Informatika2-2012/Eloadas01
18. sor: | 18. sor: | ||
* A C nyelv több programnyelv alapja (C++, C#, Java,...) | * A C nyelv több programnyelv alapja (C++, C#, Java,...) | ||
− | * Más programnyelven írt kódok hatékonnyá tehetők, ha a legtöbb gépidőt használó függvényeket C-ben újra írjuk. | + | * Más programnyelven írt kódok hatékonnyá tehetők, ha a legtöbb gépidőt használó függvényeket C-ben újra írjuk. Kritikusan sok gépidőt igénylő algoritmusoknál segíthet. |
+ | |||
=== Egy C program futtatása === | === Egy C program futtatása === | ||
32. sor: | 33. sor: | ||
</code> | </code> | ||
Ez kiírja, hogy ,,Hello, World!". Miután elmentettük a programot, fordítsuk le, majd futtassuk: | Ez kiírja, hogy ,,Hello, World!". Miután elmentettük a programot, fordítsuk le, majd futtassuk: | ||
− | $ gcc -Wall -o hello hello.c | + | $ gcc -W -Wall -o hello hello.c |
$ hello | $ hello | ||
Hello, World! | Hello, World! | ||
$ | $ | ||
− | Elhagyható a -o kapcsoló, ekkor egy a.out nevű fájl lesz a futtatható program, a -Wall figyelmeztető hibaüzeneteket is kiír. | + | Elhagyható a -o kapcsoló, ekkor egy a.out nevű fájl lesz a futtatható program, a -W és a -Wall figyelmeztető hibaüzeneteket is kiír. |
+ | |||
+ | A fordítás lépései külön-külön is elvégezhetők: | ||
+ | |||
+ | gcc -E hello.c >hello.ee (csak az előfeldolgozó fut le -> standard outputra ír) | ||
+ | gcc -S hello.c (fordít, de az assembler nem -> hello.s -- assembly kód) | ||
+ | gcc -c hello.c (fordít, de nem szerkeszt -> hello.o -- object file) | ||
+ | gcc hello.c (előfeldolgoz+fordít+szerkeszt -> a.out -- futtatható állomány) | ||
+ | |||
=== Egy C program elemei === | === Egy C program elemei === | ||
+ | |||
+ | ==== Függvények ==== | ||
Az előző kód meglepően hosszú. Mit jelentenek a sorai? | Az előző kód meglepően hosszú. Mit jelentenek a sorai? | ||
56. sor: | 67. sor: | ||
sorral azt jelezzük, hogy a ,,standard input-output" függvények valamelyikét használni szeretnénk (itt pl. printf, azaz formázott kiírás). | sorral azt jelezzük, hogy a ,,standard input-output" függvények valamelyikét használni szeretnénk (itt pl. printf, azaz formázott kiírás). | ||
− | A következő | + | ==== Változók és típusaik ==== |
+ | |||
+ | A következő programban aritmetikai számítást is végzünk: | ||
<code lang="c"> | <code lang="c"> | ||
#include <stdio.h> | #include <stdio.h> | ||
68. sor: | 81. sor: | ||
</code> | </code> | ||
− | Itt változót deklarálunk, | + | Itt változót deklarálunk, azaz megadtuk típusát (lehet pl. int, float, double, char, void,....), majd értéket adunk neki. Ez egy sorban is elvégezhető: |
int n = 5; | int n = 5; | ||
A kiírásban az idézőjelbe tett szöveg mellett a kiírandó kifejezés értékének formátumát is megadjuk: %d az egész számok kiírását jelenti. | A kiírásban az idézőjelbe tett szöveg mellett a kiírandó kifejezés értékének formátumát is megadjuk: %d az egész számok kiírását jelenti. | ||
− | Következzen a standard bemenet egyszerű használata, olvassunk be az ' | + | Következzen a standard bemenet egyszerű használata, olvassunk be az 'a' és 'b' nevű változóba egy-egy egész számot, és ezzel számoljunk (kód: [http://www.math.bme.hu/~wettl/okt/info2/2012/muveletek.c muveletek.c]) |
<code lang="c"> | <code lang="c"> | ||
#include <stdio.h> | #include <stdio.h> | ||
+ | |||
int main(void) | int main(void) | ||
{ | { | ||
− | + | int a,b; | |
− | + | ||
− | + | printf("kerek egy pozitiv szamot: "); | |
− | + | scanf("%d", &a); | |
− | + | printf("kerek meg egy pozitiv szamot: "); | |
+ | scanf("%d", &b); | ||
+ | |||
+ | printf("a ket szam osszege: %d\n", a+b); | ||
+ | printf("a ket szam kulonbsege: %d\n", a-b); | ||
+ | printf("a ket szam szorzata: %d\n", a*b); | ||
+ | printf("a ket szam egesz hanyadosa: %d\n", a/b); | ||
