образоват. учреждение высш. проф. образования «Волгогр.
гос. ун-т». – 2-е изд. – Волгоград : Изд. ВолГУ, 2010. – 84 с., ил.
Настоящее пособие содержит курс лекций и лабораторных работ по программиро-
ванию для студентов начальных курсов физического факультета ВолГУ. Пособие ориен-
тировано на изучение базовых конструкций языка С/C++ и обретение навыков алгоритми-
зации расчетных задач. Курс ограничен описанием структурных возможностей языка, не
затрагивает вопросов объектно-ориентированной разработки и может рассматриваться как
начальный этап обучения дисциплинам программирования. Пособие предполагает знание
студентом основ информатики в объеме школьной программы и небольшой опыт работы
с персональным компьютером в операционной системе Windows.
© С. В. Феськов, 2008
– 2 –
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ. Turbo C++ 2006 Explorer и консольные приложения .............. 5
1. Программа, язык ..................................................................................... 5
2. Создание консольного приложения в Turbo C++ 2006 ......................... 6
3. Компиляция, компоновка и запуск программы ................................... 10
4. Общая структура программы на языке C/C++.
Использование библиотек .................................................................... 11
5. Объявления и инициализация переменных.
Стандартные типы данных ................................................................... 12
Лабораторная работа № 1. ОПЕРАЦИИ ВВОДА-ВЫВОДА.
АРИФМЕТИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ ............................................................. 15
1. Консольный ввод-вывод ....................................................................... 15
2. Потоковый ввод-вывод ......................................................................... 18
3. Арифметические операции и математические функции ..................... 20
Типичные ошибки программирования .................................................... 23
Контрольные вопросы............................................................................... 23
Лабораторные задания .............................................................................. 25
Лабораторная работа № 2. ОПЕРАТОР УСЛОВИЯ if-else ......................... 27
1. Назначение и синтаксис ........................................................................ 27
2. Сокращенные варианты записи ............................................................ 29
3. Вложенные операторы .......................................................................... 30
4. Составные логические выражения ....................................................... 32
Типичные ошибки программирования .................................................... 34
Контрольные вопросы............................................................................... 34
Лабораторные задания .............................................................................. 36
Лабораторная работа № 3. ОПЕРАТОР ЦИКЛА for .................................... 38
1. Назначение и синтаксис ........................................................................ 38
2. Сокращенные варианты записи ............................................................ 41
3. Вложенные операторы цикла ............................................................... 43
Типичные ошибки программирования .................................................... 45
Контрольные вопросы............................................................................... 46
Лабораторные задания .............................................................................. 47
– 3 –
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Лабораторная работа № 4. МАССИВЫ I. Поэлементные операции ........... 50
1. Одномерные (линейные) массивы ........................................................ 50
2. Многомерные массивы ......................................................................... 52
3. Типизированные константы ................................................................. 54
4. Инициализация элементов массива ...................................................... 55
Типичные ошибки программирования .................................................... 57
Контрольные вопросы .............................................................................. 58
Лабораторные задания .............................................................................. 59
Лабораторная работа № 5. МАССИВЫ II.
Алгоритмы поиска и сортировки .................................................................. 61
1. Линейный поиск по условию................................................................ 61
2. Поиск максимального (минимального) элемента................................ 62
3. Сортировка методом «прямого выбора».............................................. 64
4. Сортировка методом «пузырька» ......................................................... 65
Типичные ошибки программирования .................................................... 66
Контрольные вопросы .............................................................................. 67
Лабораторные задания .............................................................................. 68
Лабораторная работа № 6. ФУНКЦИИ ........................................................ 71
1. Определение функции........................................................................... 71
2. Вызов функции. Формальные и фактические параметры ................... 73
3. Прототипы функций.............................................................................. 75
Типичные ошибки программирования .................................................... 76
Контрольные вопросы .............................................................................. 77
Лабораторные задания .............................................................................. 78
ПРИЛОЖЕНИЕ А.
Порядок выполнения лабораторных работ. Требования к отчету ......... 81
ПРИЛОЖЕНИЕ Б.
Образец оформления отчета по лабораторной работе ............................ 82
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ .............................................................................. 83
– 4 –
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ВВЕДЕНИЕ
Turbo C++ 2006 Explorer и консольные приложения
1. Программа, язык программирования.
Компьютерной программой будем называть набор инструк-
ций или команд, которые человек (программист) дает компьютеру
на выполнение. Среди этих инструкций могут быть как простейшие
(например, выполнение арифметической операции), так и более
сложные (вывод информации на экран, запись файла на жесткий
диск и т.д.). Язык, с помощью которого программист общается с
компьютером, называется языком программирования.
