Программа на языке Си состоит из одной или более подпрограмм, называемых функциями.
Язык Си является блочно-структурированным. Каждый блок заключается в фигурные скобки <>.
Основным блоком в программе консольного приложения на языке Си является главная функция, имеющая имя main().
Каждое действие в языке Си заканчивается символом «точка с запятой» — ;. В качестве действия может выступать вызов функции или осуществление некоторых операций.
Имя функции — это коллективное имя группы описаний и операторов,
заключенных в блок (фигурные скобки). За именем функции в круглых скобках указываются параметры функции.
Комментарии в языке Си
В языке Си для комментариев используются символы
Вся последовательность, заключенная между этими символами, является комментарием.
Это удобно для написания многострочных комментариев:
Многострочные комментарии также удобно использовать при отладке для сокрытия от выполнения части кода.
Язык программирования Си. Урок 1. Базовая структура программы
В дополнение к этому, для написания коротких комментариев могут использоваться символы //. При этом комментарием является все, что расположено после символов // и до конца строки:
float b; // вещественная переменная
При выполнении консольного приложения, написанного на языке Си, операционная система компьютера передаёт управление функции с именем main(). Функцию main() нельзя вызывать из других функций программы, она является управляющей.
Следующие за именем функции круглые скобки предназначены для указания параметров (аргументов), которые передаются в функцию при обращении к ней. В данном случае операционная система не передаёт в функцию main() никаких аргументов, поэтому список аргументов в круглых скобках пустой.
Главную функцию можно записать по-разному:
Перед именем функции указывается тип возвращаемого значения. При обращении к главной функции значение возвращается операционной системе. Последняя запись не будет возвращать значения. Однако void main() — не совсем корректная запись, так как сообщает компилятору, что функция main() не возвращает никакого значения.
При этом запись int main() сообщает компилятору о возвращении целочисленного значения, которое необходимо операционной системе и сообщает ей о том, что программа завершилась корректно. Если же это значение не возвращено, то операционная система понимает, что программа завершилась в аварийном режиме.
Для возврата целочисленного значения перед завершением функции добавляется строка
return 0; // вещественная переменная
В фигурные скобки заключены описания и операторы.
В общем случае программа может содержать несколько функций. Каждая функция имеет список передаваемых в нее параметров, указанный в круглых скобках, и набор операций, заключенных в блок, ограниченный фигурными скобками.
9. Стандартные скалярные типы данных. Описание переменных.
Программы оперируют с различными данными, которые могут быть простыми и структурированными. Простые данные — это целые и вещественные числа, символы и указатели (адреса объектов в памяти). Целые числа не имеют, а вещественные имеют дробную часть. Структурированные данные — это массивы и структуры; они будут рассмотрены ниже.
В языке различают понятия «тип данных» и «модификатор типа». Тип данных — это, например, целый, а модификатор — со знаком или без знака. Целое со знаком будет иметь как положительные, так и отрицательные значения, а целое без знака — только положительные значения. В языке Си можно выделить пять базовых типов, которые задаются следующими ключевыми словами:
double — вещественный двойной точности;
void — не имеющий значения.
Дадим им краткую характеристику:
Переменная типа char имеет размер 1 байт, ее значениями являются различные символы из кодовой таблицы, например: ‘ф’, ‘:’, ‘j’ (при записи в программе они заключаются в одинарные кавычки).
Размер переменной типа int в стандарте языка Си не определен. В большинстве систем программирования размер переменной типа int соответствует размеру целого машинного слова. Например, в компиляторах для 16-разрядных процессоров переменная типа int имеет размер 2 байта. В этом случае знаковые значения этой переменной могут лежать в диапазоне от -32768 до 32767.
Ключевое слово float позволяет определить переменные вещественного типа. Их значения имеют дробную часть, отделяемую точкой, например: -5.6, 31.28 и т.п. Вещественные числа могут быть записаны также в форме с плавающей точкой, например: -1.09e+4. Число перед символом «е» называется мантиссой, а после «е» — порядком. Переменная типа float занимает в памяти 32 бита.
Она может принимать значения в диапазоне от 3.4е-38 до 3.4e+38.
