'

Язык программирования Cи++

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

Язык программирования Cи++


Слайд 1

Язык программирования Си Стандартизованный процедурный язык программирования Разработан в начале 70-х годов для использования в UNIX Портирован на многие ОС Стал одним из самых широко используемых языков программирования для системного и прикладного программирования


Слайд 2

Особенности Минимализм однопроходная компиляция компактный машинный код минимальная привязка к runtime-библиотеке относительно низкий уровень языка простота разработки компилятора


Слайд 3

Особенности Простая языковая база Ориентация на процедурное программирование Система типов Использование препроцессора Непосредственный доступ к памяти компьютера Минимальное число ключевых слов Передача параметров по значению


Слайд 4

Особенности, отсутствующие в языке Си Автоматическое управление памятью Поддержка ООП Вложенные функции Полиморфизм функций и операторов Встроенная поддержка многозадачности и работы с сетью


Слайд 5

Язык С++ (Си++) Компилируемый статически типизированный язык программирования общего назначения Является продолжателем языка программирования Си Многие программы языка Си исправно работают и с компилятором Си++ Поддержка объектно-ориентированного и обобщенного программирования


Слайд 6

Программа Hello World #include <stdio.h> int main(int argc, char * argv[]) { printf("Hello, World!\n"); return 0; }


Слайд 7

Комментарии в языке Си++ Текст, заключённый в служебные символы /* и */ в этом порядке, полностью игнорируется компилятором. Компиляторы, совместимые со стандартом C99, также позволяют использовать комментарии, начинающиеся с символов // и заканчивающиеся переводом строки #include <stdio.h> /* Это простейшая программа на языке Си, которая выводит фразу “Hello World” на устройство стандартного вывода */ int main() { // Выводим строку Hello World printf(“Hello World!\n”); return 0; }


Слайд 8

Числовые константы Десятичные 12345, -34021 999999L, 99983UL Шестнадцатеричные 0xFeedBeef, 0x328aadb Восьмеричные 003, 0723 Вещественные 1.35, 8.45f 2e+10f, -3.835e-6L


Слайд 9

Логические константы Логическая константа true служит для обозначения логического значения «Истина», а константа false – значения «Ложь»


Слайд 10

Символьные константы Записывается в виде символа, обрамленного одиночными кавычками ‘A’, ‘1’ Значение символьной константы – числовой код символа из набора символов на данной машине Некоторые символы записываются в виде escape-последовательностей, начинающихся с символа \ ‘\’’, ‘\0’, ‘n’, ‘\177’, ‘\xff’


Слайд 11

Строковые константы (строковые литералы) Нуль или более символов, заключенных в двойные кавычки “Hello, world\n” “” “Hello ” “world\n” эквивалентно “Hello world\n” Во внутреннем представлении строковая константа – массив символов, завершающихся нулевым символом ‘\0’


Слайд 12

Типы данных языка Си++ Целые числа различных размеров со знаком или без int, short, char Числа с плавающей запятой различной размерности float, double, long double Логический тип bool Перечисляемые типы (enum) Структуры (struct) Объединения (union) Массивы


Слайд 13

Базовые типы данных Типы данных целых чисел char int квалификаторы short/long unsigned/signed Логический тип bool Типы данных вещественных чисел float double


Слайд 14

Пример - функция strlen /* strlen: возвращает длину строки s */ int strlen(char s[]) { int i = 0; while (s[i] != '\0') ++i; return i; }


Слайд 15

Константы перечисления Задают список целых констант enum WeekDay {Sunday, Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, Saturday}; Особенности Имена в различных перечислениях должны отличаться друг от друга Значения внутри одного перечисления могут совпадать: enum Status {Ok, Failure, Success = Ok}


Слайд 16

Объявления переменных Переменные объявляются раньше их использоваться int lower, upper, step; char c, line[1000]; bool success; При объявлении переменные могут быть инициализированы char esc = '\\'; int i = 0; int limit = MAXLINE+1; float eps = 1.0e-5f; bool success = true; Квалификатор const указывает, что значение переменной не будет далее изменяться const double e = 2.71828182845905; const char msg[] = "предупреждение: "; int strlen(const char str[]);


Слайд 17

Ключевое слово typedef Язык Си++ предоставляет оператор typedef, позволяющий давать типам данных новые имена После этого новое имя типа может использоваться в качестве синонима оригинала Причины использования typedef Решение проблемы переносимости Желание сделать текст программы более ясным


Слайд 18

Пример использования оператора typedef typedef int Length; Length len, maxlen; len = 1; typedef int int32; typedef short int16; typedef char int8; int32 counter = 0;


