Примеры программ со структурами c. Основы языка Си: структура Си-программы, базовые типы и конструирование новых типов, операции и выражения

Программа, написанная на C# состоит из следующих блоков:

• объявление пространства имен (своего рода контейнера);
• объявление класса (основная сущность программы);
• методы класса (подпрограммы), как минимум метод Main ;
• операторы и выражения;
• комментарии.

Пример простейшей программы

Давайте рассмотрим простейшую программу, написанную на C#. Это будет консольное приложение, выводящее строку «Hello World» (своего рода классика, для первой программы в практике программиста). Код такой программы приведен ниже, давайте рассмотрим его:

//Подключение пространства имен System using System; //Объявление пространства имен namespace ProgramStructure { //Объявление класса class Program { //Главный метод программы static void Main(string args) { //Вывод строки Console.WriteLine("Hello World!"); //Вспомогательный оператор Console.ReadKey(); } } }

Первая строка данной программы, это комментарий. Комментарии никак не влияют на работу программы, они нужны для человека, который будет сопровождать код программы (дорабатывать её, исправлять ошибки и т.п.).

Вторая строка программы (using System; ) является оператором, который подключает стандартное пространство имен System . По сути, мы получаем доступ к набору классов имеющихся в «контейнере» System . Как видно, данная строка состоит из двух слов, первое (ключевое слово using ) означает, что мы хотим подключить пространство имен, а второе System — название нужного пространства имен.

В конце второй строки стоит символ «;», который обозначает завершение оператора. Каждый оператор программы должен заканчиваться таким символом.

Четвертая строка программы снова является комментарием, ровно как и строки 7, 10, 13, 15. Комментарии в C# начинаются с символов «//» (две косые черты, два слэша), и действуют только до конца строки.

В C# есть и многострочные комментарии, иногда удобнее использовать их, мы еще столкнемся с ними.

В пятой строке (namespace ProgramStructure ) объявляется своё пространство имен, оно называется «ProgramStructure». Пространство имен является своего рода контейнером, и оно ограничивается фигурными скобками (открывающей — строка 6 и закрывающей — строка 19), следующими за его названием. Таким образом, все что находится между строками 6 и 19 принадлежит пространству имен ProgramStructure .

В строке 8 объявляется класс с именем «Program», это основной и единственный класс нашей программы. Как можно заметить, для объявления класса служит ключевое слово class за которым следует имя класса. В программе, может быть и не один, а несколько классов. Как правило, класс состоит из набора методов, которые определяют так называемое поведение класса (если хотите, функциональность). Границы класса, так же как и пространства имен обозначаются фигурными скобками (строки 9 и 18). В нашем случае, класс имеет только один метод, это метод Main .

В строке 11 как раз и объявляется метод Main . Этот метод является главным в нашей программе, так называемая точка входа в программу. Это означает, что при запуске программы, первым будет выполняться именно метод Main . Каждый метод тоже имеет границы, которые так же обозначаются фигурными скобками (строки 12 и 17).

Метод Main нашей программы содержит только два оператора. Эти операторы значатся в строках 14 и 16. Первый выводит сообщение «Hello World!». А второй, является вспомогательным, он заставляет программу ждать нажатие клавиши на клавиатуре, и не дает её до этого момента завершить свое выполнение (без этого оператора, программа бы вывела строку и быстро закрылась, так что мы даже не успели прочитать что она вывела).

А теперь попробуйте собрать и запустить это программу в Visual Studio. Для этого нужно:

• запустить Visual Studio;
• создать новый проект консольного приложения;
• скопировать строки 13-16 из приведенного выше примера;
• вставить эти строки в метод Main созданного в Visual Studio проекта;
• нажать клавишу F5.

О том как создавать проект консольного приложения в Visual Studion я подробно рассказывал в , советую прочитать его.

Пожалуйста, приостановите работу AdBlock на этом сайте.

Я надеюсь вы уже установили себе на компьютер какую-нибудь IDE и научились в ней компилировать программы. Если нет, то

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

Листинг 2. Программа 2

Int main(void) { int a, b, c; a = 5; b = 10; c = a+b; return 0; }

Листинг 3. Программа 3

#include int main(void) { FILE *fp; fp = fopen("input.txt", "w"); fprintf(fp, "This is Sparta!"); fclose(fp); return 0; }

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) { return 0; }

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) { printf("Hello, World!\n"); return 0; }

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 специальны 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) { return 0; }

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.

Исходный код программы-открытки есть в архиве с исходными кодами этого урока. Экспериментируйте! У вас всё получится.

Любая программа, написанная на языке Си, состоит из одной или более "функций", являющихся основными модулями, из которых она собирается.

Пример структуры простой программы на языке Си:

Общий вид	Пример
директивы препроцессора	# include # define N 10
имя главной функции
начало тела главной функции
объявления переменных и массивов	int x=1; char str[N];
операторы программы	puts(" Введите имя "); gets(str); printf("\n %s, Вы %d мой гость!",str,x);
Конец тела главной функции

1. Директивы препроцессора

Составной частью компилятора является программа, называемая препроцессором . Препроцессор работает до трансляции программы с языка высокого уровня на машинный язык, выполняя её предварительное преобразование. Каждая директива препроцессора начинается с символа # (номер) и занимает всю строку. Директивы, которые не помещаются в одной строке, могут быть продолжены в следующей строке. Признаком продолжения строки является символ обратной косой черты (\) в продолжаемой строке.

Наиболее часто используется директива включения в программу файла

# include < name >

где name – имя файла, включаемого в текст программы.

