Лінійні програми на С++

 СТАНДАРТНІ ТИПИ ДАНИХ МОВИ С++

 Всі об'єкти (змінні, масиви тощо), з якими працює програма в С/С++, необхідно визначати або описувати. Найпростіша форма визначення змінної:

<тип> <список імен змінних>;

При оголошенні об'єкти можна ініціалізувати (задавати початкове значення).

Наприклад: int j=10, m(3), n;

float c(-1.3), l=-10.23, f1;

Оголошення повідомляють компілятору про властивості та імена об'єктів і функцій. Змінні можуть змінювати свої значення. При наданні значення змінній у комірці пам'яті, яка відводиться під неї, розміщується код цього значення. Доступ до значення цієї змінної можливий через імя змінної, а доступ до ділянки пам'яті здійснюється за її адресою. Розмір ділянки пам'яті, що відводиться змінній, визначається її типом. Перелік базових типів даних наведено у таблиці 1.

Таблиця 1

Тип даних	Назва	Розмір, біт		Діапазон значень
unsigned char	Беззнаковий цілий довжиною не менше 8 біт	8		0 . . 255
сhar	Цілий довжиною не менше 8 біт	8		-128 . . 127
unsigned int	Без знаковий цілий	16		0 . . 65535
short int (short)	Короткий цілий	16		-32768 . . 32767
unsigned short	Беззнаковий короткий цілий	16		0 . . 65535
int	Цілий	16		-32768 . . 32767
unsigned long	Беззнаковий довгий цілий	32		0 . . 4294967295
long int (long)	Довгий цілий	32	-214748348 . . 2147483647
float	Дійсний одинарної точності	32	3.4Е-38 . . 3.4Е+38
double	Дійсний подвійної точності	64	1.7Е-308 . . 1.7Е+308
long double	Дійсний максимальної точності	80	3.4Е-4932 . . 1.1Е+4932

Форматний ввід/вивід у мові С/С++

ФУНКЦІЇ ВВОДУ/ВИВОДУ ТА МАНІПУЛЯТОРИ МОВИ С++

А ось як виглядає програма вводу/виводу з використанням бібліотеки класів С++:

Приклад 2.

# include <iostream.h>

void main()

{ int i;

cout<< “Введіть ціле число\n”;

//об’єкт для вводу з клавіатури і >>розміщення у потік виводу

cin>> i;

cout<< “Ви ввели число”<< i <<”дякую!”;

}

Для форматного виводу у С++ використовуються маніпулятори, для використання яких до програми потрібно підключити заголовний файл <iomanip.h>:

setw(int) – встановлює максимальну ширину поля виводу чисел та рядків (не символів);

setprecision(int) – встановлює максимальну кількість цифр дробової частини для дійсних чисел з фіксованою крапкою;

setiosflags(ios::showpoint | ios::fixed) – вивід дійсних чисел з фіксованою крапкою;

setiosflags(ios::left) або setiosflags(ios::right) – вирівнювання по лівому або правому полю;

endl – при виводі включає у потік символ нового рядка, еквівалентний “\n” (його опис міститься у файлі iostream.h).

Маніпулятори спрямовуються в потік виводу, аналогічно тому, як це зроблено у прикладі 3:

Приклад 3.

# include<iostream.h>

#include <iomanip.h>

void main()

{float d=52.28679;

float f= 410.0;

cout<< setprecision(3);

cout<<setiosflags(ios::showpoint | ios::fixed);

cout<<setw(12)<<d<<endl<<setw(12)<<f<<endl;

}

Результат виводу (ˆ  - позначає пробіл):

ˆˆˆˆˆˆ52.287

ˆˆˆˆˆ410.000

У даному прикладі маніпулятори точності та фіксації крапки спрямовуються у потік виводу одноразово, тоді як ширину поля виводу необхідно встановлювати для кожного значення.