Слайд 19

Целочисленные типы данных Служат для хранения целых чисел различного размера char short int long Целые числа могут быть как со знаком, так и без него signed unsigned Гарантируется следующее соотношение размеров целочисленных типов: sizeof(char) <= sizeof(short) sizeof(short) <= sizeof(int) sizeof(int) <= sizeof(long)


Слайд 20

char a = ‘A’; unsigned char b = 150; signed char c = -15; short d = 10000; unsigned short e = 49320; signed short f = -25000; int g = -1000 * 1000; unsigned int h = 0xffffffff; signed int i = -999999999; long j = -123456789; unsigned long k = 0x9c9d9e9f; signed long k = j; Примеры объявления целочисленных переменных


Слайд 21

Типы данных с плавающей запятой Позволяют задавать вещественные числа различного размера и точности float double long double Гарантированы следующие соотношения размеров вещественных типов данных sizeof(float) <= sizeof(double) sizeof(double) <= sizeof (long double)


Слайд 22

const float PI = 3.1415927f; double sin60 = 0.86602540378443864676372317075294; double FahrengeitToCelsius(double fahr) { return (fahr – 32) * 5.0 / 9.0; } float DegreesToRadian(float degrees) { return degrees * PI / 180.0f; } Пример использования вещественных чисел


Слайд 23

Перечисляемые типы данных (перечисления) Позволяет задать ограниченный набор именованных целочисленных значений День недели Состояние конечного автомата Тип файла Модель компьютера и т.д


Слайд 24

#include <stdio.h> typedef enum tagWeekDay { SUNDAY = 0, MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, }WeekDay; int main() { WeekDay today = SUNDAY; printf("Today is %d\n", today); today++; printf("Tomorrow will be %d\n", today); return 0; } Today is 0 Tomorrow will be 1 Пример использования перечислимых типов


Слайд 25

Пример использования логического типа данных double CalculateCircleRadius(double area) { bool argumentIsValid = (area >= 0); if (argumentIsValid) { return sqrt(area / 3.14159265); } else { return -1; } }


Слайд 26

Структуры Структура - это одна или несколько переменных (возможно, различных типов), которые для удобства работы с ними сгруппированы под одним именем. Структуры помогают в организации сложных данных, позволяя группу связанных между собой переменных трактовать не как множество отдельных элементов, а как единое целое


Слайд 27

typedef struct tagPoint { int x; int y; }Point; typedef struct tagRectangle { Point leftTop; Point rightBottom; }Rectangle; int main() { Point p0 = {0, 3}; Point p1 = {30, 20}; Rectangle r1 = {{1,1}, {20, 30}}; Rectangle r2; r2.leftTop = p0; r2.rightBottom = r1.rightBottom; return 0; } Пример использования структур


Слайд 28

Объединения Объединение - это тип данных, который может содержать (в разные моменты времени) объекты различных типов и размеров Объединения позволяют хранить разнородные данные в одной и той же области памяти без включения в программу машинно-зависимой информации


Слайд 29

#include <stdio.h> typedef enum tagNumericType { TYPE_INTEGER, TYPE_REAL, }NumericType; typedef struct tagNumeric { NumericType type; union { int intValue; double realValue; }value; }Numeric; void PrintNumeric(Numeric n) { if (n.type == TYPE_INTEGER) printf("n = %d\n", n.value.intValue); else printf("n = %f\n", n.value.realValue); } int main() { Numeric a, b; a.type = TYPE_INTEGER; a.value.intValue = 5; b.type = TYPE_REAL; b.value.realValue = 3.8; PrintNumeric(a); PrintNumeric(b); return 0; } n = 5 n = 3.80000


Слайд 30

Массивы Простая статическая структура данных, предназначенная для хранения набора единиц данных, каждая из которых идентифицируется индексом или набором индексов Индекс —целое число, либо значение типа, приводимого к целому, указывающее на конкретный элемент массива Количество используемых индексов определяет размерность массива


Слайд 31

#include <stdio.h> int main() { int studentRatings[3] = {5, 4, 4}; char student0[] = "Bill"; char student1[] = {'J', 'o', 'h', 'n', '\0'}; char student2[6] = "Peter"; printf("Students' marks:\n"); printf("1. %s - %d\n", student0, studentRatings[0]); printf("2. %s - %d\n", student1, studentRatings[1]); printf("3. %s - %d\n", student2, studentRatings[2]); return 0; } Students' marks: 1. Bill - 5 2. John - 4 3. Peter - 4