Для компьютерного процессора «родным» является машин-
ный язык, содержащий в качестве команд специальные числовые
коды. В силу понятных трудностей, связанных с написанием про-
грамм в машинных кодах, в настоящее время разработано множест-
во языков высокого уровня, облегчающих процесс программирова-
ния, тестирования, отладки и т.д. Основными доводами в пользу
использования того или иного языка являются простота и логич-
ность его конструкций; широта его возможностей; наличие удоб-
ных библиотек, и т.д. В рамках настоящего курса мы будем исполь-
зовать язык C, и его более современную модификацию – язык С++,
которые получили широкое распространение в прикладном и сис-
темном программировании, а также в компьютерном моделирова-
нии.
Обычно программа на
языке С/C++ представляет со-
бой дисковый файл с расшире-
редактор
нием CPP (*.cpp). Процесс соз-
(code editor)
дания этого файла называют
test.cpp редактированием, он, как пра-
(файл исходного кода)
вило, выполняется с помощью
компилятор редактора кода (code editor).
(compiler)
По завершении редакти-
test.obj рования исходный код про-
(объектный файл)
граммы переводится на ма-
компоновщик
шинный язык. Этот процесс
(linker)
называют компиляцией, он
test.exe
производится т.н. компилято-
(исполнимый файл)
ром языка (compiler).
– 5 –
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Результат этой стадии – объектный файл с расширением OBJ
(*.obj). Завершает разработку программы фаза компоновки, в ре-
зультате которой создается исполнимый файл с расширением EXE
(*.exe), готовый к работе. На схеме указаны все основные стадии
создания исполнимого файла.
Современные системы программирования часто объединяют в
себе большую часть компонентов, необходимых для создания ис-
полнимого файла, а именно, выполняют одновременно функции
редактора кода, компилятора, компоновщика, а также некоторые
другие – библиотекаря (librarian), отладчика (debugger), профайлера
(profiler), и т.д. Такие системы называют интегрированными сре-
дами разработки (IDE, integrated development environment).
Программный пакет Turbo C++ 2006 компании Borland Soft-
ware является примером такой IDE, которую мы будем использо-
вать в рамках настоящего курса. Explorer-версия этого продукта
бесплатна, и может быть загружена с Интернет-сайта разработчика
(http://www.turboexplorer.com).
Следует отметить, что Turbo C++ 2006 является прямым на-
следником популярного программного пакета Borland C++ Builder,
а также более современной мульти-язычной системы Borland De-
veloper Studio. Несмотря на ограниченную функциональность Ex-
plorer-версии продукта по сравнению с Professional-версией и даже
с более ранними версиями C++ Builder, его возможности вполне
достаточны для решения большинства задач, возникающих перед
начинающим программистом, каким (увы, как правило) является
студент начальных курсов физического факультета ВолГУ.
2. Создание консольного приложения в Turbo C++ Explorer.
Далее мы предполагаем, что читатель имеет в своем распоря-
жении компьютер с операционной системой Windows, на котором
установлен пакет Turbo C++ Explorer.
Найдите на Рабочем столе Windows иконку Turbo C++ и за-
пустите программу (альтернативный вариант в случае отсутствия
иконки на Рабочем столе – последовательно выберите кнопки Пуск
| Все программы | Borland Developer Studio | Turbo C++). Перед ва-
ми появится окно приветствия, изображенное на рисунке снизу.
Отметим, что здесь и далее возможны незначительные несоответ-
ствия тем изображениям, которые вы видите на своем экране, что
определяется настройками Вашей системы и версией Turbo C++.
– 6 –
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В верхней части окна приветствия (Welcome page, централь-
ная часть экрана) нажмите кнопку New Project (можно поступить
иначе, и выбрать в Главном меню последовательно пункты File |
New | Other…). Перед вами откроется диалоговое окно New Items,
изображенное на следующем рисунке.
Нашей бли-
жайшей задачей яв-
ляется создание кон-
сольного приложе-
ния, для этого Вам
необходимо выбрать
иконку Console Ap-
plication (выделена
на рис. справа) и
нажать кнопку ОК.
Далее снимите все
флажки в появившемся окне New Console Application за исклю-
чением флажка Console Application (см. рис. внизу). В качестве
языка выберите C++, и снова нажмите OK.
– 7 –
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Открывшееся вслед за этим ок-
но (см. следующий по порядку ри-
сунок) представляет собой среду
разработки консольного приложения
Turbo C++. Она состоит из несколь-
ких компонентов, из которых Вами
пока будет использоваться только
небольшая часть.