+ | printf("az osztasi maradek: %d\n", a%b); | ||
+ | printf("a ket szam lebegopontos hanyadosa:%f\n", (float)a/b); | ||
+ | printf("bitenkenti ES %d\n" ,a&b); | ||
+ | printf("bitenkenti VAGY %d\n", a|b); | ||
+ | printf("logikai ES %d\n" ,a&&b); | ||
+ | printf("logikai VAGY %d\n", a||b); | ||
+ | |||
+ | return 0; | ||
} | } | ||
</code> | </code> | ||
+ | |||
+ | ==== Vezérlő struktúrák ==== | ||
És akkor következzen egy program, amiről nem is tudjuk, hogy véges időben leáll-e minden bemenetre, a Collatz-probléma [http://www.math.bme.hu/~wettl/okt/info2/2012/collatz.c collatz.c]: | És akkor következzen egy program, amiről nem is tudjuk, hogy véges időben leáll-e minden bemenetre, a Collatz-probléma [http://www.math.bme.hu/~wettl/okt/info2/2012/collatz.c collatz.c]: | ||
105. sor: | 135. sor: | ||
Ebben szerepel egy elöl tesztelős while ciklus és egy elágazás! | Ebben szerepel egy elöl tesztelős while ciklus és egy elágazás! | ||
+ | |||
+ | if és if-else: | ||
+ | |||
+ | if | ||
+ | |||
+ | while-ciklusok: | ||
+ | |||
+ | do { | ||
+ | ... | ||
+ | } while (a < b); | ||
+ | |||
+ | while (a < b) { | ||
+ | ... | ||
+ | } | ||
+ | |||
+ | for-ciklus: | ||
+ | |||
+ | for | ||
+ | |||
+ | |||
==== A C program formázása ==== | ==== A C program formázása ==== |
A lap 2012. február 8., 09:31-kori változata
Tartalomjegyzék |
1. előadás: A C nyelv alapjai
A C nyelv tulajdonságai
A C általános célú magas szintű nyelv (valójában a magasszintű és az alacsonyszintű nyelvek között helyezkedik el), melyet a Unix operációs rendszerhez Dennis Ritchie fejlesztett ki. 1989-ban szabványosítva lett: ANSI C (American National Standards Institute).
- Strukturált nyelv
- Szabványos könyvtári függvények
- Hordozható (a C kód számtalan gépen lefordítható és futtatható)
- Hatékony programok írására alkalmas (a magas szintű nyelvek közül a leghatékonyabbak egyike)
- Egyszerű nyelv, tömör szintaktika
- Előfeldolgozó (makroprocesszor)
A nyelv gyengéi: könnyű nehezen olvasható kódot írni, nehéz a hibák megtalálása, nincs automatikus memóriakezelés, tömbből kiírás veszélye,...
Matematikusként miért tanulunk C-t?
- A C nyelv több programnyelv alapja (C++, C#, Java,...)
- Más programnyelven írt kódok hatékonnyá tehetők, ha a legtöbb gépidőt használó függvényeket C-ben újra írjuk. Kritikusan sok gépidőt igénylő algoritmusoknál segíthet.
Egy C program futtatása
A forrás egyszerű szövegfájl .c kiterjesztéssel, mely bármely szövegszerkesztővel szerkeszthető (pl gedit, kate, emacs, vi,...). Például a hello.c program kódja a következő:
#include <stdio.h> int main(void) { printf("Hello, World!\n"); return 0; }
Ez kiírja, hogy ,,Hello, World!". Miután elmentettük a programot, fordítsuk le, majd futtassuk:
$ gcc -W -Wall -o hello hello.c $ hello Hello, World! $
Elhagyható a -o kapcsoló, ekkor egy a.out nevű fájl lesz a futtatható program, a -W és a -Wall figyelmeztető hibaüzeneteket is kiír.
A fordítás lépései külön-külön is elvégezhetők:
gcc -E hello.c >hello.ee (csak az előfeldolgozó fut le -> standard outputra ír) gcc -S hello.c (fordít, de az assembler nem -> hello.s -- assembly kód) gcc -c hello.c (fordít, de nem szerkeszt -> hello.o -- object file) gcc hello.c (előfeldolgoz+fordít+szerkeszt -> a.out -- futtatható állomány)
Egy C program elemei
Függvények
Az előző kód meglepően hosszú. Mit jelentenek a sorai?
int main(void)
vagy
int main()
vagy
main()
minden C programban kötelező, minden programban van egy main nevű függvény, és ennek meghívásával indul a program végrehajtása. Ha 0 a visszatérési értéke, akkor a program normálisan lefutott -- ez jelzés a külvilágnak. Ezt jelzi a return 0; parancs. Az
#include <stdio.h>
sorral azt jelezzük, hogy a ,,standard input-output" függvények valamelyikét használni szeretnénk (itt pl. printf, azaz formázott kiírás).
