Примечание:Некоторые компиляторы требуют, чтобы математические операции в случае использования после объекта cout заключались в круглые скобки. В этом случае строку 11 пришлось бы изменить следующим образом:
11: cout << "Here is the sum of 8 and 5:\t" << (8+5) << endl;
В строке 2 по команде #include <iostream.h> препроцессор вставляет содержимое файла iostream.h в исходный текст программы. Включать файл iostream.h необходимо, если в программе используется объект cout и связанные с ним функции-члены.
В строке 5 демонстрируется простейший вариант использования объекта cout: вывод строки символов. Символ \n - это специальный символ форматирования, который указывает объекту cout на необходимость вывода на экран символа новой строки (он произносится "слэш-эн" или просто разрыв строки).
В строке 6 объекту cout передаются три значения, и каждое из них отделяется оператором вывода. Первое значение представляет собой строку "Here is 5: ". Обратите внимание на наличие пробела после двоеточия: пробел является частью текстовой строки. Затем объекту cout с помощью оператора вывода передается значение 5, а за ним - символ разрыва строки (этот символ всегда должен быть заключен в двойные или в одинарные кавычки). При выполнении этого выражения на экране появится строка
Here is 5: 5
Поскольку после первого значения нет символа разрыва строки, следующее значение выводится сразу за предыдущим. Этот процесс называется конкатенацией двух значений.
В строке 7 на экран выводится информационное сообщение, после чего используется оператор endl. Этот оператор также выводит на экран символ разрыва строки. (Другое назначение оператора endl рассматриваются на занятии 16.)
Примечание:Оператор endl расшифровывается как end line (конец строки) и читается как "энд-эл", а не "энд-один" (иногда букву l принимают за единицу).
В строке 10 используется еще один символ форматирования - \t, который вставляет символ табуляции, используемый обычно для выравнивания выводимой информации (строки 10-13). Строка 10 демонстрирует возможность вывода значений типа long int. В строке 11 показано, что объект cout может выводить результат математической операции. Объекту cout передается не значение, а целое математическое выражение 8+5, но на экран выводится число 13.
В строке 12 объект cout выводит результат другой математической операции - 5/8. Идентификатор (float) указывает объекту cout, что результат должен выводиться как дробное число. В строке 14 объекту cout передается выражение 7000 * 7000, а идентификатор (double) устанавливает вывод результата в экспоненциальном представлении. Использование идентификаторов double и float для установки типов значений рассматривается на занятии 3.
В строке 16 нужно вставить свое имя. Если при выполнении программы вы увидите свое имя на экране, шансы стать профессиональным программистом у вас существенно возрастут, хотя в этом и так нет никаких сомнений. Даже компьютер это знает!
Комментарии
Когда вы пишете программу, вам всегда ясно, что вы стараетесь сделать. Однако если через месяц вам придется вернуться к этой программе, то, как это ни удивительно, окажется, что вы почти совсем не помните, о чем идет речь, а о деталях и говорить не приходится.
Чтобы не казнить себя за пробелы в памяти и помочь другим понять вашу программу, используйте комментарии. Комментарии представляют собой текст, который игнорируется компилятором, но позволяет описать прямо в программе назначение отдельной строки или целого блока.
Виды комментариев
В языке C++ используется два вида комментариев: с двойным слешем (//) и сочетанием слеша и звездочки (/*). Комментарий с двойным слешем (его называют комментарием в стиле C++) велит компилятору игнорировать все, что следует за этими символами вплоть до конца текущей строки.
Комментарий со слешем и звездочкой (его называют комментарием в стиле С) велит компилятору игнорировать все, что следует за символами (/*) до того момента, пока не встретится символ завершения комментария: звездочка и слеш (*/). Каждой открывающей паре символов /* должна соответствовать закрывающая пара символов */.
Нетрудно догадаться, что комментарии в стиле С используются также и в языке С, но следует предупредить, что двойной слеш в языке С не воспринимается как символ комментария.
При программировании на C++ для выделения комментариев в основном используются символы двойного слеша, а комментарии в стиле С используются только для временного отключения больших блоков программы. Впрочем, двойной слеш часто используется и для временного отключения отдельных строк программного кода.
