podstawy informatyki (4)
DESCRIPTION
Podstawy informatyki (4). wykład : 15 godz. ćwiczenia : 15 godz. Prowadzący: dr inż. Jacek Piątkowski. Przykład :. *wsk ob1 * ob2. C++. Wyrażenia i operatory. Wyrażenie składa się z jednej lub wielu operacji. Operacje reprezentuje się za pomocą operatorów. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
1
Podstawy informatyki (4)
wykład : 15 godz.
ćwiczenia : 15 godz.
Prowadzący: dr inż. Jacek Piątkowski
Podstawy informatyki 2
Wyrażenia i operatory
Wyrażenie składa się z jednej lub wielu operacji.
C++
Obiekty, na których wykonuje się operacje są argumentami operacji .
Operacje reprezentuje się za pomocą operatorów.
Operatory - jednoargumentowe – działają na jednym argumencie,
- dwuargumentowe – działają na dwóch argumentach.
Przykład :
*wsk
ob1 * ob2
jednoargumentowy operator wyłuskania przekazuje wartość pamiętaną pod adresem przechowywanym przez obiekt wsk
dwuargumentowy operator mnożenia określa iloczyn dwóch argumentów - ob1 oraz ob2.
Podstawy informatyki 3
Wyrażenia i operatory
Obliczenie wyrażenia polega na wykonaniu jednej lub wielu operacji
i uzyskaniu wyniku tych operacji.
C++
Wyrażenie złożone jest wówczas, gdy występują w nim co najmniej
dwa operatory.
Kolejność wykonywanych operacji określają reguły pierwszeństwa.
Przykład:
2.71,
"START"
dzielna
Wartością wyrażenia 2.71 jest liczba 2.71 typu double.
Wartością napisu START jest adres pierwszego znaku napisu (typu char* ).
Wartością zmiennej dzielna jest jej p-wartość .
Podstawy informatyki 4
Wyrażenia i operatory Operator przypisania =
powoduje zapamiętanie nowej wartości w pamięci przyporządkowanej
argumentowi po lewej stronie operatora.
C++
Argument występujący po lewej musi być l-wartością
Typ danych wyniku operacji przypisania jest taki sam, jak typ argumentu
po lewej stronie operatora przypisania.
int i; int* wi; wi = &i;
Operatory przypisania można składać pod warunkiem, że wszystkie
argumenty tych operatorów są tego samego typu.
int i, j;
i = j = 0;
Podstawy informatyki 5
Wyrażenia i operatoryC++
operator operacja Zastosowanie
* mnożenie wyrażenie * wyrażenie
/ dzielenie wyrażenie / wyrażenie
%dzielenie modulo
( reszta z dzielenia )wyrażenie % wyrażenie
+ dodawanie wyrażenie + wyrażenie
- odejmowanie wyrażenie - wyrażenie
Operatory arytmetyczne
Wynik dzielenia liczb całkowitych jest całkowity.
Operator % może być stosowany wyłącznie do liczb całkowitych.
Podstawy informatyki 6
Operatory arytmetyczne C++. Wyrażenia i operatory .
Przykład: #include <iostream>using namespace std;int main(){ int i1=3, i2=5; double d1=2.5, d2=7.5; cout << i1/i2 << "\t" << i2/i1 << endl; cout << i1%i2 << "\t" << i2%i1 << endl; cout << d2/d1 << "\t" << d1/d2 << endl; cout << d2/i1 << "\t" << i2/d1 << endl; // d2%d1 ; błąd // d2%i1 ; błąd // i2%d1 ; błąd return 0;}
Wynik:
0 1 3 2
3 0.333333 2.5 2
Podstawy informatyki 7
Najprostsza postać programu w C++ C++. Wyrażenia i operatory . Przykład .
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
cout << "ABC" ;
return 0;
}
• Każdy program napisany w C++ musi posiadać
funkcję main
• Pomiędzy nawiasami { } jest umieszczana
treść (ciało) tej, jak i każdej innej funkcji.
