1. Тема 7.
Основи мови програмування С++.
Поняття алгоритму. Його визначення та
основні властивості.
Форми та засоби представлення алгоритмів.
Загальні положення складання схем
алгоритмів.
Основні типи даних.
2. ОСНОВИ МОВИ ПРОГРАМУВАННЯ С++
C++ (Сі-плюс-плюс) – мова програмування високого рівня з
підтримкою декількох парадигмпрограмування: об'єктно-
орієнтованої, узагальненої та
процедурної. Розроблена Б'ярном Страуструпом (англ. Bjarne
Stroustrup) в AT&T Bell Laboratories (Мюррей-Хілл, Нью-
Джерсі) у 1979 році та початково отримала назву «Сі з
класами». Згодом Страуструп перейменував мову у C++
у 1983 р. Базується на мові С. Визначена стандартом ISO/IEC
14882:2003.
У 1990-х роках С++ стала однією з найуживаніших мов
програмування загального призначення. Мову
використовують для системного програмування, розробки
програмного забезпечення, написання драйверів, потужних
серверних та клієнтських програм, а також для розробки
розважальних програм таких як відеоігри. С++ суттєво
вплинула на інші, популярні сьогодні, мови
програмування: С# та Java.
3. ПОНЯТТЯ АЛГОРИТМУ, ЙОГО ВИЗНАЧЕННЯ ТА ОСНОВНІ ВЛАСТИВОСТІ
Алгоритм є фундаментальним поняттям інформатики. Алгоритм – це наперед заданий чіткий
опис скінченної послідовності вказівок, виконання яких дозволяє одержати правильний
розв’язок задачі. Алгоритм повинен відповідати певним вимогам і мати такі властивості:
•визначеність (детермінованість) – алгоритм має бути чітким і однозначним, кожна команда
не повинна допускати довільності тлумачення, кожний крок алгоритму має бути точно
визначеним;
•масовість – алгоритм повинен бути по можливості універсальним, розрахованим на
розв’язання однотипних задач з різними вихідними даними;
•дискретність – визначений алгоритмом обчислювальний процес повинен мати дискретний
(перервний) характер, тобто являти собою послідовність окремих завершених кроків команд
або дій;
•результативність – кожна дія має приводити до певного результату;
•формальність – будь-який виконавець, діючи за алгоритмом, може реалізувати поставлене
завдання;
•скінченність – розв’язок задачі з використанням алгоритму має бути одержаним за скінченну
кількість кроків
Отже, щоб побудувати алгоритм, слід дотримуватись таких правил:
•вхідні та вихідні дані задаються у вигляді визначеної послідовності символів;
•процес розв’язання задачі – це послідовність перетворення вхідних даних у вихідні;
•процес перетворення складається із сукупності елементарних допустимих операцій;
•елементарна допустима операція – це проста, чисто механічна дія, результат якої не залежить
від виконавця (комп’ютера чи людини);
•послідовність допустимих операцій визначена однозначно.
4. СПОСОБИ ПРЕДСТАВЛЕННЯ АЛГОРИТМІВ
Алгоритми можуть бути представлені:
• у вигляді таблиці;
• описані як система словесних правил (лексикографічний або словесно-кроковий
спосіб запису алгоритму);
• представлені алгоритмічною мовою у вигляді послідовності операторів
(операторний спосіб);
• за допомогою графічного зображення у формі блок-схем ( графічний або
геометричний спосіб запису алгоритму).
• Слід зауважити, що графічному способу подання алгоритмів надається
перевага через його простоту, наочність і зручність.
Блок-схема – це графічне представлення визначення, аналізу або методу
розв’язання задачі, в якому використовуються символи для відображення операцій,
даних, потоку, обладнання та ін. Схеми алгоритмів відображають послідовність
операцій у програмі. Вони зображують послідовність блоків, з'єднаних між собою
стрілками, які вказують послідовність виконання і зв'язок між блоками. Всередині
блоків записується їх короткий зміст.
Склад схеми такий:
а) символи процесу, що вказують фактичні операції обробки даних,
включаючи символи, які визначають шлях, якого треба дотримуватися з
урахуванням логічних умов;
б) лінійні символи, що вказують на потік керування;
в) спеціальні символи, які використовуються для полегшення написання і читання
схеми.
5. ОСНОВНІ СИМВОЛИ ДАНИХ
Дані. Символ відображає дані, носій яких не визначено.
Рішення. Символ відображає рішення або функцію перемикального типу, яка
має один вхід і ряд альтернативних виходів, один і тільки один із яких може бути
активований після обчислення умов, визначених всередині цього символу.
Відповідні результати обчислення можуть бути записані поруч з лініями, що
відображають ці шляхи.
Дисплей. Символ відображає дані, представлені у формі, зручній для читання
людиною.
6. Лінія. Символ відображає потік даних або керування.
З’єднувач. Символ відображає вихід у частину схеми і вхід із другої частини
цієї схеми і використовується для обриву лінії і продовження її в іншому місці.
Відповідні символи-з’єднувачі повинні містити одне і те саме унікальне
позначення.
Термінатор. Символ відображає вихід у зовнішнє середовище і вхід із
зовнішнього середовища (початок або кінець схеми програми, зовнішнє
використання і джерело або пункт призначення даних).