Ключевое слово double позволяет определить вещественную переменную двойной точности. Она занимает в памяти в два раза больше места, чем переменная типа float (т.е. ее размер 64 бита). Переменная типа double может принимать значения в диапазоне от 1.7e-308 до 1.7e+308.
Ключевое слово void (не имеющий значения) используется для нейтрализации значения объекта, например, для объявления функции, не возвращающей никаких значений.
Объект некоторого базового типа может быть модифицирован. С этой целью используются специальные ключевые слова, называемые модификаторами. В стандарте ANSI языка Си имеются следующие модификаторы типа:
Модификаторы записываются перед спецификаторами типа, например: unsigned char. Если после модификатора опущен спецификатор, то компилятор предполагает, что этим спецификатором является int. Таким образом, следующие строки:
являются идентичными и определяют объект а как длинный целый. Табл. 1 иллюстрирует возможные сочетания модификаторов (unsigned, signed, short, long) со спецификаторами (char, int, float и double), а также показывает размер и диапазон значений объекта (для 16-разрядных компиляторов).
Тип Размер в байтах (битах) Интервал изменения
char 1 (8) от -128 до 127
unsigned char 1 (8) от 0 до 255
signed char 1 (8) от -128 до 127
int 2 (16) от -32768 до 32767
unsigned int 2 (16) от 0 до 65535
signed int 2 (16) от -32768 до 32767
short int 2 (16) от -32768 до 32767
unsigned short int 2 (16) от 0 до 65535
signed short int 2 (16) от -32768 до 32767
long int 4 (32) от -2147483648 до 2147483647
unsigned long int 4 (32) от 0 до 4294967295
signed long int 4 (32) от -2147483648 до 2147483647
float 4 (32) от 3.4Е-38 до 3.4Е+38
double 8 (64) от 1.7Е-308 до 1.7Е+308
long double 10 (80) от 3.4Е-4932 до 3.4Е+4932
Переменные и константы
Все переменные до их использования должны быть определены (объявлены). При этом задается тип, а затем идет список из одной или более переменных этого типа, разделенных запятыми. Например:
В языке различают понятия объявления переменной и ее определения. Объявление устанавливает свойства объекта: его тип (например, целый), размер (например, 4 байта) и т.д. Определение наряду с этим вызывает выделение памяти (в приведенном примере дано определение переменных).
Переменные можно разделять по строкам произвольным образом, например:
Переменные в языке Си могут быть инициализированы при их определении:
long double n = r*123;
Выясним теперь, где в тексте программы определяются данные. В языке возможны глобальные и локальные объекты. Первые определяются вне функций и, следовательно, доступны для любой из них. Локальные объекты по отношению к функциям являются внутренними. Они начинают существовать, при входе в функцию и уничтожаются после выхода из нее.
Ниже показана структура программы на Си и возможные места в программе, где определяются глобальные и локальные объекты.
int a; /* Определение глобальной переменной */
int function (int b, char c); /* Объявление функции (т.е. описание
int d, e; //Определение локальных переменных
float f; //Определение локальной переменной
int function (int b, char c) /* Определение функции и формальных
параметров (по существу — локальных
переменных) b и c */
char g; //Определение локальной переменной
Отметим, что выполнение программы всегда начинается с вызова функции main( ), которая содержит тело программы. Тело программы, как и тело любой другой функции, помещается между открывающей и закрывающей фигурными скобками.
В языке Си все определения должны следовать перед операторами, составляющими тело функции. В языке Си++ это ограничение снято и определения могут находиться в любом месте программы. Если они сделаны в функции, то соответствующие объекты будут локальными, а если вне функций, то глобальными.
Источник: studfile.net
Основы языка Си
Программа на языке Си состоит из набора директив препроцессора, определений функций и глобальных объектов. Директивы препроцессора управляют преобразованием текста до его компиляции. Глобальные объекты определяют используемые данные или состояние программы. А функции определяют поведение или действия программы. Простейшая программа на Си, которая была определена в прошлых темах:
#include int main(void)
Инструкции
Простейшим строительным элементом программы на Си являются инструкции (statements). Каждая инструкция выполняет определенное действие. В конце инструкций в языке Си ставится точка с запятой (;). Данный знак указывает компилятору на завершение инструкции. Например:
printf(«Hello METANIT.COM!»);
Вызов функции printf, которая выводит на консоль строку «Hello METANIT.COM!» является инструкцией и завершается точкой с запятой.