Использование комментариев
Раньше считалось хорошим тоном предварять блоки функций и саму программу комментариями, из которых должно было быть понятно, что делает эта функция и какое значение она возвращает.
Исходя из собственного опыта, могу сказать, что такие комментарии не всегда целесообразны. Комментарии в заголовке программы очень быстро устаревают, поскольку практически никто их не обновляет при обновлении текста программы. Функции должны иметь такие имена, чтобы у вас не оставалось ни тени сомнения в том, что они делают, в противном случае имя функции нужно изменить. Зачем использовать бессмысленные и труднопроизносимые имена, чтобы потом раскрывать их смысл с помощью комментариев?
Впрочем, одно другому не помеха. Лучше всего использовать понятные имена и дополнительно вносить краткие разъяснения с помощью комментариев.
Листинг 2.3 демонстрирует использование комментариев, доказывая, что они не влияют на выполнение программы и ее результаты.
Листинг 2.3. Демонстрация комментариев на примере программы HELLO.CPP
1: #include <iostream.h>
2:
3: int main() 4: {
5: /* это комментарий,
6: который продолжается до тех пор, пока не
7: встретится символ конца комментария в виде звездочки и слэша */
8: cout << "Hello world!\n";
9: // Этот комментарий оканчивается в конце строки
10: cout << "That comment ended!\n";
11:
12: // после двойного слеша может не быть никакого текста,
13: /* как, впрочем, и между этими символами */
14: return 0;
15: }
Резултат:
Hello world!
That comment ended!
Комментарии в строках 5-7 полностью игнорируются компилятором, как и комментарии в строках 9, 12 и 13. Комментарий в строке 9 завершается в конце этой строки, но для завершения комментариев, начавшихся в строках 5 и 13, требуется символ окончания комментария (*/).
Напоследок предупреждение: осторожнее с комментариями!
В комментариях, разъясняющих очевидные места, проку немного. Но они могут даже вводить в заблуждение, если при изменения текста программы вы забудете их скорректировать. Однако очевидность - понятие относительное. То, что очевидно для одного человека, может быть непонятно другому. Всегда старайтесь разумно комментировать свои действия и не забывайте обновлять комментарии при обновлении программы.
И последнее, комментарии должны разъяснять, не что это за операторы, а для чего они тут используются.
Функции
Вы уже познакомились с функцией main(), правда, это необычная, единственная в своем роде функция. Чтобы приносить пользу, функция должна быть вызвана во время сеанса работы программы. Функция main() вызывается не программой, а операционной системой.
Программа выполняется по строкам в порядке их расположения в исходном тексте до тех пор, пока не встретится вызов какой-нибудь функции. Затем управление передается строкам этой функции. После выполнения функции управление возвращается той строке программы, которая следует сразу за вызовом функции.
Есть прекрасная аналогия для работы программы с функцией. Например, если во время рисования у вас ломается карандаш, вы прекращаете рисовать и затачиваете его. После этого вы возвращаетесь к тому месту рисунка, где сломался карандаш. Когда программа нуждается в выполнении некоторой сервисной операции, вызывается функция, ответственная за выполнение этой операции, после чего программа продолжает свою работу с того места, где была вызвана функция. Эта идея демонстрируется в листинге 2.4.
Листинг 2.4. Пример вызова функции
1: #include <iostream.h>
3: // Функция Demonstration Function
4: // выводит на экран информативное сообщение
5: void DemonstrationFunction()
6: {
7: cout << "In DemonstrationFunction\n";
8: }
10: // Функция main выводит сообщение, затем
11: // вызывает функцию DemonstrationFunction и
12: // выводит на экран второе сообщение.
13: int main()
14: {
15: cout << "In main\n" ;
16: DemonstrationFunction();
17: cout << " Back in main\n";
18: return 0;
19: }
Результат:
In main
In DemonstrationFunction
Back in main
В строках 5-8 определяется функция DemonstrationFunction(). Она выводит на экран сообщение и возвращает управление программе.