• Wartość zwracana przez instrukcję return jest
wartością, która zostaje przekazana do systemu
operacyjnego po zakończeniu działania programu.
#include <iostream> - dyrektywa preprocesora powodująca wstawienie do
naszego programu zawartości pliku nagłówkowego iostream
using namespace std; - dyrektywa używania przestrzeni nazw std ,
umożliwia odwoływanie się w programie do wszystkich składowych przestrzeni nazw
bez posługiwania się nazwą kwalifikowaną np. std::cout
cout << "ABC" ; - instrukcja powodująca wyprowadzenie do standardowego
urządzenia wyjściowego (w tym wypadku na ekran monitora) napisu ABC
Podstawy informatyki 8
Operatory arytmetyczne
Arytmetyczne sytuacje wyjątkowe – sytuacje, w których wartość wyrażenia jest niepoprawna lub niezdefiniowana
(np. dzielenie przez zero, problem przepełnienia).
C++. Wyrażenia i operatory .
#include <iostream>using namespace std; int main(){ unsigned char uc1=225, uc2=32; int i1=1, i2=8; short s1=16384; double d1=512; uc1=uc1+uc2; // przepełnienie uc2=uc2*i2; // przepełnienie s1=s1+s1; // przepełnienie cout << i1*uc1 << endl; cout << i1*uc2 << endl; cout << s1 << endl; cout << d1/uc2 << endl; return 0;}
Wynik:
1 0
-32768 inf
Podstawy informatyki 9
Wyrażenia i operatory
Operatory porównania relacji oraz logiczne.
C++
operator operacja zastosowanie
== równe wyrażenie == wyrażenie
!= nierówne wyrażenie != wyrażenie
< mniejsze niż wyrażenie < wyrażenie
<= mniejsze lub równe wyrażenie <= wyrażenie
> większe niż wyrażenie > wyrażenie
>= większe lub równe wyrażenie >= wyrażenie
! negacja logiczna !wyrażenie
&& iloczyn logiczny wyrażenie && wyrażenie
|| suma logiczna wyrażenie || wyrażenie
Operatory porównania i relacji służą do obliczania wartości „prawda”
lub „fałsz” ( true - 1, false - 0 ).
Podstawy informatyki 10
Operatory porównania relacji oraz logiczne C++. Wyrażenia i operatory .
Wynikiem operatora iloczynu logicznego && jest prawda wtedy i tylko
wtedy, gdy oba argumenty są prawdziwe.
Wynikiem operatora sumy logicznej || jest prawda wówczas, gdy którykolwiek z argumentów jest prawdziwy.
Wartości argumentów oblicza się w kolejności od lewej do prawej strony wyrażenia.
Operator negacji logicznej ! daje w wyniku wartość true , jeżeli argument ma wartość 0; w przypadku odwrotnym wynikiem jest false.
while( wsk!=0 && *wsk < wart_graniczna && !koniec )
{
//...
}
Podstawy informatyki 11
Wyrażenia i operatory Operatory inkrementacji ++ i dekrementacji --
pozwalają na zwarty zapis dodawania i odejmowania liczby 1,
( i++; tj. i=i+1; )
posiadają postać przyrostkową i przedrostkową.
C++
#include <iostream>using namespace std;
int main() { int i = 0; int j = 0; cout << ++i << endl; // inkrementacja przedrostkowa
cout << j++ << endl; // inkrementacja przyrostkowa
cout << --i << endl; // dekrementacja przedrostkowa
cout << j-- << endl; // dekrementacja przyrostkowa
return 0;}
Wynik:
1 0 0 1
Podstawy informatyki 12
Wyrażenia i operatory Operatory bitowe
- działają na argumentach tak jak na uporządkowanych zbiorach bitów,
- mogą być stosowane wyłącznie wobec argumentów typu całkowitego.