Слайд 32

Указатели Указатель – используются для хранения адресов переменных в памяти Основные области применения Работа с динамической памятью Работа с массивами Передача параметров в функцию по ссылке Организация связанных структур данных (списки, деревья)


Слайд 33

#include <stdio.h> typedef struct tagPoint { int x, y; }Point; void PrintPoint(Point *pPoint) { printf("point is (%d, %d)\n", pPoint->x, (*pPoint).y); } void Swap(int *a, int *b) { int temp = *a; *a = *b; *b = temp; } int main() { int value = 0; int one = 1, two = 2; int *pValue = &value; Point pnt = {10, 20}; printf("value is %d\n", value); *pValue = 1; printf("now value is %d\n\n", value); printf("one=%d, two=%d\n", one, two); Swap(&one, &two); printf("now one=%d, two=%d\n\n", one, two); PrintPoint(&pnt); return 0; } value is 0 now value is 1 one=1, two=2 now one=2, two=1 point is (10, 20)


Слайд 34

Хранение данных В Си++ есть три разных способа выделения памяти для объектов Статическое: пространство для объектов создаётся в области хранения данных кода программы в момент компиляции; Автоматическое: объекты можно временно хранить в стеке; эта память затем автоматически освобождается и может быть использована снова, после того, как программа выходит из блока, использующего её. Динамическое: блоки памяти нужного размера могут запрашиваться во время выполнения программы с помощью библиотечных функций malloc, realloc и free из области памяти, называемой кучей. Эти блоки освобождаются и могут быть использованы снова после вызова для них функции free. В языке С++ следует использовать операторы new и delete для памяти и освобождения памяти


Слайд 35

Набор используемых символов Используются почти все графические символы ASCII таблицы Язык является чувствительным к регистру символов Для записи операторов используются строчные буквы Для записи идентификаторов – цифры, заглавные и строчные буквы и символ подчеркивания


Слайд 36

Основные операторы языка Си Общие Арифметические операторы и оператор присванивания Логические операторы и операторы сравнения Оператор sizeof Управление ходом выполнения программы Условные операторы Операторы циклов Оператор множественного выбора Операторы для работы с массивами, структурами и объединениями Операторы для работы с указателями


Слайд 37

Арифметические операторы Бинарные + - * / % (остаток от деления – применяется только к целым) int i = 10 % 3; /* i = 1; */ Деление целых сопровождается отбрасыванием дробной части float f = 8 / 3; /* f = 2.0 */ Унарные (ставятся перед операндом) + int i = +1; - int j = -8;


Слайд 38

Пример if ( ((year % 4 == 0) && (year % 100 != 0)) || (year % 400 == 0) ) printf("%d високосный год\n", year); else printf("%d невисокосный год\n", year);


Слайд 39

Операторы отношения Операторы отношения > >= < <= Операторы сравнения на равенство == != Логические операторы && - логическое И char ch = getchar(); int isDigit = (ch >= ‘0’) && (ch <= ‘9’); || - логическое ИЛИ char ch = getchar(); if ((ch == ‘ ‘) || (ch == ‘\n’) || (ch == ‘\t’)) printf(“Разделитель”); ! – логическое НЕ if (!valid) эквивалентно if (valid == 0) Вычисления операторов && и || прекращаются как только станет известна истинность или ложность результата


Слайд 40

Преобразование типов Происходит, когда операнды оператора принадлежат к разным типам Неявное преобразование int i = 7.0 + 3 – 2.0f; Явное преобразование int i = (int)(7.0 + 3 – 2.0f);


Слайд 41

Операторы инкремента и декремента Увеличивают или уменьшают значение операнда на 1 ++ -- Имеют две формы Префиксная форма int i = 0; int j = ++i; /* i = 1; j = 1; */ Постфиксная форма int i = 0; int j = i--; /* i = -1; j = 0; */ Операторы инкремента и декремента можно применять только к переменным int i = (j + y)++; /* ошибка */


Слайд 42

Пример – функция squeeze /* squeeze: удаляет все символы c из строки s*/ void squeeze(char s[], int c) { int i, j; for (i = j = 0; s[i] != '\0'; i++) { if (s[i] != c) s[j++] = s[i]; } s[j] = '\0'; }


Слайд 43

Побитовые операторы Данные операторы позволяют осуществлять операции над отдельными битами целочисленных операндов & - побитовое И int i = 0xde & 0xf0; /* i = 0xd0 */ | - побитовое ИЛИ int i = 0xf0 | 0x03; /* i = 0xf3 */ ^ - побитовое исключающее ИЛИ int i = 0x03 ^ 0x02; /* i = 0x01 */ << - сдвиг влево int i = 1 << 3; /* i = 8 */ >> - сдвиг вправо int i = 0xd0 >> 4; /* i = 0x0d */ ~ - побитовое отрицание (унарный оператор). char i = ~0x1; /* i = 0xfe (0xfe = 11111110b) */