Набор инструкций может представлять блок кода. Блок кода оформляется фигурными скобками, инструкции, составляющие тело этого блока, помещаются между открывающей и закрывающей фигурными скобками:
В этом блоке кода две инструкции. Обе инструкции представляют вызов функции printf() и выводят определенную строку на консоль.
Директивы препроцессора
Для вывода данных на консоль в примере выше используется функция printf() , но чтобы использовать эту функцию, чтобы она вообще стала нам доступна в программе на Си, необходимо в начале файла с исходным кодом подключать заголовочный файл stdio.h с помощью директивы include .
Директива include является директивой препроцессора. Кроме данной include есть еще ряд директив препроцессора, например, define.
Каждая директива препроцессора размещается на одной строке. И в отличие от обычных инструкций языка Си, которые завершаются точкой с запятой ; , признаком завершения препроцессорной директивы является перевод на новую строку. Кроме того, директива должна начинаться со знака решетки #.
Непосредственно директива «include» определяет, какие файлы надо включить в данном месте в текст программы. По умолчанию мы можем подключать стандартные файлы из каталога так называемых «заголовочных файлов», которые обычно поставляются вместе со стандартными библиотеками компилятора. И файл «stdio.h» как раз является одним из таких заголовочных файлов.
Вообще сам термин «заголовочный файл» (header file) предполагает включение текста файла именно в начало или заголовок программы. Поэтому заголовочные файлы подключаются, как правило, в начале исходного кода. Кроме того, заголовочный файл должен быть подключен до вызова тех функций, которые он определяет. То есть, к примеру, файл stdio.h хранит определение функции printf, поэтому этот файл необходимо подключить до вызова функции printf.
Но в целом директивы препроцессора необязательно должны быть размещены в начале файла.
При компиляции исходного кода вначале срабатывает препроцессор, который сканирует исходный код на наличие строк, которые начинаются с символа #. Эти строки расцениваются препроцессором как директивы. И на месте этих директив происходит преобразование текста. Например, на месте директивы #include вставляется код из файла stdio.h.
Функция main
Стартовой точкой в любую программу на языке Си является функция main() . Именно с этой функции начинается выполнение приложения. Ее имя main фиксировано и для всех программ на Си всегда одинаково.
Функция также является блоком кода, поэтому ее тело обрамляется фигурными скобками, между которыми идет набор инструкций.
Стоит отметить, что в разной литературе и примерах можно встретить модификации этой функции. В частности, вместо определения выше мы могли бы написать по другому:
#include void main()
#include int main()
Использование этих определений не было бы ошибкой, и программа также вывела бы строку «Hello METANIT.COM» на консоль. И для большинства компиляторов это было бы нормально.
Комментарии
Программа может сопровождаться комментариями. Комментарии содержат описание программы, характеристики кода. При компиляции комментарии не учитываются и не оказывают никакого влияние на работу программы. В то же время они дают программисту понимание того, как работает код.
В Си можно использовать два типа комментариев: блочный и строчный. Блочный заключается между символами /* текст комментария */ . Он может размещаться на нескольких строках. Например:
#include /* Функция main выводит на консоль строку Hello World */ int main(void)
Строчный комментарий помещается на одной строке после двойного слеша:
#include // подключаем заголовочный файл stdio.h int main(void) // определяем функцию main < // начало функции printf(«Hello METANIT.COM!»); // выводим строку на консоль return 0; // выходим из функции >// конец функции
Источник: metanit.com
Структура программ на языке Си
Все программы, написанные на языке Си, имеют общую структуру. О которой мы и поговорим в этом уроке. В этом нам поможет наша первая программа, написанная на предыдущем шаге.
Будем заполнять простую карту. На данный момент мы знаем, что существуют программы, но как они устроены внутри нам неизвестно. Поэтому наша карта будет иметь следующий вид.
Рис.1 Карта «Структура программ на языке Си.» Начальный уровень.
На протяжении всего курса мы к этой карте будем возвращаться, уточнять её, дополнять новыми элементами и блоками.