C++
operator operacja zastosowanie
~ negacja bitowa ~wyrażenie
<< przesuwanie w lewo wyrażenie << wyrażenie
>> przesuwanie w prawo wyrażenie >> wyrażenie
& koniunkcja bitowa wyrażenie & wyrażenie
| alternatywa bitowa wyrażenie | wyrażenie
^ różnica symetryczna wyrażenie ^ wyrażenie
W przypadku operatorów bitowych zaleca się stosowanie argumentów
bez wyróżnionego bitu znaku.
Podstawy informatyki 13
Operatory bitowe C++. Wyrażenia i operatory .
Operator negacji bitowej ~ realizuje operację NOT
unsigned char uc=151; 1 0 0 1 0 1 1 1
0 1 1 0 1 0 0 0uc = ~uc;
unsigned char uc=3; 0 0 0 0 0 0 1 1
Operatory przesuwania << , >> powodują przesunięcie zawartości bitów
lewego argumentu operatora o określoną liczbę pozycji ( w lewo lub prawo ).
uc << 1; 0 0 0 0 0 1 1 0
uc << 2; 0 0 0 1 1 0 0 0
uc >> 3; 0 0 0 0 0 0 1 1
Podstawy informatyki 14
Operatory bitowe C++. Wyrażenia i operatory .
Operatory: koniunkcji bitowej & , alternatywy bitowej | oraz różnicy syme-
trycznej ^ realizują dla odpowiadających sobie pozycją bitów obydwu
argumentów operacje AND, OR oraz XOR .
unsigned char uc1=101; 0 1 1 0 0 1 0 1
1 0 1 0 1 0 1 0unsigned char uc2=170;
0 0 1 0 0 0 0 0
unsigned char wynik;
wynik = uc1 & uc2;
1 1 1 0 1 1 1 1wynik = uc1 | uc2;
1 1 0 0 1 1 1 1wynik = uc1 ^ uc2;
Podstawy informatyki 15
Wyrażenia i operatory
Złożone operatory przypisania :
+=, -=, *=, /=, %=, <<=, >>=, &=, ^=, |= .
pozwalają na bardziej zwarty zapis wyrażenia.
C++
x = x + y; x += y;
x = x * y; x *= y;
. . . . . .
Podstawy informatyki 16
Wyrażenia i operatory
Operator arytmetyczny if.
C++
wyrażenie1 ? wyrażenie2 : wyrażenie3;
Jeżeli wyrażenie 1 daje wartość true
to wyznaczana jest wartość wyrażenia 2 , która staje się zarazem
wartością zwracaną przez cały operator;
w przeciwnym przypadku wyznaczana jest wartość wyrażenia 3
i to ona staje się wartością zwracaną przez operator.
Podstawy informatyki 17
Operator arytmetyczny if C++. Wyrażenia i operatory .
#include <iostream>using namespace std; int main(){ int i=5, j=10, k=15; cout << "liczbą większą spośród " << i << " oraz " << j << " jest " << ( i > j ? i : j ) << endl;
cout << "liczbą największą spośród " << i << ", " << j << " oraz " << j << " jest " << ( i > j ? ( i > k ? i : k ) : ( j > k ? j : k ) ) << endl;return 0;}
Podstawy informatyki 18
Wyrażenia i operatory
Operator przecinkowy - jest używany jako operator oddzielający od siebie wyrażenia w ciągu
wyrażeń;
- wynikiem wyrażenia przecinkowego ( obliczanego kolejno od strony
lewej do prawej ) jest wartość ostatniego z wyrażeń.