Функция main() начинается в строке 13, и в строке 15 выводится на экран сообщение, уведомляющее о том, что сейчас управление программой находится в функции main(). После вывода этого сообщения в строке 16 вызывается функция DemonstrationFunction(). В результате этого вызова выполняются команды, содержащиеся в функции DemonstrationFunction(). В данном случае вся функция состоит из одной команды, содержащейся в строке 7, которая выводит другое сообщение. По завершении выполнения функции DemonstrationFunction() (строка 8) управление программой возвращается туда, откуда эта функция была вызвана. В данном случае выполнение программы продолжается со строки 17, в которой функция main() выводит на экран заключительное сообщение.
Использование функций
Функции возвращают либо некоторое реальное значение, либо значение типа void, т.е. ничего не возвращают. Функцию, которая складывает два целых числа и возвращает значение суммы, следует определить как возвращающую целочисленное значение. Функции, которая только выводит сообщение, возвращать нечего, поэтому для нее задается тип возврата void.
Функции состоят из заголовка и тела. Заголовок содержит установки типа возвращаемого значения, имени и параметров функции. Параметры позволяют передавать в функцию значения. Следовательно, если функция предназначена для сложения двух чисел, то эти числа необходимо передать в функцию как параметры. Вот как будет выглядеть заголовок такой функции:
int Sum(int а, int b)
Параметр - это объявление типа данных значения, передаваемого в функцию. Реальное значение, передаваемое при вызове функции, называется аргументом. Многие программисты используют эти два понятия как синонимы. Другие считают смешение этих терминов признаком непрофессионализма. Возможно, это и так, но в данной книге эти термины взаимозаменяемы.
Тело функции начинается открывающей фигурной скобкой и содержит ряд строк (хотя тело функции может быть даже нулевым), за которыми следует закрывающая фигурная скобка. Назначение функции определяется содержащимися в ней строками программного кода. Функция может возвращать значение в программу с помощью оператора возврата (return). Этот оператор также означает выход из функции. Если не поместить в функцию оператор возврата, то по завершении функции автоматически возвращается значение типа void. Значение, возвращаемое функцией, должно иметь тип, объявленный в заголовке функции.
Примечание:Более подробно функции рассматриваются на занятии 5; типы значений, возвращаемых функциями, - на занятии 3. Информация, представленная на этом занятии, является хотя и обзорной, но вполне достаточной для усвоения последующего материала, поскольку функции будут использоваться практически во всех программах, представленных в этой книге.
В листинге 2.5 демонстрируется функция, которая принимает два целочисленных параметра и возвращает целочисленное значение. Не беспокойтесь пока насчет синтаксиса или особенностей работы с целыми значениями (например, int x): эта тема подробно раскрывается на занятии 3.
Листинг 2.5. Пример использования простой функции (FUNC.CPP)
1: #include <iostream.h>
2: int Add (int x, int у)
3: {
4:
5: cout << "In Add(), received " << x << " and " << у << "\n";
6: return (x+y);
7: }
8:
9: int main()
10: {
11: cout << "I'm in main()!\n";
12: int а, b, с;
13: cout << "Enter two numbers: ";
14: cin >> а;
15: cin >> b;
16: cout << "\nCalling Add()\n";
17: c=Add(a,b);
18: cout << "\nBack in main().\n";
19: cout << "с was set to " << с;
20: cout << "\nExiting...\n\n";
21: return 0;
22: }
Результат:
I'm in main()!
Enter two numbers: 3 5
Calling Add()
In Add(), received 3 and 5
Back in main().
c was set to 8
Exiting...
АНАЛИЗ: Функция Add() определена в строке 2. Она принимает два целочисленных параметра и возвращает целочисленное значение. Сама же программа начинается в строке 9, выводя на экран первое сообщение. Затем пользователю предлагается ввести два числа (строки 13-15). Пользователь вводит числа, разделяя их пробелом, а затем нажимает, клавишу <Enter>. В строке 17 функция main() передает функции Add() в качестве аргументов два числа, введенные пользователем.
Управление программой переходит к функции Add(), которая начинается в строке 2. Параметры а и b выводятся на экран, а затем складываются. Результат функции возвращается в строке 6, и на этом функция завершает свою работу.