Сейчас внимание. Не пугайтесь! Ниже написан исходный код трёх простеньких программ. Ваша задача внимательно на них посмотреть и попытаться найти в их коде какую-то закономерность (нечто общее, что есть в каждой программе).
Листинг 1. Программа 1. Печатает «Hello, World!»
#include int main(void)
Листинг 2. Программа 2
int main(void)
Листинг 3. Программа 3
#include int main(void)
Не торопитесь смотреть продолжение урока и правильный ответ на эту задачу. Для начала попробуйте ответить самостоятельно. После этого нажмите кнопку «Смотреть продолжение!»
Итак, ответ: Во всех программах выше присутствует следующая конструкция:
Листинг 4. Главная функция любой программы на языке Си — функция main.
int main(void)
Что же это за конструкция. Это объявление функции main. Такая функция обязательно есть в каждой программе, которая написана на языке Си.Большая программа или маленькая, компьютерная игра или программа «Hello, World!», написана вами или Биллом Гейтсом — если программа написана на языке Си — в ней есть функция main. Это так сказать главная функция нашей программы. Когда мы запускаем программу, то можно думать, что запускаем функцию main этой программы.
Остановимся на секундочку. Мы, кажется, уже кое-что выяснили о структуре программ на языке Си. Любая программа на языке Си должна содержать функцию main. Отобразим этот факт на нашей карте знаний «Структура программ на языке Си.»
Рис.2 Карта «Структура программ на языке Си.» Функция main.
Теперь карта не напрягает нас своей зияющей пустотой. Продолжим наши исследования.
Давайте я расскажу немного о функции main и о функциях вообще.
Перед именем функции написано int, это сокращение от слова integer, которое переводится с английского, как «целое». Подобная запись означает, что когда функция main завершит свою работу, она должна вернуть вызывающей программе (в нашем случае это операционная система) какое-нибудь целое число. Обычно, для функции main это число ноль, которое оповещает операционную систему: «Мол, всё хорошо. Происшествий не случилось.»
Случалось ли вам видеть сообщения об ошибках на экране своего компьютера? Обычно там пишут что-то вроде «Программа аварийно завершена . бла-бла-бла. Код -314.» Вот это примерно тоже самое. Разница в том, что когда случаются проблемы операционная система нас об этом оповещает, а когда всё хорошо она нас лишний раз не беспокоит.
После имени функции в скобках записано слово void. Вообще в скобках обычно записывают аргументы функции, но в нашем случае, когда в скобках пишут void, это означает, что аргументов у функции нет. Другими словами, чтобы функция main начала работу ей не нужны никакие дополнительные данные извне. Мы ещё поговорим обо всём этом подробно, а пока просто запомним, что слово void вместо аргументов функции обозначает, что для данной функции никаких аргументов не требуется.
Внутри фигурных скобок идёт описание функции main, т.е. непосредственно то, что эта функция должна делать.
Перед закрывающей фигурной скобкой мы видим команду return. Именно эта команда и отвечает за то, чтобы вернуть значение из функции. Т.е. смотрите, если программа дошла до этого места, то значит всё было хорошо и никаких ошибок не возникло, а значит можно вернуть значение нуль.
Вы можете спросить, а почему именно нуль? А чёрт его знает! Просто так обычно делают. Можно, в принципе, возвращать какое-нибудь другое целое число, например 100, или -236. Лишь бы оно было целым числом. Помните про int?
Поэтому и целое.
Вот мы и разобрались с функцией main. Ещё один момент. То что записано в фигурных скобках обычно называют «тело функции» (или описание функции), а первую часть, та что перед фигурными скобками называется заголовок функции.
Вернёмся теперь к нашей первой программе «Hello, World» и посмотрим, что там к чему.
Листинг 5. Программа «Hello, World»
#include int main(void)
Кое-что нам теперь уже понятно в этой программе. Не ясными остаются только две строки, пойдём по порядку.
Листинг 6. Директива include
#include
Данная строчка это сообщение компилятору. Такие сообщения, начинающиеся с символа #, называются директивами компилятора. Буквально: «подключи файл stdio.h». Во время компиляции вместо этой строчки вставится содержимое файла stdio.h. Теперь немного поговорим об этом файле. stdio.h (от англ.
STanDart Input Output) это заголовочный файл, в нем описаны различные стандартные функции, связанные с вводом и выводом.