C++
#include <iostream>
using namespace std;int main() { int a1 = 0, a2 = 0; int b = 1, c = 2, d = 3, e = 4; a1 = (++b, ++c, ++d, ++e); a2 = ++b, ++c, ++d, ++e ; cout << "a1 = " << a1 << endl; cout << "a2 = " << a2 << endl; return 0}
Wynik:
a1 = 5 a2 = 3
Podstawy informatyki 19
Wyrażenia i operatory
Operator sizeof - przekazuje liczbę bajtów będącą rozmiarem specyfikatora typu lub wyrażenia; - może występować w jednej z dwóch postaci:
sizeof (specyfikator_typu);
sizeof wyrażenie;
C++
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
cout << "short : " << sizeof(short) << endl;
cout << "int : " << sizeof(int) << endl;
cout << "double: " << sizeof(double) << endl;
cout << " 'z' : " << sizeof 'z' << endl;
cout << " 3.14 : " << sizeof 3.14 << endl;
cout << "\"ALA\" : " << sizeof "ALA" << endl;
return 0;
}
Wynik:
short : 2
int : 4
double : 8
‘z’ : 1
3.14 : 8
”ALA” : 4
Podstawy informatyki 20
Wyrażenia i operatory C++
Poziom Operator Operacja
14L ->* , .* Wskaźnikowe selektory składowych
13L * , / , % Operacje mnożenia i dzielenia
12L + , - Dodawanie odejmowanie
11L << , >> Przesuwanie bitów
10L < , <= , > , >= Operacje relacji
9L == , != Równość , nierówność
8L & Koniunkcja bitowa
7L ^ Różnica symetryczna
6L | Alternatywa bitowa
5L && Iloczyn logiczny
4L || Suma logiczna
3L ?: If arytmetyczne
2P= , *= , /= , %= , += , -=
<<= , >>= , &= , |= , ^=Operacje przypisania
1L , Przecinek
Pierwszeństwo i łączność operatorów
2P – poziom 2 , łączność od prawej do lewej ( x = a=b=c=0; )
13L – poziom 13, łączność lewej do prawej ( x = a*b*c*d; )
Podstawy informatyki 21
Wyrażenia i operatory C++
Poziom Operator Operacja
17P
17L
::
::
Zasięg globalny (jednoargumentowy)
Zasięg klasy (dwuargumentowy)
16L
-> , .
[]
()
()
Selektory składowych
Indeksowanie tablicy
Wywołanie funkcji
Konstrukcja typu
15P
sizeof
++ , --
~
!
+ , -
* , &
()
new delete
Rozmiar w bajtach
Inkrementacja , dekrementacja
Negacja bitowa
Negacja logiczna
Plus, minus (jednoargumentowe)
Wyłuskanie, pobranie adresu
Przekształcenie typu (rzutowanie)
Zarządzanie pamięcią przydzielaną dynamicznie
Pierwszeństwo i łączność operatorów
Podstawy informatyki 22
Pierwszeństwo i łączność operatorów C++. Wyrażenia i operatory .
Im wyższy poziom tym większe pierwszeństwo danego operatora.
Operatory na tym samym poziomie pierwszeństwa wykonywane są od lewej do prawej strony wyrażenia.
Reguły pierwszeństwa można pominąć stosując nawiasy wyodrębniające podwyrażenia.
Obliczanie podwyrażeń zaczyna się od tych, które zawarte są w naj-
bardziej wewnętrznych parach nawiasów .
Każde podwyrażenie zastępowane jest jego wynikiem, po czym
wykonywane są dalsze obliczenia. //...
cout << 4 * 5 + 7 * 2 << endl;
cout << 4 * ( 5 + 7 * 2 ) << endl;
cout << 4 * ( ( 5 + 7 ) * 2 ) << endl;
34
76
96
Podstawy informatyki 23
Instrukcje C++
Instrukcje – są najmniejszymi wykonywalnymi jednostkami programu w języku C++ ;
każda instrukcja jest zakończona średnikiem.
int i ; // instrukcja deklaracji – jedyna, która może być // określona na zewnątrz funkcji i = 10 ; // instrukcja wyrażenia
; // instrukcja pusta float f ;; // dwie instrukcje
Instrukcja złożona – ciąg instrukcji ujęty w parę nawiasów klamrowych. { b += i; x = x % b; }
jest traktowana jak instrukcja pojedyncza.
