# Разработка C++ # C: общее [Исходный код из книги по C](https://www.pearsonglobaleditions.com) P. J. Plauger’s The Standard C Library - желательная для прочтения. Поиск нужного пакета: ``` apt-cache search manpages | grep ^manpag ``` Установка пакетов ``` sudo apt install manpages-ru manpages-ru-dev ``` Список доступных локалей ``` locale -a ``` Установка локали для man страницы ``` LANG=ru_RU.utf8 man 2 open ``` **Компиляция** ``` cc test.c cc -0 test test.c ``` Вариант через gcc ``` gcc -Wall -Wextra -Werror -g program.c -o my_program ``` Добавить поиск в текущей директории (чтобы не писать ./) ``` export PATH=$PATH:. ``` **Базовое описание языка** ```c 1 // A first program in C. 2 #include 3 4 // function main begins program execution 5 int main(void) { 6 printf("Welcome to C!\n"); 7 } ``` \# - директивы препроцессора. \*.h заголовочные файлы, в которых содержится описание функций и ссылки на файлы с их расположением. **Константы** добавляется слово const ```c++ const int var=7; ``` **Комментарии** ```c++ // comments /* comments long */ ``` **Циклы** Цикл for: ```c for (j=0; j<9; j++) {} ``` Цикл с предусловием: ```c while (i < 5) {} ``` Цикл с послеусловием: ```c do { // тело цикла } while (условие); ``` break — немедленный выход из цикла continue — переход к следующей итерации (пропуск остатка тела) **Функции** **Шаблон описания** ```c тип_возвращаемого_значения название(входящие аргументы) { } int add(int a, int b); // Функция, возвращающая int void print_message(); // Функция, не возвращающая значение int (*func_ptr)(int, int); // Указатель на функцию ``` void - отсутствие аргумента Функция int main(void) - точка входа. **Получение нескольких значений из функции** Передача указателя ```c #include // Функция возвращает int, а через указатели изменяет float int get_values(int *integer_part, float *float_part) { *integer_part = 42; // Записываем по адресу *float_part = 3.14; // Записываем по адресу return 1; // Статус: успешно } int main() { int num; float pi; int status = get_values(&num, &pi); // Передаем адреса! printf("Целое: %d\n", num); // 42 printf("Дробное: %f\n", pi); // 3.140000 printf("Статус: %d\n", status); // 1 return 0; } ``` Структура ```c #include // Определяем структуру для хранения двух значений typedef struct { int integer; float decimal; } TwoValues; // Функция возвращает структуру TwoValues get_values() { TwoValues result; result.integer = 42; result.decimal = 3.14; return result; // Возвращаем структуру целиком } int main() { TwoValues values = get_values(); printf("Целое: %d\n", values.integer); // 42 printf("Дробное: %f\n", values.decimal); // 3.140000 return 0; } ``` Глобальные переменные Массив ```c #include void get_values(int arr[]) { arr[0] = 42; arr[1] = 100; arr[2] = 255; } int main() { int values[3]; get_values(values); // Массив передается по указателю for (int i = 0; i < 3; i++) { printf("%d ", values[i]); // 42 100 255 } return 0; } ``` # C: стандартные функции **stdio.h** Модуль ввода/вывода. **printf()** Форматированный вывод на консоль. ```c #include int printf(const char *format, ...); ``` Первый аргумент — шаблон вывода, затем аргументы шаблона (если есть). Функция может принимать переменное число аргументов. При успешном выполнении возвращает кол-во выведенных символов, ошибки — отрицательное значение. Формат-строка может содержать обычные символы и спецификаторы формата, начинающиеся с символа %. Они указывают, как выводить следующие за строкой аргументы. Примеры спецификаторов:
%cвывод отдельного символа (char)
%sвывод строки (char\*)
%cодин символ
%d или %iвывод целого числа со знаком (int)
%uЦелое число без знака (unsigned int) в десятичной системе
%f или %Fвывод числа с плавающей точкой (float, double)
%oвывод в восьмеричной системе
%x или %Xвывод в шестнадцатеричной системе (строчными и заглавными буквами соответственно)
%%Символ процента %