Форматний ввід/вивід у мові С/С++

 ФУНКЦІЇ ВВОДУ/ВИВОДУ МОВИ С

У мові С++ немає вбудованих засобів вводу/виводу – вони здійснюються за допомогою функцій, типів та об’єктів, що містяться у стандартних бібліотеках. Використовується два способи: функції, успадковані з мови С та об’єкти С++.

Основні функції вводу/виводу в стилі С, опис яких міститься у заголовному файлі <stdio.h>:

рrintf (<керуючий рядок>, <список аргументів>);

Керуючий рядок береться у лапки і вказує компілятору вигляд інформації, що виводиться. Вона може містити специфікації перетворення і керуючи або escape-символи.

Специфікація перетворення має такий вигляд:

% <прапор> <розмір поля . точність> специфікація,

де прапор може набувати наступних значень:

- вирівнювання вліво числа, що виводиться (за замовчуванням виконується вирівнювання вправо);

+ виводиться знак додатного числа;

розмір поля – задає мінімальну ширину поля, тобто довжину числа. Якщо ширини поля недостатня, автоматично виконується його розширення;

точність – задає точність числа, тобто кількість цифр його дробової частини;

специфікація вказує на вигляд інформації, що виводиться. У таблиці 2.1 наведено основні формати функції друку.

Таблиця 2.1

Формат	Тип інформації, що виводиться
%d	десяткове ціле число
% і	для виведення цілих чисел зі знаком (printf (“a=%i”, -3));
%u	для виводу беззнакових цілих чисел (printf(“s=%u”, s))
%c	один символ
%s	рядок символів
%e	число з плаваючою крапкою (експоненційний запис)
%f	число з плаваючою крапкою (десятковий запис) (printf(“b=%f\n, c=%f\n, d=%f\n”, 3.55, 82.2, 0.555 ));
%u	десяткове число без знака

Керуючий рядок може містити наступні керуючі символи:

\n – перехід на новий рядок;

\t – горизонтальна і \v – вертикальна табуляція;

\b – повернення назад на один символ;

\r – повернення на початок рядка;

\a – звуковий сигнал;

\” –лапки;

\? – знак питання;

\\ - зворотний слеш.

Список аргументів - об¢єкти, що друкуються (константи, змінні). Кількість аргументів та їх типи повинні відповідати специфікаціям перетворення в керуючому рядку.

Приклад 1.

#include <stdio.h>

#define PI 3.1415926

void main()

{

int number=5, cost=11000, s=-777;

float bat=255, x=12.345;

printf ("%d студентів з¢їло %f бутербродів.\n", number, bat);

printf ("Значення числа pi рівне%f.\n", pi);

printf ("Вартість цієї машини %d%s\n", cost,"у.е");

printf ("x=%-8.4f s=%5d%8.2f ", x, s, x);

}

В результаті виконання останньої функції printf() на екрані буде виведено:

х=12.3450 s= -777 12.34

Функція scanf передбачена для форматного вводу інформації довільного вигляду. Загальний вигляд функції:

scanf (<керуючий рядок>, < список адрес>);

На відміну від функції виводу printf(), scanf() використовує у списку адреси змінних, для одержання яких перед іменем змінної ставиться символ ”&”, що позначає унарну операцію одержання адреси. Для вводу значень рядкових змінних символ ”&” не використовується. При використанні формату %s рядок вводиться до першого пропуску. Вводити дані можна як в одному рядку через пропуск, так і в різних рядках.

Дану особливість ілюструє відповідна частина програми:

int course;

float grant;

char name[20];

printf ( "Вкажіть ваш курс, стипендію, ім¢я \n");

scanf ( "%d%f", &course, &grant);

scanf ( "%s", name); /* ”&” відсутній при зазначенні масиву символів */

Для зміни кольору тексту використовують функції із файла <conio.h>: clrscr() – очищує екран; textcolor(Колір) – задає колір символів; textbackground (Колір) – встановлює колір фону. Вивід тексту на екран здійснюється за допомогою функції cprintf(), яка використовується аналогічно printf(). Зверніть увагу на те, що перехід на початок нового рядка у цій функції здійснюється за допомогою комбінації ”\n\r”.