Instrukcja złożona zawierająca instrukcje deklaracji jest blokiem .
Podstawy informatyki 24
Instrukcje C++
Instrukcje iteracyjne ( while , do-while, for ) – pozwalają na cykliczne wykonywanie pewnej
części kodu programu (sterują pętlami).
Pętla kończy się z chwilą gdy warunek sterowania pętlą okaże się
fałszywy ( wyrażenie kontrolne zwróci wartość false ).
Instrukcje warunkowe ( if , swith ) – pozwalają na sterowanie wykonywaniem programu, poprzez
sprawdzanie określonego warunku. Gdy warunek ten jest spełniony
wykonywana jest pewna czynność lub ciąg czynności. W przeciwnym
wypadku czynności te są omijane.
Podstawy informatyki 25
Instrukcje C++
Instrukcja iteracyjna while .
while ( wyrażenie )
instrukcja ;
– dopóki wyrażenie warunku sterowania pętlą ma wartość różną od zera
wykonywana jest odpowiednia instrukcja .
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
char znak;
cout << " wprowadź znak : " ;
while(cin >> znak && znak!='@' )
cout << "( " << znak << " )\n wprowadź znak : " ;
cout << "( " << znak << " ) \n bye bye\n" ;
return 0;
}
Podstawy informatyki 26
Instrukcje C++
Instrukcja iteracyjna do-while . do instrukcja ; while ( wyrażenie )
– wartość wyrażenia warunku sterowania pętlą jest sprawdzana po
wykonaniu instrukcji . #include <iostream>using namespace std;int main() { char znak; do { cout << " wprowadź znak : " ; cin >> znak ; cout << "( " << znak << " )\n"; } while (znak!='@'); cout << " bye bye\n" ; return 0;
}
Podstawy informatyki 27
Instrukcje C++
Instrukcja iteracyjna for . for (instrukcja_ini ; wyrażenie_s ; wyrażenie_z ) instrukcja_w ;
• instrukcja_ini – służy do inicjowania lub przypisywania wartości jednej lub wielu zmiennym, – może być instrukcją pustą. – jest wykonywana tylko jeden raz przed rozpoczęciem pętli.
• wyrażenie_s – steruje wykonywaniem pętli; instrukcja_w oraz wyrażenie_z będą wykonywane tyle razy, ile prawdziwym będzie wynik obliczenia wyrażenia_s.
• wyrażenie_z – służy głównie do zmieniania wartości zmiennych, którym instrukcja_ini nadała wartości początkowe – może być ( podobnie jak instrukcja_ini ) instrukcją złożoną .
jeden cykl pętli to : wyrażenie_s - instrukcja_w - wyrażenie_z
Podstawy informatyki 28
Instrukcja for C++. Instrukcje .
#include <iostream>using namespace std;int main() { for (int i=0; i < 128 ; ++i ) cout << i<< " : " << char(i) << endl; return 0;}
#include <iostream>using namespace std;int main() { int i=0; for ( ; i < 128 ; ++i ) cout << i<< " : " << char(i) << endl; return 0;}
Podstawy informatyki 29
Instrukcje C++
Instrukcja warunkowa if.
if ( wyrażenie )
instrukcja ;
– wynik wyrażenia różny od zera oznacza, że warunek jest spełniony ,
a instrukcja będzie wykonywana.
if ( wyrażenie )
instrukcja1 ;
else
instrukcja2 ;
– jeżeli wyrażenie ma wartość różną od zera, to wykonywana będzie
instrukcja 1, w przeciwnym zaś wypadku instrukcja 2.
Podstawy informatyki 30
Instrukcja warunkowa if C++. Instrukcje .