Модификаторы типов: h — для short int (%hd). l — для long int (%ld) или double (%lf). L — для long double (%Lf). Управляющие последовательности внутри строки формата тоже обрабатываются: \\n — перевод на новую строку; \\t — табуляция; \\\\ — обратный слеш; \\" — двойная кавычка. ```c printf("Привет, %s!", "мир");  // Выведет «Привет, мир!» ``` Дополнительные возможности форматирования Флаги:
-выравнивание по левому краю
+принудительный вывод знака
\#альтернативное представление для некоторых типов
Ширина поля: %5d — число будет выведено в поле шириной в 5 символов (по умолчанию — выравнивание по правому краю). Точность: %.2f — число с плавающей точкой будет выведено с 2 знаками после запятой. Модификатор размера: %ld (длинное целое), %lld (длинное длинное). ```c printf("%5d", 123); // '   123' printf("%-5d", 123); // '123 ' (выравнивание по левому краю) printf("%05d", 12);  // '00123' (ведущие нули) printf("%+8.2f", 3.14159);  // ' +3.14' (знак и ширина) ``` **scanf()** Считывание данных из стандартного потока ввода (обычно с клавиатуры) и сохранение в переменных. Работает по принципу форматированного ввода: вы указываете шаблон (форматную строку), а функция интерпретирует введённые данные в соответствии с ним. ```c int scanf(const char *format, ...); ``` Возвращает количество успешно прочитанных и присвоенных значений. Если происходит ошибка или конец файла достигнут, возвращается EOF. Однако если например вместо ожидаемой цифры будет введен символ, то он останется в буфере. Передача адресов переменных Ключевой момент: функция scanf записывает данные в память, и ей нужно передать адреса переменных, куда эти данные сохранятся. Для этого перед именем переменной ставится амперсанд & (операция взятия адреса). ```c int num; scanf("%d", &num); // Передаём адрес переменной num ``` Пример программы ```c #include int main() { int age; printf("Введите возраст: "); if (scanf("%d", &age) != 1) { printf(stderr, "Ошибка ввода"); return 1; } printf("Вы ввели: %d", age); return 0; } ``` Интересные вещи возникают при неправильном вводе. ```c #include int main() { int age; char my; printf("Введите возраст: "); if (scanf("%d", &age) != 1) { printf("Введено: %d\n", age); scanf("%c", &my); printf("Введено: %c\n", my); return 1; } printf("Вы ввели: %d\n", age); return 0; } ``` Результат: ```bash Введите возраст: tre Введено: 32765 Введено: t ``` - Если переменная не инициализирована, в ней будет какой-то мусор (в данном случае 32765) - После несоответствия формата ожидаемого ввода, переменная не меняется. То есть в age остается мусор. - Ввод попадает в буфер, и только потом считывается scanf. - Если в буфере будет больше элементов, чем ожидается, то в буфере останется остаток. Он будет считан при последующем вызове функции scanf. - \\n считается символом, поэтому если последовательно получать число и символ, а ввести число и нажать Enter то во вторую переменную попадет \\n. То есть буфер после считывания не очищается. # С: переменные Переменные бывают локальные (в пределах функции) и глобальные. Глобальные определяются до функции main вне остальных функций. Переменные можно просто объявлять и дополнительно инициализировать начальное значение. Размеры типов зависят от платформы и компилятора! Вывод размера: ```c sizeof(имя_типа); ``` **Квалификаторы типов (модификаторы)** Они не создают новые типы, но изменяют их свойства. const Значение нельзя изменить const int x = 5; volatile Значение может измениться внешне (прерывания, hardware) volatile int status; restrict Указатель — единственный способ доступа к данным (для оптимизации) int \*restrict ptr; signed Тип со знаком (по умолчанию для char не определено) signed char c; unsigned Тип без знака (только положительные числа) unsigned int u; **Псевдонимы типов (typedef)** Позволяет дать новое имя существующему типу. ```c typedef int my_int;           // my_int — это псевдоним для int typedef unsigned long ulong;  // ulong — псевдоним для unsigned long my_int x = 10;                // То же, что int x = 10; ulong y = 100;                // То же, что unsigned long y = 100; ``` Часто используется для упрощения сложных типов: ```c typedef struct {     char name[50];     int age; } Person;                    // Теперь можно писать Person p; вместо struct Person p; ``` **Базовые типы:**