Слайд 44

Пример: функция getbits /* getbits: получает n бит, начиная с p-й позиции */ unsigned getbits(unsigned x, int p, int n) { return (x >> (p+1-n)) & ~(~0 << n); } (x >> (9 + 1 – 7)) = ~0 = ~0 << 7 = ~(~0 << 7) = (x >> (9 + 1 – 7)) & ~(~0 << 7) =


Слайд 45

Операторы и выражения присваивания Служат для присваивания переменным значения некоторого выражения i = 3; i += 8; i <<= 1; j %= 3; Типом и значением выражения присваивания является тип и значение левого операнда после завершения присваивания while ((c = getchar()) != EOF) { // do something }


Слайд 46

Пример: функция bitcount /* bitcount: подсчет единиц в x */ int bitcount(unsigned х) { int b; for (b = 0; х != 0; x >>= 1) { if (x & 0x01) b++; } return b; }


Слайд 47

Условное выражение Условное выражение имеет вид: выр1 ? выр2 : выр3 Сначала вычисляется выражение 1 Если оно истинно (не равно нулю), то вычисляется выражение 2 и его значение становится значением всего условного выражения В противном случае вычисляется выражение 3 и становится значением всего условного выражения Пример z = (a > b) ? a : b; /* z = max(a, b)*/


Слайд 48

Приоритет и очередность выполнения операторов


Слайд 49

Инструкции и блоки Выражение (например, x = 0) становится инструкцией, если в конце поставить точку с запятой x = 0; printf(“Hello”); В Си точка с запятой является заключающим символом инструкции, а не разделителем, как в языке Паскаль. Фигурные скобки { и } используются для объединения объявлений и инструкций в составную инструкцию, или блок с т.з. синтаксиса языка блок воспринимается как одна инструкция


Слайд 50

Конструкция if-else Оператор if позволяет выполнить тот или иной участок кода в зависимости от значения некоторого выражения if (<выражение>) <инстр.1> else <инстр.2> if (<выражение>) <инстр>


Слайд 51

Конструкция else-if Позволяет осуществлять многоступенчатое решение if (выражение) инструкция else if (выражение) инструкция else if (выражение) инструкция else if (выражение) инструкция else инструкция


Слайд 52

Пример, бинарный поиск /* binsearch: найти x в v[0] <= v[1] <= ... <= v[n-1] */ int binsearch(int x, const int v[], int n) { int low, high, mid; low = 0; high = n - 1; while (low <= high) { mid = (low + high) / 2; if (x < v[mid]) high = mid - 1; else if (x > v[mid]) low = mid + 1; else /* совпадение найдено */ return mid; } return -1; /* совпадения нет */ }


Слайд 53

Оператор switch Используется для выбора одного из нескольких путей Осуществляется проверка на совпадение значения выражения с одной из некоторого набора целых констант, и выполняет соответствующую ветвь программы switch (выражение) { case конст-выр: инструкции case конст-выр: инструкции default: инструкции }


Слайд 54

#include <stdio.h> int main() /* подсчет цифр, символов-разделителей и прочих символов */ { int c, i, nwhite, nother, ndigit[10]; nwhite = nother = 0; for (i = 0; i < 10; i++) ndigit[i] = 0; while ((c = getchar()) != EOF) { switch (c) { case '0' : case '1' : case '2' : case '3' : case '4' : case '5' : case '6' : case '7' : case '8' : case '9' : ndigit[c - '0']++; break; case ' ': case '\n': case '\t': nwhite++; break; default: nother++; break; } } printf ("цифр ="); for (i = 0; i < 10; i++) printf (" %d", ndigit[i]); printf(", символов-разделителей = %d, прочих = %d\n", nwhite, nother); return 0; }


Слайд 55

Циклическое выполнение


Слайд 56

Что такое циклическое выполнение Цикл – последовательность из нескольких операторов, указываемая в программе один раз, которая выполняется несколько раз подряд Допускается существование бесконечного цикла Тело цикла - последовательность операторов, предназначенная для многократного выполнения в цикле


Слайд 57

Циклическое выполнение в языке Си Циклическое выполнение в языке Си осуществляется при использовании следующих операторов цикла: while for do..while Внутри циклов могут использоваться операторы управления работой цикла: break для досрочного выхода из цикла continue для пропуска текущей итерации