Резюме
Сложность изучения такого предмета, как программирование, состоит в следующем: большая часть изучаемого вами материала во многом зависит от того, что вам еще только предстоит изучить. На этом занятии вы познакомились с основными составляющими частями простой программы на языке C++. Кроме того, вы получили представление о цикле разработки и узнали несколько важных терминов.
Вопросы и ответы
Какую роль выполняет директива #include?
Это команда для препроцессора, который автоматически запускается при вызове компилятора. Данная директива служит для введения содержимого файла, имя которого стоит после директивы, в исходный текст программы.
В чем разница между символами комментариев // и /*?
Комментарии, выделенные двойным слешем (//), распространяются до конца строки. Комментарии, начинающиеся слешем со звездочкой (/*), продолжаются до тех пор, пока не встретится символ завершения комментария (*/). Помните, что даже конец функции не завершит действие комментария, начавшегося с пары символов (/*). Если вы забудете установить завершение комментария (*/), то получите сообщение об ошибке во время компиляции.
В чем разница между хорошими и плохими комментариями?
Хороший комментарий сообщит читателю, почему здесь используются именно эти операторы, или объяснит назначение данного блока программы. Плохой комментарий констатирует то, что делается в данной строке программы. Программа в идеале должна писаться так, чтобы имена переменных и функций говорили сами за себя, а логика выражений была проста и понятна без особых комментариев.
Коллоквиум
В этом разделе предлагаются вопросы для самоконтроля и укрепления полученных знаний и приводится несколько упражнений, которые помогут закрепить ваши практические навыки. Попытайтесь самостоятельно ответить на вопросы теста и выполнить задания, а потом сверьте полученные результаты с ответами в приложении Г. Не приступайте к изучению материала следующей главы, если для вас остались неясными хотя бы некоторые из предложенных ниже вопросов.
Контрольные вопросы
1. В чем разница между компилятором и препроцессором?
2. В чем состоит особенность функции main()?
3. Какие два типа комментариев вы знаете и чем они отличаются друг от друга?
4. Могут ли комментарии быть вложенными?
5. Могут ли комментарии занимать несколько строк?
Упражнения
1. Напишите программу, которая выводит на экран сообщение I love C++.
2. Напишите самую маленькую программу, которую можно скомпилировать, скомпоновать и выполнить.
3. Жучки: введите эту программу и скомпилируйте ее. Почему она дает сбой? Как ее можно исправить?
1: #include <iostream.h>
2: int main()
3: {
4: cout << Is there а bug here?";
5: return 0;
6: }
4. Исправьте ошибку в упражнении 3, после чего перекомпилируйте ее, скомпонуйте и запустите на выполнение.
День 3-й. Переменные и константы
Программы должны обладать способностью хранить используемые данные. Для представления и манипуляции этими данными используются переменные и константы. Сегодня вы узнаете:
• Как объявлять и определять переменные и константы
• Как присваивать значения переменным и использовать их в программе
• Как выводить значения переменных на экран
Что такое переменная
В языке C++ переменные используются для хранения информации. Переменную можно представить себе как ячейку в памяти компьютера, в которой может храниться некоторое значение, доступное для использования в программе.
Память компьютера можно рассматривать как ряд ячеек. Все ячейки последовательно пронумерованы. Эти номера называют адресами памяти. Переменная занимает одну или несколько ячеек, в которых можно хранить некоторое значение.
Имя переменной (например, MyVariable) можно представить себе как надпись на ячейке памяти, по которой, не зная настоящего адреса памяти, можно ее найти. На рис. 3.1 схематически представлена эта идея. Согласно этому рисунку, переменная MyVariable начинается с ячейки с адресом 103. В зависимости от своего размера, переменная MyVariable может занимать одну или несколько ячеек памяти.
Примечание:В ОЗУ обеспечивается произвольный доступ к ячейкам памяти. Запускаемая программа загружается в ОЗУ с дискового файла. Все переменные также хранятся в ОЗУ. Когда программисты говорят о памяти, они обычно имеют в виду ОЗУ.