voidНет значений Означает "отсутствие типа"Нет размера
integer (int)Целые числа, -2,147,483,648 … 2,147,483,647 Зависит от разрядности ОС! 4```c++ int var; int var=7; ```
unsigned intБеззнаковое целое 0 … 4,294,967,2954
shortЧисла со знаком -32,768 … 32,7672
unsigned shortБеззнаковое короткое целое 0 … 65,5352
long 4 или 8 Зависит от платформы
unsigned long
long longОчень длинное целое8 байт
unsigned long long 8
floatДробные с точностью до 7 знака4```c++ float var_float = 12.45; ```
doubleДробные с точностью 15 знаков8
long double 10, 12 или 16 Зависит от платформы
boolЛогическое ```c++ bool vr = true; ```
charСимвол Желательно указывать явно signed / unsigned 1```c++ char n = 'g'; ```
unsigned charБеззнаковый символ 0 … 2551
**Массивы** Хранят несколько элементов одного типа подряд в памяти. Из базовых. ```c int numbers[10]; // Массив из 10 целых чисел char name[50]; // Массив из 50 символов double matrix[3][3]; // Двумерный массив (матрица 3x3) ``` **Указатели (pointer)** Хранят адрес в памяти, где находится значение. Для обращения по адресам необходимы: 1. Возможность находить адрес, по которому в памяти располагается та или иная переменная; 2. Место, где этот адрес можно было бы сохранить для дальнейшей работы; 3. Возможность обращаться к ячейке памяти по ее адресу. Операция получения адреса переменной & (амперсанд). Хранятся адреса переменных тоже в переменных, в специальном типе, переменные указатели. Количество указательных типов, равно количеству типов данных. Объявление переменной-указателя ```c int *ptr, i; // Указатель на int и обычный int char *str; // Указатель на char (строка) void *generic; // Универсальный указатель (на любой тип) ``` Для изменения / получения данных из адреса оператор разыменовывания \* но в операциях с переменной: ```c char i = 0, *p; p = &i; *p = 2; i = i + 2; printf("%d %d", *p, i); ``` Но если попытаться напрямую изменить адрес, например p=p+2; то будет ошибка (такого адреса нет). В ячейке памяти хранится адрес первой ячейки памяти. Тип переменной указывается для понимания, сколько байт нужно считывать. **Перечисления (enum)** Определяют набор именованных целочисленных констант. ```c enum Color { RED, // 0 GREEN, // 1 BLUE // 2 }; enum Color favorite = GREEN; ``` **Структуры** Объединяют разные типы в один. ```c struct Person { char name[50]; int age; float height; }; struct Person person1; ``` **Объединения (union)** Как структура, но все поля используют одну и ту же область памяти (экономят память). ```c union Data {     int i;     float f;     char str[20]; }; union Data data;           // data.i, data.f, data.str занимают одну память ``` **Преобразование типов.** Бывают явные (делает программист) и неявные (компилятор). Неявные делятся на: 1. При присваивании результата вычисления переменной, тип результата к преобразуется к типу переменной. Округление происходит не по математическим законам, а путем отбрасывания значения. 2. При вычислении выражения операнды каждой операции преобразуются к какому-то одному типу (если они различаются), при этом результат операции будет того же типа. Правило «меньший» тип к «большему», для минимизации потерю информации. Операции преобразования сначала выполняются от самого глубокого до внешнего, одного приоритета слева направо. ```c float c = 5/6; ``` 5 и 6 - целочисленные, поэтому результат целочисленный. И равен 0. Только после этого он преобразуется в float, но уже поздно. В с будет 0. А если сделать один операнд с плавающей точкой - второй преобразуется во float и дробная часть не потеряется. ```c float c = 5.0/6; ``` Пример приоретизации операций: ```c 2 / 4 * 3,14 // результат 0, так как одноуровневые операции слева направо ``` Явное преобразование: ```c double result = (double)a / b; ```