Слайд 58

Оператор while Оператор while служит для организации циклов с предусловием цикл, который выполняется, пока истинно некоторое условие, указанное перед его началом Синтаксис while (выражение) инструкция Инструкция (тело цикла) выполняется до тех пор, пока выражение принимает ненулевое значение


Слайд 59

Примеры #include <stdio.h> int main() { int ch; while ((ch = getchar()) != EOF) // пока не конец файла { putchar(ch); } return 0; } #include <stdio.h> int main() { while (1) // бесконечный цикл while { putchar(‘#’); } return 0; }


Слайд 60

Оператор for Оператор for служит для организации циклов со счетчиком Синтаксис for (выр1; выр2; выр3) инструкция Выражение1 выполняется один раз перед началом цикла Например, оператор инициализации счетчика цикла Выполнение инструкции (тело цикла) продолжается до тех пор, пока выражение2 имеет ненулевое значение если выражение2 отсутствует, то выполнение цикла продолжается бесконечно После каждой итерации цикла выполняется выражение3 Например, изменение счетчика цикла


Слайд 61

Пример #include <stdio.h> int main() { int i; // цикл от 0 до 10 включительно с шагом 1 for (i = 0; i <= 10; ++i) { printf("%d^2 = %d\n", i, i*i); } return 0; }


Слайд 62

Оператор do-while Оператор do-while служит для организации циклов с постусловием цикл, в котором условие проверяется после выполнения тела цикла тело всегда выполняется хотя бы один раз Синтаксис do инструкция while (выражение); Инструкция выполняется до тех пор, пока выражение принимает ненулевое значение


Слайд 63

#include <stdio.h> void PrintInteger(int n) { char buffer[20]; int sign, i = 0; if ((sign = n) < 0) n = -n; do // записываем в буфер десятичные разряды числа, начиная с самого правого { buffer[i++] = (char)((n % 10) + ‘0’); } while((n /= 10) != 0); // пока число не обнулится if (sign < 0) buffer[i++] = '-'; for (--i; i >= 0; --i) putchar(buffer[i]); } int main() { PrintInteger(12345); putchar('\n'); PrintInteger(-12345); putchar('\n'); PrintInteger(0); putchar('\n'); return 0; }


Слайд 64

Вложенные циклы Один цикл может быть вложен в другой При этом выполнение внутреннего цикла выполняется как часть оператора внешнего цикла


Слайд 65

#include <stdio.h> void PrintArray(int v[], int n) { int i; printf("{"); for (i = 0; i < n; ++i) printf((i != n - 1) ? "%d, " : "%d", v[i]); printf("}\n"); } void ShellSort(int v[], int n) { int gap, i, j, temp, unordered = 1; for (gap = n/2; (gap > 0) && unordered; gap /= 2) { for (unordered =0, i = gap; i < n; i++) for (j = i- gap; (j >= 0) && (v[j] > v[j+gap]); j -= gap) { unordered = 1; temp = v[j]; v[j] = v[j + gap]; v[j + gap] = temp; } PrintArray(v, n); } } int main() { int array[] = {76, 1, 9, 3, 15, 4, 10, 9, 13, 20}; const int ARRAY_LENGTH = sizeof(array) / sizeof(array[0]); PrintArray(array, ARRAY_LENGTH); printf("Sorting:\n"); ShellSort(array, ARRAY_LENGTH); return 0; } {76, 1, 9, 3, 15, 4, 10, 9, 13, 20} Sorting: {4, 1, 9, 3, 15, 76, 10, 9, 13, 20} {4, 1, 9, 3, 10, 9, 13, 20, 15, 76} {1, 3, 4, 9, 9, 10, 13, 15, 20, 76}


Слайд 66

Инструкции break и continue Инструкция break осуществляет немедленный выход из тела цикла, внутри которого она находится Также инструкция break осуществляет выход из оператора switch Инструкция continue осуществляет пропуск оставшихся операторов тела цикла, внутри которого она находится, и переход на следующую итерацию цикла В циклах while и do-while осуществляется переход к проверке условия В цикле for осуществляется переход к приращению переменной цикла


Слайд 67

#include <stdio.h> #include <string.h> /* trim: удаляет завершающие пробелы, табуляции и новые строки */ int trim(char s[]) { int n; for (n = strlen(s) - 1; n >= 0; --n) { if ((s[n] != ' ') && (s[n] != '\t') && (s[n] != '\n')) break; // выходим из цикла, встретив печатаемый символ } s[n+1] = '\0'; return n; } int main() { char str[] = "Hello \t\n"; printf("Before trim: \"%s\"\n", str); trim(str); printf("After trim: \"%s\"\n", str); return 0; } Before trim: "Hello " After trim: "Hello"