Эту директиву называют директивой подстановки . Она предписывает компилятору поместить на её место файл name . Файл name называется заголовочным. Он содержит объявления данных и функций, используемых в программе. Например, включение в программу директивы

# include < math . h >

позволит использовать в программе стандартные математические функции, такие как sin x, cos x, ln x и т.д. Список стандартных математических функций будет приведён ниже.

Директива

# include < stdio . h >

даёт возможность использования в программе стандартных функций ввода-вывода.

Другой часто используемой директивой является директива определения

#define S1 S2

где S1, S2 – строки символов.

Препроцессор отыскивает в тексте программы строку символов S 1 и заменяет её строкой S 2 . Например, включение в программу директивы

# define P printf

позволит набирать на клавиатуре букву P вместо слова printf .

Эта замена не выполняется внутри текстовых строк (литералов), символьных констант и комментариев, т.е. действие директивы #define не распространяется на тексты, ограниченные кавычками, апострофами и находящимися внутри комментариев.

1. Главная функция

Каждая программа на языке Си должна содержать объявление функции main (), которая называется главной функцией. Как правило, эта функция не имеет параметров и не возвращает никакого значения. Для указания этого факта используется слово void . Таким образом, строка с именем главной функции обычно имеет вид:

void main(void)

void main()

1. Переменные и массивы

Массивом называется группа переменных одного типа с общим именем. Именем переменной или массива является идентификатор – последовательность, составленная из символов:

a – z, A - Z , 0 – 9,_(подчеркивание),

причём первым символом не может быть цифра. Строчные и прописные символы латинского алфавита воспринимаются как разные символы. В качестве имени переменной или массива не могут использоваться служебные слова языка Си. Основные служебные слова языка Си приведены в Приложении.

Элементы массива различаются своими номерами (индексами). Индекс может принимать только целые неотрицательные значения. Индекс записывается после имени массива в квадратных скобках. Индексов может быть несколько. В этом случае каждый индекс записывается в своих квадратных скобках.

В языке Си могут использоваться переменные и массивы различных типов. Данные каждого типа занимают определённое количество байт памяти и могут принимать значения из определённого диапазона. Объём этой памяти и, соответственно, диапазон принимаемых значений в разных реализациях языка Си могут различаться. Количество байт памяти, занимаемой переменной определённого типа для конкретной реализация языка Си можно определить с помощью операции sizeof (тип). Например, определить объём памяти, отводимой под переменную целого типа, можно так:

k = sizeof(int); printf (“ Под переменную типа int отводится %d байт памяти”, k );

В данных методических указаниях рассматриваются три основных типа переменных и массивов, приведены типичные значения объёма занимаемой памяти и диапазона значений (табл. 1):

Таблица 1

	Спецификатор типа (Ключевое слово)	Значение	Размер памяти (байт)	Диапазон значений
		Число целого типа		32768 . . . +32767
				2147483648 . . . +2147483647
Действительный		Число действительного типа		3.4ּ10 -38 . . . 3.4ּ10 38 (по модулю)
Символьный				128 . . . +127

Несколько подробнее остановимся на переменной типа char . Как видно из табл. 1, переменная типа char занимает один байт памяти. В одном байте памяти можно записать либо целое число без знака из диапазона , либо целое число со знаком из диапазона [–128, 127]. Это число является кодом одного из 256 символов. Символ, соответствующий данному коду, определяется используемой кодовой таблицей. Таким образом, значение переменной типа char может рассматриваться либо как целое число, либо как символ, код которого равен этому числу.

Последнее обновление: 18.05.2017

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) { printf("Hello world! \n"); return 0; }

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 world!");

Вызов функции printf, которая выводит на консоль строку "Hello world!" 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:

{ printf("Hello world!"); printf("Bye world!"); }

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() { printf("Hello world!"); }

#include int main() { printf("Hello world!"); return 0; }

Использование этих определений не было бы ошибкой, и программа также вывела бы строку "Hello world" на консоль. И для большинства компиляторов это было бы нормально.

Далее мы подробнее рассмотрим определение функций, но здесь надо учитывать следующий аспект. Определение функции в виде int main(void) зафиксировано в стандарте языка С11. Компиляторы прежде всего ориентируются на стандарт языка, его спецификацию. Поэтому если мы используем то определение, которое дано в стандарте языка, то больше шанс, что оно будет поддерживаться всеми компиляторами. Хотя опять же повторюсь, в использовании второго варианта или int main() большой ошибки не будет.

Полностью последний стандарт C11 можно посмотреть по

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

/* — начало комментария;
*/ — конец комментария.

Вся последовательность, заключенная между этими символами, является комментарием.

Это удобно для написания многострочных комментариев :

int a; /* целая
переменная */

Многострочные комментарии также удобно использовать при отладке для сокрытия от выполнения части кода.

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

Главная функция

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:

• int main()
• void main() .

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.

Пример: Вывод на экран сообщения "Hello, world!" .

1
2
3
4
5
6
7

#include // Подключение библиотеки ввода-вывода
int main() // Главная функция
{
printf("Hello, world!" ); // Вывод сообщения
getchar(); // Задержка окна консоли
return 0;
}

Результат работы программы:

Теперь попробуем написать текст на русском языке.

1
2
3
4
5
6
7

#include
int main()
{
printf("Здравствуй, мир!" );
getchar();
return 0;
}

Результат работы программы:


Проблема русского языка в консольных приложениях заключается в том, что консоль и редактор кода Microsoft Visual Studio поддерживают разные кодовые страницы. Для того, чтобы увидеть русские символы в консоли необходимо поменять кодовую страницу в консоли, чтобы она соответствовала кодовой странице редактора (1251). С этой целью вызывается функция system("chcp 1251" ) с соответствующей командной строкой. Прототип функции system() содержится в библиотеке .

При этом текст программы будет выглядеть следующим образом.