//...
int main() { int wrt; unsigned char a; cout << "Podaj liczbę dodatnią mniejszą od 256:\n a = " ; cin >> wrt; if( wrt>0 && wrt<256 ) { // treść instrukcji złożonej } else { cout << "Liczba spoza przedziału"; if(wrt<0) cout << " i do tego jeszcze ujemna !!" << endl; else cout << ", o " << wrt - 255 << " za duża !" << endl; } return 0;
}
Podstawy informatyki 31
Instrukcja warunkowa if C++. Instrukcje .
{ // treść instrukcji złożonej a=wrt; cout << "a binarnie to :"; for(int i = 7; i >= 0; i--) if(a & (1 << i)) cout << '1' ; else cout << '0'; cout << endl;}//...
Podstawy informatyki 32
Instrukcje C++
Instrukcja switch wybiera jeden z fragmentów kodu na podstawie wartości wyrażenia
całkowitego.switch(selector)
{
case całkowita1 : instrukcja; break; case całkowita2 : instrukcja; break; case całkowita3 : instrukcja; break; case całkowita4 : instrukcja; break; (...) default : instrukcja;}
Podstawy informatyki 33
Instrukcja switch C++. Instrukcje .
• Selektor musi być wyrażeniem dającym wartość całkowitą .
• Wartość selektora jest porównywana z każdą
z wartości całkowitych za słowem case .
• Jeżeli znaleziona zostanie odpowie dnia wartość,
to wykonywana jest właściwa instrukcja .
• Jeżeli żadna wartość całkowita nie odpowiada war-
tości selektora, to wykonywana jest instrukcja po słowie
kluczowym default. Słowo to, oraz odpowiadająca mu instrukcja ( alternatywna
do pozostałych ) nie jest konstrukcją obowiązkową dla instrukcji switch.
switch(selector) {
case całk_1 : instr1; break;
case całk_2 : instr2; break;
case całk_3 : instr3; break; (...) default : instrukcja;
}
• Instrukcja break, wykonywana w następstwie wybranej instrukcji kończy
wykonywanie instrukcji switch.
Użycie instrukcji break jest jednak opcjonalne. Jeśli nie występuje,
to po wykonaniu właściwej instrukcji kolejne instrukcje też będą wykonane .
Podstawy informatyki 34
Instrukcja switch C++. Instrukcje .
#include <iostream>using namespace std;int main() { char znak; bool koniec = false; while(koniec == false) { cout << "t - tak , n - nie, k - koniec: "; cin >> znak; switch(znak) { case 't' : cout << " wybrano TAK " << endl; break; case 'n' : cout << " wybrano NIE " << endl; break; case 'k' : cout << " koniec " << endl; koniec = true; break; default : cout << "Użyj proszę t, n, lub k !„ << endl; } } return 0;}
Podstawy informatyki 35
Instrukcja switch C++. Instrukcje .
//... switch(znak) { case 'T' : case 't' : cout << " wybrano TAK " << endl; break; case 'N' : case 'n' : cout << " wybrano NIE " << endl; break; case 'K' : case 'k' : cout << " koniec " << endl; koniec = true; break; default : cout << "Uzyj prosze t, n, lub k !" << endl; }//...
Podstawy informatyki 36
Instrukcje C++
Instrukcja break powoduje zakończenie wykonywania zawierającej ją pętli while,
do-while, lub for. Wykonywanie programu rozpoczyna się od
instrukcji znajdującej się bezpośrednio po zakończonej instrukcji.
Instrukcja continue powoduje zakończenie bieżącej iteracji pętli while, do-while,
lub for , nie przerywa jednak wykonywania pętli jak ma to miejsce
w przypadku instrukcji break.
Podstawy informatyki 37
Instrukcje break , continue C++. Instrukcje .
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
char znak;
do {
cout << " wprowadź znak : " ;
cin >> znak ;
if (znak =='Q') break;
if (znak =='q') continue;
cout << "( " << znak << " )\n";
} while (znak!='@');
cout << " bye bye\n" ;
return 0;
}