Слайд 68

#include <stdio.h> void PrintPositives(int v[], int n) { int i; for (i = 0; i < n; i++) { if (v[i] < 0) /* пропуск отрицательных элементов */ continue; printf("%d ", v[i]); } } int main() { int array[] = {-76, 1, 9, -3, 15, -4, 10, 9, 13, 20}; const int ARRAY_LENGTH = sizeof(array) / sizeof(array[0]); PrintPositives(array, ARRAY_LENGTH); return 0; } 1 9 15 10 9 13 20


Слайд 69

Инструкция goto Инструкция goto позволяет осуществить переход на заданную метку внутри текущей функции Синтаксис: goto метка; Как правило, использование инструкции goto усложняет структуру программы и без крайней необходимости ею пользоваться не стоит Если Вы все еще думаете об использовании этого оператора – использовать его все равно не стоит


Слайд 70

Пример /* поиск совпадающих элементов в массивах */ for (i = 0; i < n; ++i) { for (j = 0; j < m; ++j) { if (a[i] == b[i]) goto found; } } /* нет одинаковых элементов */ ... found: /* обнаружено совпадение: a[i] == b[i] */ ...


Слайд 71

Указатели


Слайд 72

Организация памяти в языке Си С точки зрения языка Си память представляет собой массив последовательно пронумерованных ячеек памяти, с которыми можно работать по отдельности или связными кусками Порядковый номер ячейки называется ее адресом Эта память используется для хранения значений переменных. Переменные различных типов могут занимать различное количество ячеек памяти, и иметь различные способы представления в памяти


Слайд 73

Пример int i = 1000; char a = 15;


Слайд 74

Что такое указатель? Указатель – это переменная, которая может хранить адрес другой переменной в памяти заданного типа Указатели – мощное средство языка Си, позволяющее эффективно решать различные задачи Использование указателей открывает доступ к памяти машины, поэтому пользоваться ими следует аккуратно


Слайд 75

Объявление указателя Указатель на переменную определенного типа объявляется следующим образом: <тип> *<идентификатор>; Например: int *pointerToInt; Указатель, способный хранить адрес переменной любого типа имеет тип void*: void * pointerToAnyType; Как и к обычным переменным, к указателям можно применять модификатор const: const int * pointerToConstInt; char * const constPointerToChar = &ch; const double * const constPointerToConstDouble = &x; float * const constPointerToFloat = &y; const void * pointerToConstData;


Слайд 76

Получение адреса переменной Для взятия адреса переменной в памяти служит унарный оператор & Этот оператор возвращает адрес переменной, который может быть присвоен указателю совместимого типа Оператор взятия адреса применим только к переменным. Его нельзя применять к константам, выражениям или регистровым переменным


Слайд 77

Оператор косвенного доступа Для доступа к значению, на которое ссылается указатель, необходимо его разыменование (dereferencing), осуществляемое при помощи унарного оператора * int * p = &i; *p = 5;


Слайд 78

Пример p c char c = ‘A’; char *p = &c; *p = ‘B’; ‘A’ ‘B’


Слайд 79

Инициализация указателей Значение неинициализированного указателя не определено Разыменование такого указателя приводит к неопределенному поведению Лучше присвоить указателю нулевое значение (или символическую константу NULL), чтобы подчеркнуть, что он не ссылается ни на какую переменную: char * p1 = 0; char * p2 = NULL; Разыменование нулевого указателя также приводит к неопределенному поведению, однако появляется возможность проверки значения указателя: if (p != NULL) // или просто if (p)


Слайд 80

Копирование указателей Как и в случае обычных переменных, значение одного указателя может быть присвоено другому при помощи оператора = Следует помнить, что в этому случае копируется адрес переменной, а не ее значение Для копирования значения переменной, на которую ссылается указатель, необходимо применить оператор разыменования * char a = ‘A’; char b = ‘B’; char c = ‘C’; char *pa = &a; char *pb = &b; char *pc = &c; pa = pb; // pa и pb теперь хранят адрес b *pa = *pc; // b теперь хранит значение ‘C’


Слайд 81

Указатели и аргументы функций В языке Си параметры в функцию передаются по значению. Указатели – единственный способ изменить значение параметра изнутри функции В языке Си++ появилась возможность передачи параметров по ссылке void swap(int *pa, int *pb) { int tmp = *pa; *pa = *pb; *pb = tmp; } void swap(int &pa, int &pb) { int tmp = pa; pa = pb; pb = tmp; }