Коментар. Символ використовують для додавання описових коментарів або
пояснювальних записів з метою пояснення або приміток. Пунктирні лінії в
символі коментаря зв’язані з відповідним символом або можуть обводити групу
символів. Текст коментарів або приміток має бути поміщено біля відокремлюючої
фігури.
7. Правила виконання з’єднань. Потоки даних або потоки керування в схемах
показуються лініями. Напрям потоку зліва направо і згори донизу вважаються
стандартними. Кілька виходів із символу слід показувати:
• кількома лініями від даного символу до інших символів;
• однією лінією від даного символу, яка потім розгалужується на відповідну
кількість ліній.
Кожен вихід із символу має супроводжуватися відповідними значеннями умов,
щоб показати логічний шлях, який він представляє, з тим, щоб ці умови і
відповідні виноски були ідентифіковані.
8. БАЗОВІ ТИПИ ДАНИХ
У мові програмування С++ існують наступні типи даних,
вони називаються базовими типами:
•char – одиничний байт, який може містити один символ з
припустимого безлічі символів;
•int – ціле число;
•float – число з плаваючою точкою одинарної точності;
•double – число з плаваючою точкою подвійної точності.
Є також наступні специфікатори, які можна
використовувати із зазначеними базовими типами:
•short – коротке int;
•long – довге int, float або double;
•signed int або char зі знаком (перший біт виділяється під
знак);
•unsigned int або char без знака.
9. передбачається, що тип int.
•Якщо опущені специфікатори signed або unsigned, то для char
передбачається signed.
•Конкретна реалізація наведених типів з специфікаторами залежить від
комп'ютерної платформи, операційної системи та використовуваного
компілятора.
•Для C++ типи int і short int є еквівалентними і займають два байти
(півслово), тип long int займає чотири байти (слово), тип float займає чотири
байти, тип long float – невизначений, тип double – вісім байт, а тип long
double – десять байт.
Для змінних можна задати також наступні специфікатори:
•const значення змінної не може бути змінено в програмі;
•volatile значення змінної може змінюватися в програмі.
10. Константи. Константи використовуються в програмі для визначення
постійних величин. У С++ розрізняють чотири типи констант:
• цілі;
• з плаваючою точкою;
• символьні константи;
• символьні рядки.
Ціла константа – це десяткове, вісімкове або шістнадцяткове число,
яке представляє ціле значення. Якщо знак мінус перед константою відсутня,
вона вважається позитивною.
Десяткова константа – це послідовність з однієї або більше десяткових
цифр (від 0 до 9), наприклад, 567; -978.
Вісімкова константа представляється цифрами від 0 до 7, причому
першою цифрою числа повинен бути 0, наприклад, 057; -07777.
Шістнадцяткова константа містить попереду себе символи "0x" або
"0X" і одну або більше цифр від 0 до 9 і букв A (a) – 10, B (b) – 11, C (c) –
12, D (d) – 13, E (e) – 14 і F (f) (15), наприклад, 0X9eF; -0x150.
Десяткові константи можуть мати тип int або long. Вісімкові і
шістнадцяткові константи в залежності від розміру можуть мати тип int,
unsigned int, long або unsigned long.
11. Для цілої константи можна явно визначити тип long, записавши букву
"l" або "L" в кінець константи, наприклад, 10L. Можна явно визначити
тип unsigned, задавши суфікс "u" або "U", наприклад, 12u. Для однієї і тієї
ж константи можна одночасно задати обидва суфікса. У C++ константі
автоматично присвоюється тип unsigned long, якщо її значення перевищує
65535, навіть якщо суфікс "u" відсутня.
Константа з плаваючою точкою – це дійсне десяткове число. Якщо
знак мінус перед константою відсутня, вона вважається позитивною.
Константа включає цілу частину, дробову частину і експоненту.
Роздільником між цілою частиною і дробовою частиною служить символ
".", А експонента складається з символу експоненти (символу "e" або "E"),
за яким слідує цілочисельне значення експоненти, можливо зі знаком
плюс або мінус. Або десяткова крапка, або експонента можуть бути
опущені, але не обидві відразу. Приклади запису констант з плаваючою
точкою: 15.75; 25 .; 1.575e1; -.175E-2. Всі константи з плаваючою точкою
мають тип double. У C++ можна явно привласнити константі тип float,
додавши до неї суфікс "f", наприклад, 1.5f.
12. Символьна константа – це буква, цифра, знак пунктуації або
спеціальний символ, укладений в одиночні апострофи (символ "'"). Для
представлення символу апострофа, зворотного слеша і нового рядка
використовуються відповідно символи ', і n. Приклади запису
символьних констант: 'a' (буква a); '?' (знак питання); ' X1B' (символ Esc).
Символьний рядок – це послідовність символів, укладена в подвійні
лапки. Для представлення символу подвійної лапки, зворотного слеша і
нового рядка використовуються відповідно символи ", і n. У C++
символьні рядки, наступні один за одним і розділення тільки пробільними
символами, об'єднуються компілятором в один рядок.
Тип символьного рядка – масив елементів типу char. Число елементів у
масиві дорівнює числу символів у символьному рядку плюс 1, оскільки в
кінець рядка автоматично додається нульовий символ ( 0) службовець
ознакою її закінчення.