Колір можна задати за допомогою цілої або іменованої константи, перелік яких наводиться у таблиці 2.2.

Таблиця 2.2

Колір	Константа	Значення константи
Чорний	BLACK	0
Синій	BLUE	1
Зелений	GREEN	2
Червоний	RED	4
Фіолетовий	MAGENTA	5
Сірий	GREY	8
Блакитний	LIGHTBLUE	9
Помаранчевий	LIGHTRED	12
Жовтий	YELLOW	14
Білий	WHITE	15

 ПОРЯДОК ЗАПУСКУ ПРОГРАМИ

1.                Відкрийте нове вікно редагування (File > New) і надайте йому ім’я Welcome (File > Save As);

2.                У новому вікні наберіть текст програми, що наводиться у Прикладі 1.

3.                Відкомпілюйте програму (Compile > Compile або (Alt+F9)). В разі повідомлень про помилку, перевірте текст програми і усуньте невідповідності. Щоразу, вносячи зміни у вихідний текст програми, зберігайте файл (File > Save або F2). Після чого змінену програму слід відкомпілювати;

4.                Запуск відкомпільованої програми здійснюється за командою (Run > Run або Ctrl+F9). Якщо з моменту останньої компіляції вихідний код було модифіковано, ця команда виконає послідовно компіляцію і компоновку. Результат виконання програми можна переглянути, натиснувши комбінацію клавіш Alt+F5.

ЕТАПИ ВИКОНАННЯ ПРОГРАМИ

Вихідна програма, підготовлена на мові С++ у вигляді текстового файла з розширенням *.срр (welcome.cpp), проходить 3 етапи обробки:

1)    препроцесорне перетворення тексту програми;

2)    компіляція;

3)    компоновка (редагування зв'язків чи складання).

Після цих 3 етапів формується машинний код програми, що виконується.

Задачею препроцесора є перетворення (доповнення) тексту програми до початку її компіляції. Правила препроцесорної обробки визначаються програмістом за допомогою директив препроцесора. Директива починається з ”#” ('дієз', 'шарп'). Наприклад,

1) #define - визначає правила заміни в тексті:

#define ZERO 0.0

Це означає, що кожне використання у програмі імені ZERO буде замінюватися на 0.0.

2) #include< ім'я заголовного файла > - передбачена для залучення до тексту програми тексту файлу з каталогу “Заголовних файлів” INCLUDE, які постачаються разом зі стандартними бібліотеками. Кожна бібліотечна функція чи об'єкт С++ має відповідний опис в одному з заголовних файлів (наприклад, iostream.h, stdio.h, conio.h, math.h). Список заголовних файлів визначається стандартом мови. Використання директиви include не під¢єднує відповідну стандартну бібліотеку, а лише дозволяє долучити до тексту програми описи із зазначеного заголовного файлу. В нашому випадку препроцесор обробляє директиву #include <iostream.h> і під’єднує до вихідного тексту програми засоби для обміну з дисплеєм. Далі файл передається на компіляцію, у ньому виявляються синтаксичні помилки, які потрібно усунути програмістові. Після безпомилкової компіляції текст програми перекладається компілятором на машинну мову, далі отримуємо об’єктний файл з розширенням *.obj. Підключення об'єктних кодів файлів з визначеннями необхідних стандартних функцій і об'єктів з бібліотеки відбувається на етапі компоновки, тобто після компіляції. У об'єктному коді створюваної програми ніби замуровуються дірки за допомогою кодів стандартних функцій. Хоча в заголовних файлах містяться всі описи стандартних функцій, до коду програми залучаються лише функції й об'єкти, які використовуються в програмі.

Після компоновки утворюється модуль програми з розширенням *.ехе.