Слайд 82

Указатели на функции В Си можно объявить указатель на функцию и работать с ним как с обычной переменной, сохраняя возможность вызова функции по указателю на нее Данная возможность позволяет иметь несколько реализаций алгоритма, имеющих общий интерфейс


Слайд 83

#include <stdio.h> typedef int (*OrderedFunction)(int a, int b); void BubbleSort(int array[], int size, OrderedFunction fn) { int sorted, i; do { sorted = 1; for (i = 0; i < size - 1; ++i) { if (!fn(array[i], array[i + 1])) { int tmp = array[i]; array[i] = array[i + 1]; array[i + 1] = tmp; sorted = 0; } } --size; } while(!sorted && (size > 1)); } int IsOrdered(int a, int b) { return a <= b; } int main() { int arr[5] = {3, 5, 1, 7, 9}; BubbleSort(arr, 5, IsOrdered); return 0; }


Слайд 84

Массивы в Си и Си++ Массивы позволяют объявить несколько (один и более) последовательных объектов, объединенных под одним именем, и осуществлять к ним индексированный доступ В качестве индексов используются целые числа, или типы, приводимые к целым Размер массива задается статически на этапе компиляции и не может быть изменен в ходе работы программы Индекс начального элемента массива равен нулю Есть возможность объявления многомерных массивов


Слайд 85

// неинициализированный массив из 10 элементов с индексами от 0 до 9 int a[10]; a[0] = 5; // присвоить начальному элементу массива значение 5 a[9] = 10;// присвоить конечному элементу массива значение 10 a[10] = 0;// ошибка, индекс должен быть от 0 до 9 // объявляем и инициализируем массив из 3 элементов, int b[3] = {1, 2, 3}; // объявляем и инициализируем массив из 4 элементов int c[] = {100, 200, 300, 400}; // двумерный массив из 4 строк и 7 столбцов int matrix[4][7]; matrix[0][5] = 11; // доступ к 0 строке и 5 столбцу // заполнение элементов массива заданным значениемж void FillArray(int arr[], int size, int init) { int i; for (i = 0; i < size; ++i) arr[i] = init; }


Слайд 86

Указатели и массивы Указатели и массивы в Си тесно связаны Имя массива является синонимом расположения его начального элемента int arr[10]; int *p = arr; // эквивалентно int *p = &arr[0]; Индексация элементов массива возможна с помощью указателей и адресной арифметики


Слайд 87

Адресная арифметика Если p – указатель на некоторый элемент массива, то p+1 – указатель на следующий элемент p-1 – указатель на предыдущий элемент p+j – указатель на j-й элемент после p p[j] разыменовывает j-й элемент относительно p Если p и q – указатели на некоторые элементы одного массива, то p–q - равно количеству элементов после q, которое необходимо добавить, чтобы получить p p<q принимает значение 1, если p указывает на элемент, предшествующий q, в противном случае - 0 p==q, принимает значение 1 если p и q указывают на один и тот же элемент, в противном случае - 0


Слайд 88

Примеры int arr[10]; // получаем указатель на начальный элемент массива int *p = arr; // эквивалентно int *p = &arr[0]; // следующие две строки эквивалентны *(p + 4) = 5; arr[4] = 5; /* несмотря на то, что в массиве всего 10 элементов, допускается получать указатель на ячейку, следующую за последним элементом массива */ p = &a[10]; *(p – 1) = 3; // эквивалентно arr[9] = 3;


Слайд 89

Указатели на char Строковые константы в Си – массивы символов с завершающим нулем Передача строковой константы в функцию (напр. printf) осуществляется путем передачи указателя на ее начальный элемент Присваивание символьных указателей, не копирует строки char * p = “Hello”; char * p1 = p; // p и p1 указывают на одно и то же место в памяти Символьный массив и символьный указатель – различные понятия char msg[] = “Hello”; // массив Символы внутри массива могут изменяться msg всегда указывает на одно и то же место в памяти char *pmsg = “Hello”; // указатель Попытка изменить символы через pmsg приведет к неопределенному поведению pmsg – указатель, можно присвоить ему другое значение в ходе работы программы


Слайд 90

Массивы указателей Указатели, как и другие переменные можно группировать в массивы int main(int argc, char* argv[]) const char * a[] = {“Hello”, “World!”}; printf(“%s %s\n”, a[0], a[1]); a[0] = “Goodbye”; Массивы указателей могут использоваться как альтернатива двумерных массивов