Центральную область открывшегося окна занимает редактор
кода. Здесь пользователь набирает исходный текст программы. На
рисунке видно, что модуль редактора уже содержит некоторый код
– это шаблон консольной программы на языке C++. Отметим, что
предоставляемый на начальном этапе работы шаблон не содержит
никаких полезных инструкций, и наполнение его осознанным ко-
дом – Ваша основная задача, как программиста и студента ФФ.
В левой части экрана расположены модули Structure и Object
Inspector. Мы не будем использовать их при разработке консольных
приложений, и поэтому не останавливаемся на их описании. В
верхней части экрана, непосредственно под Главным меню, распо-
лагается Панель быстрых кнопок, основное назначение которой со-
– 8 –
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
стоит в дублировании основных пунктов Главного меню. В правой
части показанного на рисунке окна расположены модули Менедже-
ра Проекта (Project Manager) и Палитры инструментов (Tool
Palette). Последние оказываются полезными только при разработке
сложных оконных приложений, и поэтому нами в рамках данного
вводного курса также не рассматриваются.
Теперь перейдите в окно редактора, и добавьте в код про-
граммы несколько строк в соответствии с приведенным ниже лис-
тингом (эти строки выделены полужирным шрифтом)
//--------- Традиционная Hell-программа -----------
#pragma hdrstop
#include <iostream.h>
#include <conio.h>
#pragma argsused
int main(int argc, char* argv[])
{
cout << ”Hello, world!”;
getch();
return 0;
}
//-------------------------------------------------
Когда текст про-
граммы набран, сохра-
ните на жестком диске.
Для этого в Главном ме-
ню выберите после-
довательно пункты File |
Save As… В поя-
вившемся диалоговом
окне (показано справа)
найдите свой подкаталог
в папке STUDY (этот
подкаталог должен быть
предварительно создан),
войдите в него, введите имя файла, например hello, в соответст-
вующее поле и нажмите кнопку Сохранить.
Перед вами появится еще одно диалоговое окно, в котором
потребуется ввести также название проекта. В поле Имя файла вве-
дите, например, hello1, и снова нажмите кнопку Сохранить.
– 9 –
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3. Компиляция, компоновка и запуск программы.
Теперь исходный код программы hello1 набран и записан на
диск, и он может быть откомпилирован и скомпонован. Фаза ком-
пиляции сопровождается проверкой синтаксиса программы, все
найденные при этом ошибки сообщаются пользователю.
Выберите в Главном меню последовательно пункты Project |
Compile Unit, или, иначе, одновременно нажмите клавиши Alt и F9.
Это действие запустит компиляцию, ее ход будет отражаться в от-
крывшемся окне Compiling. По окончании процесса в окне будет в
частности содержаться информация о количестве программных
ошибок Errors и предупреждений Warnings, если таковые были за-
фиксированы компилятором в написанной Вами программе.
Ошибки Errors означают нарушения синтаксиса С/C++, кото-
рые делают невозможной дальнейшую компоновку программы. Все
ошибки должны быть устранены, для чего можно воспользоваться
сообщениями компилятора, в которых указывается номер строки и
краткое описание ошибки.
Предупреждения Warnings означают подозрительные конст-
рукции, которые могут функционировать неправильно – не так, как
это задумано программистом. Наличие предупреждений не приво-
дит к останову процессов компиляции и компоновки. Однако к ним
также следует относиться очень внимательно, так как в большинст-
ве случаев они суть следствия логических ошибок в программе, ко-
торые трудно поддаются обнаружению.
Будем считать, что код набранной Вами программы не содер-
жит ошибок и предупреждений, в противном случае еще раз про-
верьте его на соответствие тому листингу, который приведен выше.
Выберите Project | Build hello1 в главном меню. Будет запущен про-
цесс последовательной компиляции и компоновки исполнимого
файла. В отсутствие ошибок компоновки, в Вашем подкаталоге бу-
дет создан файл hello1.exe (проверьте!). Это – возможно, Ваша пер-
вая работающая программа на языке C++.
Остается запустить разработанную программу (Windows-
приложение, хотя и консольное) на выполнение. Это можно сде-
лать, дважды щелкнув на иконке hello1.exe.
Подчеркнем, однако, что существует более удобный способ
компиляции/запуска программы, использующий возможности IDE.
Выберите меню Run | Run, или, иначе, просто нажмите клавишу F9.
Turbo C++ откомпилирует, скомпонует и запустит вашу программу
– 10 –