Változók és típusaik
A következő programban aritmetikai számítást is végzünk:
#include <stdio.h> int main(void) { int n; n = 5; printf("az eredmeny: %d\n", 3*n + 1); return 0; }
Itt változót deklarálunk, azaz megadtuk típusát (lehet pl. int, float, double, char, void,....), majd értéket adunk neki. Ez egy sorban is elvégezhető:
int n = 5;
A kiírásban az idézőjelbe tett szöveg mellett a kiírandó kifejezés értékének formátumát is megadjuk: %d az egész számok kiírását jelenti.
Következzen a standard bemenet egyszerű használata, olvassunk be az 'a' és 'b' nevű változóba egy-egy egész számot, és ezzel számoljunk (kód: muveletek.c)
#include <stdio.h> int main(void) { int a,b; printf("kerek egy pozitiv szamot: "); scanf("%d", &a); printf("kerek meg egy pozitiv szamot: "); scanf("%d", &b); printf("a ket szam osszege: %d\n", a+b); printf("a ket szam kulonbsege: %d\n", a-b); printf("a ket szam szorzata: %d\n", a*b); printf("a ket szam egesz hanyadosa: %d\n", a/b); printf("az osztasi maradek: %d\n", a%b); printf("a ket szam lebegopontos hanyadosa:%f\n", (float)a/b); printf("bitenkenti ES %d\n" ,a&b); printf("bitenkenti VAGY %d\n", a|b); printf("logikai ES %d\n" ,a&&b); printf("logikai VAGY %d\n", a||b); return 0; }
Vezérlő struktúrák
És akkor következzen egy program, amiről nem is tudjuk, hogy véges időben leáll-e minden bemenetre, a Collatz-probléma collatz.c:
#include <stdio.h> int main(void) { int x; printf("legyen x = "); scanf("%d", &x); while (x>1) { if (x % 2) x = 3*x + 1; else x /= 2; printf("%d ", x); } printf("\n"); return 0; }
Ebben szerepel egy elöl tesztelős while ciklus és egy elágazás!
if és if-else:
if
while-ciklusok:
do { ... } while (a < b);
while (a < b) { ... }
for-ciklus:
for
A C program formázása
A C programok olvashatóvá tétele sokat segít a kód későbbi megértésében, erre vonatkozó tanácsokat érdemes betartani. Egy ilyen leírás pl. itt található: http://www.gidnetwork.com/b-38.html Érdemes lesz később is visszatérni rá, és követni.
A kódban van némi lazaságra lehetőség, pl. nem kiírni main típusát, mert az úgyis kötelezően int, vagy nem visszaadni a 0 értéket, de ezekkel legyünk óvatosak.
#include <stdio.h> main() { printf("Hello, World!\n"); }
A behúzás sem része a szintaktikának, a kód folyamatosan is írható, vagy más logika szerint tördelhető, de ezt sose tegyük:
#include <stdio.h> int main(){printf("Hello, World!\n");return(0);}
Egy szándékosan elrettentő példa mistery.c
#include <stdio.h> main(t,_,a) char *a; {return!0<t?t<3?main(-79,-13,a+main(-87,1-_, main(-86, 0, a+1 )+a)):1,t<_?main(t+1, _, a ):3,main ( -94, -27+t, a )&&t == 2 ?_<13 ?main ( 2, _+1, "%s %d %d\n" ):9:16:t<0?t<-72?main(_, t,"@n'+,#'/*{}w+/w#cdnr/+,{}r/*de}+,/*{*+,/w{%+,/w#q#n+,/#{l,+,/n{n+\ ,/+#n+,/#;#q#n+,/+k#;*+,/'r :'d*'3,}{w+K w'K:'+}e#';dq#'l q#'+d'K#!/\ +k#;q#'r}eKK#}w'r}eKK{nl]'/#;#q#n'){)#}w'){){nl]'/+#n';d}rw' i;# ){n\ l]!/n{n#'; r{#w'r nc{nl]'/#{l,+'K {rw' iK{;[{nl]'/w#q#\ n'wk nw' iwk{KK{nl]!/w{%'l##w#' i; :{nl]'/*{q#'ld;r'}{nlwb!/*de}'c \ ;;{nl'-{}rw]'/+,}##'*}#nc,',#nw]'/+kd'+e}+;\ #'rdq#w! nr'/ ') }+}{rl#'{n' ')# }'+}##(!!/") :t<-50?_==*a ?putchar(a[31]):main(-65,_,a+1):main((*a == '/')+t,_,a\ +1 ):0<t?main ( 2, 2 , "%s"):*a=='/'||main(0,main(-61,*a, "!ek;dc \ i@bK'(q)-[w]*%n+r3#l,{}:\nuwloca-O;m .vpbks,fxntdCeghiry"),a+1);}
Algoritmus átalakítása strukturált programmá
Számítsuk ki 2 négyzetgyökét a 4 alapművelet segítségével, valamely iterációval.