Слайд 91

#include <stdio.h> #include <string.h> /* swap: поменять местами v[i] и v[j] */ void swap(const char *v[], int i, int j) { const char *temp = v[i]; v[i] = v[j]; v[j] = temp; } /* qsort: сортирует v[left]...v[right] по возрастанию */ void qsort(const char *v[], int left, int right) { int i, last; if (left >= right) /* ничего не делается, если в массиве */ return; /* менее двух элементов */ swap(v, left, (left+right)/2); last = left; for(i = left + 1; i <= right; i++) { if (strcmp(v[i], v[left]) < 0) swap(v, ++last, i); } swap(v, left, last); qsort(v, left, last - 1); qsort(v, last + 1, right); } int main() { int i; const char * strings[] = {"this", "is", "a", "test"}; qsort(strings, 0, 3); for (i = 0; i < 4; ++i) printf("%s\n", strings[i]); return 0; }


Слайд 92

Указатели на указатели В Си возможны указатели, ссылающиеся на другие указатели char arr[] = “Hello”; char *parr = arr; char **pparr = &parr; // pparr – хранит адрес указателя parr (*pparr)[0] = ‘h’; // arr = “hello” pparr[0][1] = ‘E’; // arr = “hEllo”;


Слайд 93

Инкремент и декремент указателя Когда указатель ссылается на определенный элемент массива, имеют смысл операции инкремента и декремента указателя char str[] = “Hello, world!”; char *p = str;// p указывает на символ H p++; // p указывает на символ e *p = ‘E’; // заменяем символ e на E


Слайд 94

#include "stdio.h" // возвращаем адрес найденного символа в строке или NULL в случае отсутствия const char* FindChar(const char str[], char ch) { const char * p = str; while (*p != ‘\0') { if (*p == ch) return p; ++p; } return NULL; } int main() { const char str[] = "Hello, world!\n"; const char *pw = FindChar(str, 'w'); if (pw != NULL) printf("%s", pw); return 0; } Output: world!


Слайд 95

Указатели и динамическая память Часто возможны ситуации, когда размер и количество участков памяти, необходимых программе, не известны заранее В этом случае прибегают к использованию динамически распределяемой памяти Приложение может запрашивать блоки памяти необходимого размера из области, называемой кучей (heap) Как только блок памяти становится не нужен, его освобождают, возвращая память в кучу Стандартная библиотека языка Си предоставляет набор функций для работы с динамической памятью для использования этих функций необходимо подключить заголовочный файл malloc.h


Слайд 96

Функция malloc (memory allocation) Выделяет непрерывную область памяти в куче заданного размера и возвращает указатель на начало этой области void* malloc(unsigned size); Указатель, возвращаемый данной функцией, обычно приводят к требуемому типу


Слайд 97

Функция calloc Аналогична функции malloc, но дополнительно область памяти нулями void* calloc(unsigned size)


Слайд 98

Функция realloc Служит для изменения размера ранее выделенного блока памяти void* realloc(void* memblock, unsigned size) При изменении размера блока может произойти перенос блока памяти в другое место кучи – используйте возвращенное этой функцией значение адреса блока


Слайд 99

Функция free Служит для возвращения блока памяти в кучу void free(void *memblock) В качестве параметра передается указатель на область памяти, ранее возвращенный одной из функций распределения памяти Обращение к ячейкам памяти блока после вызова free, как и многократный вызов этой функции с одним и тем же параметром, приведет к неопределенному поведению Необходимо освобождать блоки динамической памяти, которые стали ненужными. Пренебрежение этим правилом приводит к утечкам памяти


Слайд 100

Функции memcpy, memset и memmove Функция memcpy осуществляет копирование блока памяти из одного адреса в другой void memcpy(void *dst, const void *src, unsigned count) Функция memmove аналогична memcpy, но корректно работает, если блоки перекрываются void memmove(void *dst, const void *src, unsigned count) Функция memset заполняет область памяти определенным значением типа char void memset(void *dst, int c, unsigned count)


Слайд 101

Пример int n = 30; // выделяем память под n элементов типа int int * arr = (int*)malloc(sizeof(int) * n); memset(arr, 1, sizeof(int) * n); arr[0] = 5; free(arr); arr = NULL;


Слайд 102

Указатели на структуры и объединения Указатели на структуры объявляются аналогично указателям на другие типы Для доступа к элементам структуры может применяться оператор -> typedef struct tagPoint { int x, y; }Point; Point p = {10, 20}; Point *pPoint = &p; (*pPoint).x = 1; pPoint->y = 2;


×

HTML:





Ссылка: