Struktura

• struktura je heterogenní datový typ (je složen z libovolného počtu prvků různých
datových typů)
• navenek vystupuje jako jeden objekt

Definice

1. struktura není pojmenována, nedá se využít dále v programu, lze používat pouze definované proměnné

struct {
int vyska;
float vaha;
} pavel, honza, karel;

2. struktura je pojmenována, dá se využít dále v programu

struct miry {
int vyska;
float vaha;
} pavel, honza, karel;
struct miry jan, martin; // definice proměnných
miry jan, martin; // chyba

3. definice struktury jako nový datový typ pomocí příkazu typedef, k definici proměnných není potřeba klíčové slovo struct

typedef struct {
int vyska;
float vaha;
} MIRY;
MIRY pavel, honza, karel;

4. definice pomocí typedef, kdy je struktura pojmenována, používá se, když struktura odkazuje na sebe sama

typedef struct polozka {
int hodnota;
struct položka *dalsi;
} POLOZKA;

Přístup

CLASS první,druhy;
prvni.iq=120;
strcpy(první.jmeno,“Michal“);
scanf(„%d“,&druhy.iq);
gets(druhy.jmeno);
printf(„%s“,druhy.jmeno);
printf(„%c“,druhy.jmeno[2]);

• pole struktur

MIRY lide[100];
lide[50].vyska = 176;

• je možné pracovat s celou strukturou najednou (honza = pavel – kopie celé struktury najednou)

• pole ve struktuře

typedef struct {
int pole[10];
} STR_POLE;
STR_POLE x;
x.pole[1] = 5;

• pointer na strukturu

MIRY *clovek;
clovek = (MIRY*) malloc(sizeof(MIRY));

• přístup k dynamické struktuře

(*clovek).vaha = 70.4; // nebo jednodušeji
clovek->vaha = 70.4;

• inicializace struktury

MIRY a = {190, 84.3};

Union

• vyhradí se paměť pro největší položku ze všech položek v unionu definovaných
• všechny položky unionu se překrývají (ve struktuře by ležely za sebou), tzn. může být v jednom okamžiku použita pouze jedna položka
typedef union {
char c;
int i;
float f;
} TEST;
• union neposkytuje informaci o prvku, který do něj byl naposledy uložen

Enum (výčtový typ)

• slouží k definici seznamu symbolických konstant, které jsou většinou vzájemně závislé
typedef enum {
MODRA, CERVENA, ZELENA, ZLUTA
} BARVY;
BARVY x = MODRA;
• čísluje se implicitně od nuly, lze explicitně inicializovat
typedef enum {
MODRA = 5, CERVENA = 8, ZELENA, ZLUTA = 15
} BARVY; // ZELENA bude mít číslo 9

Příspěvek Programování (7) Struktura, union a výčet pochází z Košinar - portfolio

Stavba programu v jazyce C a C++

Obsah souboru .c

1. dokumentační část (jméno souboru a verze, popis modulu, jméno autora)
2. potřebné #include (soubory .h), nejdříve systémové, pak vlastní
3. deklarace extern objektů (v případě, že nejsou v .h souboru)
4. definice globálních proměnných
5. lokální #define (lze umístit do .h souboru)
6. definice lokálních typů pomocí typedef (lze umístit do .h souboru)
7. definice statických globálních proměnných (globální proměnné pouze pro daný modul)
8. funkční prototypy lokálních funkcí (deklarace)
9. funkce main() – pokud v daném modulu existuje
10. definice globálních funkcí (jsou volány i z jiných modulů)
11. definice lokálních funkcí (static)

Např.:
#include <stdio.h>
#define PI 3.14
typedef struct { char jm[20]; int vek;} OSOBA;
int global;
int Secti(int x, int y);  // deklarace funkce
void main()
{
int soucet=0;
soucet=Secti(2,PI);
}
int Secti(int x, int y)  // definice funkce
{
return x+y;
}