Возникает резонный вопрос «А зачем нам писать эту строчку? Зачем нам вообще понадобилось вставлять сюда этот файл?» Это нужно для того, что бы в своей программе, мы могли использовать стандартную функцию вывода на экран printf().
Дело вот в чем. Прежде чем использовать что-нибудь в своей программе, нам надо сначала это описать. Представьте ситуацию, вас попросили принести канделябр, а вы знать не знаете что это такое. Непонятно, что делать.
Так же и компилятор. Когда он встречает какую-нибудь функцию, он ищет её описание (т.е. что она должна делать и что обозначает) в начале программы (с самого начала и до момента её использования в программе). Так вот, функция printf() описана в файле stdio.h. Поэтому мы и подключаем его. А вот когда мы его подключим, компилятор сможет найти функцию printf(), иначе он выдаст ошибку.
Кстати, настало время дополнить нашу карту знаний. Перед функцией main добавим ещё один блок, блок подключения заголовочных файлов.
Рис.3 Карта «Структура программ на языке Си.» Блок подключения заголовочных файлов.
Продолжим разбираться с нашей программой.
Листинг 7. функция printf()
printf(«Hello, World!n»);
В этой строке мы вызываем стандартную функцию вывода на экран printf(). В данном простейшем случае мы передаем ей один параметр, строку, записанную в кавычках, которую надо вывести на экран, в нашем случае это Hello, World! n. Но постойте, а что это за n? На экране, во время запуска программы, никаких n не было.
Зачем тогда мы тут это написали? Данная последовательность это специальный символ, который является командой перейти на следующую строку. Это как в MS Word нажать клавишу Enter. Таких специальных символов несколько, все они записываются с помощью символа «» — обратный слеш. Такие специальные символы называются управляющими символами. Потом я еще покажу вам их.
В остальном на экране появится именно то, что вы написали в двойных кавычках.
Кстати, обратите внимание, каждая команда языка Си заканчивается символом «;» (точкой с запятой). Это похоже на точку в конце предложения, в русском языке. В обычном языке мы разделяем точкой предложения, а в языке программирования Си, точкой с запятой отделяем команды друг от друга. Поэтому ставить точку с запятой обязательно. Иначе компилятор будет ругаться и выдаст ошибку.
Чтобы вызвать какую-нибудь функцию, необходимо написать её имя и указать передаваемые ей параметры в круглых скобках. У функции может быть один или несколько параметров. А может не быть параметров вовсе, в таком случае в скобках писать ничего не нужно. Например, выше мы вызвали функцию printf() и передали ей один параметр строку, которую необходимо вывести на экран.
Кстати, полезный совет. Так как в каждой программе обязательно присутствует функция main, и буквально в каждой программе нам потребуется что-то выводить на экран, то рекомендую вам сразу создать файл со следующей заготовкой, чтобы каждый раз не писать одно и то же.
Листинг 8. Стандартная заготовка для программ на языке Си.
#include int main(void)
Ну вот вроде бы и всё. Этом первый урок можно считать законченным. Хотя нет, ещё один момент есть.
Самое главное в этом уроке это, конечно, общая структура программы. Но кроме того, мы научились выводить на экран произвольный текст. Кажется, что совсем ничего вроде и не узнали, но даже этого хватит для того, чтобы, например, сделать небольшой подарок своей маме на 8 марта.
Рис.4 Программа-открытка на 8 марта.
Исходный код программы-открытки есть в архиве с исходными кодами этого урока. Экспериментируйте! У вас всё получится.
Сохрани в закладки или поддержи проект.
Практика
Задачи с автоматической проверкой решения. Для удобства работы сразу переходите в полноэкранный режим
Исследовательские задачи для хакеров:
- Попробуйте добавить управляющий символ после слова Hello,. Посмотрите, как изменится ситуация на экране.
- Попробуйте добавить в программу еще несколько функций вывода на экран.
- Попробуйте удалить из программы точку с запятой после какого-нибудь оператора. Посмотрите, как на это отреагирует ваш компилятор, какую ошибку он вам выдаст.
Дополнительные материалы
- Переживаете из-за того, получится ли у вас научиться или нет? Тогда посмотрите следующее видео.
Источник: youngcoder.ru