Hlavičkové soubory

-mají příponu *.h, obsahují deklarace funkcí (hlavičky)
-obsahují:
-definice symbolických konstant a maker s parametry
-definice globálních datových typů (pomocí typedef)
-deklarace (hlavičky) funkcí
-podmíněný překlad, který zabrání jejich vícenásobnému vložení
-standardní hlavičkové soubory jsou uložení ve složce include a vkládají se
#include <název souboru.h>
-uživatelské vytváří programátor a vkládají se #include “název souboru.h“ – prohledává nejdříve aktuální adresář a pak v nastavené cestě

Stavba vlastního hlavičkového souboru

• nesmí obsahovat definice funkcí
• měl by existovat ke každému .c souboru, kromě toho s funkcí main()
• neměl by obsahovat žádné #include, kromě standardních hlavičkových souborů
• měl by za začátku obsahovat kontrolu vícenásobného vložení

#ifndef HLAVICKA
#define HLAVICKA

// obsah hlavičkového souboru…

#endif

Obsah souboru .h

1. dokumentační část
2. podmíněný překlad proti opakovanému vložení
3. definice symbolických konstant
4. definice maker s parametry
5. definice globálních typů pomocí typedef
6. deklarace globálních proměnných
7. deklarace globálních funkcí

Příspěvek Programování (6) Zdrojový a hlavičkový soubor pochází z Košinar - portfolio

C

• je univerzální programovací jazyk pro všechny operační systémy a procesory
• má úsporné vyjadřování, programy jsou lehce přenositelné
• vychází z něj další programovací jazyky – C++, Java, Php aj.
• vyvinuli jej Ken Thompson a Dennis Ritchie pro potřeby operačního systému Unix
• ׃ 1978 první standardizace jazyka C – K&R C, 1989 – standard ANSI C – akceptován všemi překladači
• vyvinul se z nižších programovacích jazyků Fortran, Assembler, CPL, BCPL, B
• nejznámější překladače – Borland C++ Builder, Dev C++, Microsoft Visual C++
• duální povaha:
  Jazyk C jako strukturovaný jazyk je vysoké úrovně:
  – můžeme v něm vytvořit vlastní datové typy a uživatelské aplikace
  Jazyk C jako ASSEMBLER nízké úrovně:
  – hodí se pro vývoj nízkoúrovňových aplikací (operační systémy, kompilátory, slovní procesory)

C++

• je objektově orientovaný programovací jazyk, který vyvinul Bjarne Stroustrup a další v Bellových laboratořích AT&T počátkem 80.let rozšířením jazyka C.
• při vyvíjení C++ byla zachována kompatibilita s jazykem C, ne však striktně.
• základním krokem od C k C++ bylo zavedení tříd, což otevřelo cestu do světa objektového programování.
• výhodou C++ je jeho použití bez nutného využívání objektově orientovaného programování.

Příspěvek Programování (5) Hlavní rysy a rozdíly C a C++ pochází z Košinar - portfolio

Datový typ

určuje pro proměnnou – množinu přípustných hodnot, množinu operaci a velikost v paměti.

Rozdělení

• jednoduché
• celočíselné – celá čísla, znak, enum
• reálné
• void
• strukturované
• pole,řetězec, struktura, union, FILE

Jednoduché

• ordinální (hodnoty tvoří lineárně uspořádanou množinu, tzn. pro každý prvek je přesně definovaný předchůdce i následovníka, z posledního prvku dojde k přetečení na první)
o celočíselné – celá čísla, znaky, enum
o v C++ datový typ bool (logická hodnota)
• číslo s plovoucí desetinnou čárkou
• prázdný datový typ (void) – nemá definovaný rozsah

Strukturované

• homogenní (obsahuje prvky stejného datového typu) – pole, řetězec
• heterogenní (obsahuje prvky různých datových typů) – struktura,
union

Zvláštní

• pointer – statická proměnná obsahující adresu v paměti

Definice jednotlivých datových typů a charakteristika jejich vlastností

• v ANSI C musí být definice uvedena vždy na začátku bloku

Char

char a = ‚K';
• ukládá jeden znak, velikost 8b
• pracuje s čísly odpovídající ASCII tabulce

Celočíselné datové typy

int a = -3;
short b = 6;
long c = 250000;
unsigned int d = 100;
• rozlišujeme znaménkové (signed) – výchozí a neznaménkové (unsigned)
• rozlišují se rozsahem hodnot a velikostí v paměti

Reálné datové typy

float a = 12.5;
double b = 15.12;
long double c = 25.66;
• liší se v rozsahu a přesnosti

Logický datový typ (C++)

bool x = true;
• má 2 hodnoty – pravda (true) a nepravda (false)
• true je jakákoliv nenulová hodnota, nulová hodnota odpovídá false

Definování nových datových typů pomocí typedef

typedef definice_typu nazev;
• pomocí příkazu typedef lze
vytvářet aliasy jiných datových typů (pro zjednodušení použití)
typedef unsigned int uint;
unsigned int a = 30; // dlouhe
uint b = 30; // zkracene
• definice struktur, výčtových typů, unionů – viz Struktura, union a výčet v jazyce C

Charakteristika a deklarace lokálních a globálních proměnných

Globální proměnné

• deklarují se mimo funkce, v hlavičkovém souboru
• paměť se alokuje na začátku programu a uvolňuje na konci (v datové oblasti)
• platnost proměnné je od místa definice do konce souboru
• jsou vždy implicitně inicializovány na nulu

Lokální proměnné

• platnost proměnné je od místadefinice, do konce funkce, ve kteréjsou definovány
• překrývají globální proměnné sestejným názvem
• nejsou implicitně inicializovány –jejich hodnota je vždy náhodná

Typy, charakteristika avýznam paměťových třídv jazyce C

• určují, ve které části paměti budeproměnná kompilátorem umístěna akde všude bude viditelná

Rozdělení paměti

• halda – dynamická data
• zásobník – lokální proměnné,návratové hodnoty funkcí
• datová oblast – globální proměnné
• kódová oblast – kód programu

Třída auto

• automatická paměťová třída
• implicitní pro lokální proměnné
• ukládá proměnnou do zásobníku
• existuje od vstupu do funkce,zaniká při výstupu z funkce
• při každém vstupu do funkce mánáhodnou hodnotu

Třída extern

• implicitní pro globální proměnné
• proměnná je uložena v datové oblasti
• používá se při odděleném překladu, kdy je potřeba, aby více souborů sdílelo tutéž proměnnou
• v jednom souboru je definována bez klíčového slova extern a v ostatních musí být deklarována s klíčovým slovem extern

Třída static

• neexistuje žádná implicitní definice, tzn. klíčové slovo static musí být uvedeno vždy
• proměnné jsou uloženy v datové oblasti
• pro globální proměnné nebo funkce má význam, že jsou viditelné pouze v modulu, kde jsou definovány
• pro lokální proměnné má význam, že si proměnné ponechávají svoji hodnotu mezi jednotlivými voláními funkce
• existuje od prvního volání funkce až do doby ukončení programu
• není přístupná z vnějšku funkce

Třída register

• zajistí uložení proměnné do registru procesoru místo operační paměti, pokud je to možné
• znamená rychlejší přístup k proměnné
• pouze pro lokální proměnné

Příspěvek Programování (4) Datové typy v jazyce C pochází z Košinar - portfolio

Cyklus s podmínkou na konci – cyklus do-while:

• vždy se provede alespoň jednou

Diagram – cyklus do-while, s podmínkou na konci

do
{
příkaz_1;
příkaz_2;
}while(bolean_výraz);

Cyklus s podmínkou na začátku – cyklus while:

• nemusí se provést ani jednou

Diagram – cyklus while, s podmínkou na začátku

while (bolean_výraz)
{
příkaz_1;
příkaz_2;
}

Cyklus s podm. na začátku – s parametrem:

• počet opakování je znám předem

Diagram – cyklus for

for (výraz_start; výraz_stop; výraz_iterace)

{
příkaz_1;
příkaz_2;
}

Nekonečný cyklus:

for ( ; ;)

lze přepsat na konečný

int i=0;
for ( ; ;  )
{
if(i==10) break;
i++;
}

Skoky v cyklech:

break

• ukončuje nejvnitřnější neuzavřenou smyčku
• opouští cyklus nebo ukončuje příkaz switch
• syntaxe (C i Pascal): break;

continue

• skáče na konec nejvnitřnější neuzavřené smyčky a tím vynutí další opakování smyčky
• neopouští smyčku
• syntaxe (C i Pascal): continue;

goto

• používá se pro výskok z vnořených cyklů na dané návěští
• nedá se skočit z jedné funkce do druhé

exit

• vyskočení z podprogramu

Příspěvek Programování (3) Cyklus, iterace pochází z Košinar - portfolio

Alternativy:

• úplná
• neúplná
• vícenásobná
• vnořená

Neúplná alternativa (větvení):

Diagram – neúplné větvení – if

C:
if (podmínka) příkaz_1;

Úplná alternativa (větvení):

Diagram – úplné větvení – if else

C:
if (podmínka) příkaz_1;
else příkaz_2;

ternární operátor:

(podmínka)?ano:ne;

Vícenásobná alternativa (větvení) – Switch

C:
switch (selector)
{
case hodnota_1: příkaz_1; break;
case hodnota_2: { příkaz_1; příkaz_2; break; }
default: příkaz_3; break;    //na posledním řádku nemusí být
}

Diagram – vícenásobné větvení – switch

Selektor

musí být ordinálního datového typu –char, int.

Pokud větev nekončí příkazem break, pokračuje se příkazy v dalších větvích.
Část default se provede, pokud hodnota selektoru není nalezena v seznamu hodnot. Nemusí být vůbec uvedena a nemusí být poslední.

Příspěvek Programování (2) Řídící struktury, větvení, podmínky pochází z Košinar - portfolio

Postup při řešení problému:

1. analýza problému
2. stanovení podmínek, za kterých má program fungovat (druh počítače, vstupní data)
3. sestavení algoritmu – vytvoření postupu řešení – algoritmizace
4. sestavení programu – přepis algoritmu do zvoleného programovacího jazyka
5. testování (odladění) programu

Algoritmus:

• jednoznačně určený postup řešení určitého problému
• je obecnější než zvolený programovací jazyk

Vyjádření algoritmu:

• slovně
• graficky (vývojové diagramy, strukturogramy) – je obecná, nezávislá na programovacím jazyku
• pomocí programovacího jazyku
• matematicky

Vlastnosti algoritmu:

• konečnost – každý krok algoritmu se provede konečný počet krát
• elementárnost – skládá se z elementárních – základních prvků (větvení, vstup, apod.)
• determinovanost – v každé fázi zpracování musí být určen další postup
• rezultativnost – od libovolných vstupních hodnot musíme dospět k požadovaným výsledkům
• hromadnost – algoritmus musí být použitelný pro všechny úlohy stejného typu

Sekvence:

• sled příkazů, které následují za sebou
• odělují se středníkem
• uzavírají se do počátečních a ukončovacích značek {}

Tabulka – značky vývojového diagramu

Způsob zpracování programu v jazyce C:

Diagram – zpracování programu v jazyce C

Editor:

• píšeme v něm zdrojový kód

Preprocesor:

• součást překladače
• předzpracovává zdrojový kód (rozvíjí makra, vkládá hlavičkové soubory (*.h), odstraní komentáře, provádí podmíněný překlad)
• výsledkem je textový soubor

Compiler (překladač, kompilátor)

• převádí zdrojový kód do relativního (objektového) kódu počítače (*.obj)
• relativní kód je téměř hotový program, ale nejsou známy adresy proměnných a funkcí
• soubor *.lis je protokol o překladu, ve kterém je uložena informace o chybách nalezených překladačem

Linker (sestavovací program):

• spojí soubory *.obj s knihovnami do jednoho spustitelného souboru
• přidělí relativním adresám adresy absolutní
• výsledkem je spustitelný program (*.exe)

Debugger (ladící program):

• je určený pro krokování programu a hledání chyb
• umožňuje sledovat běh programu, hodnoty proměnných, míst v paměti

Příspěvek Programování (1) Algoritmus a tvorba programu pochází z Košinar - portfolio