Отже, в нашому випадку, виконавши директиви, препроцесор сформує повний текст програми, компілятор створить об’єктний файл welcome.obj, за замовчуванням обравши для нього зазначене ім’я, а компоновщик (редактор зв’язків Linker) доповить програму бібліотечними функціями, наприклад, для роботи з об’єктом cout і побудує модуль welcome.exe, запустивши, який ми одержуємо на екрані бажану фразу. 

Розпочинаємо програмувати на С++

 СТРУКТУРА ПРОГРАМИ 

Розглянемо програму, що виводить на екран монітора фразу “Ласкаво просимо до С++!”:

Приклад 1.

// Welcome.cpp – ім’я файла з програмою

# include <iostream.h>

void main ()

{ cout << ” Ласкаво просимо до С++! \ n”;

}

Результат виконання програми:

Ласкаво просимо до С++!

У першому рядку програми міститься однорядковий коментар, що починається з символу “//”, який вказує, що після цього символу йде однорядковий коментар. Коментарі не викликають ніяких дій комп’ютера і ігноруються компілятором С++, а лише допомагають іншим людям читати і зрозуміти Вашу програму.

У другому рядку розміщено команду (директиву) препроцесору, що забезпечує включення до програми засобів зв’язку зі стандартними потоками вводу і виводу даних. Вказані засоби містяться у файлі під назвою iostream.h (мнемоніка: “і” (input) – ввід; “output” – вивід; “stream” – потік; “head” - заголовний). Рядок, що починається з ”#”, обробляється препроцесором перед компіляцією програми. Файл iostream.h повинен бути залучений для всіх програм, що виводять дані на екран монітора або вводять дані з клавіатури.

Третій рядок є заголовком функції з іменем main. Будь-яка програма на С++ повинна містити лише одну функцію з таким іменем. Саме з неї починається виконання програми. void – специфікатор типу, який вказує, що функція main в даному прикладі не повертає ніякого значення. Круглі дужки після main потрібні в зв’язку з форматом (синтаксисом) заголовка будь-якої функції. В них розміщується список параметрів. У нашому прикладі параметри не потрібні.

Тіло будь-якої функції повинно починатися і закінчуватися фігурними дужками, між якими знаходиться послідовність описів, операторів і визначень. Кожен оператор, визначення чи опис повинні закінчуватися крапкою з комою.

Рядок

cout << ” Ласкаво просимо до С++! \ n”;

є командою комп’ютеру надрукувати на екрані рядок символів, що записаний у лапках. Повний рядок, включаючи cout, операцію ”<<”, рядок ”Ласкаво просимо до С++! \ n” і крапку з комою “;”, називається оператором. Всі вводи і виводи в С++ виконуються над потоками символів. Таким чином потік символів Ласкаво просимо до С++! спрямовується до об’єкта стандартного потоку виводу cout, який пов’язаний з екраном. Вже зараз слід відмітити одну з принципових особливостей мови С++, яку називають перевантаженням або розширенням дії стандартних операцій. Операція ”<<” називається операцією „розмістити у потік” лишень у тому випадку, коли зліва від неї знаходиться ім’я об’єкта cout. Інакше пара символів “<<” означає бінарну операцію зсуву вліво. Символи правого операнда зазвичай виводяться так само, як вони виглядають між лапками.

Слід зазначити, що символи ”\n” не виводяться на екран. Комбінацію символів, що починаються з позначки оберненого Стеша (”\”), називають знаком переходу або escape-символом. Керуюча послідовність ”\n” означає перехід на початок нового рядка. Цей символ в лапках може знаходитися будь-де в рядку, при цьому послідовність символів, що знаходиться за ним, виводитиметься з нового рядка. Тобто результат виконання операції

cout << ” Ласкаво просимо \nдо С++! \ n”;

матиме вигляд:

Ласкаво просимо

до С++!

Задача1. IІ етапу Всеукраїнської учнівської олімпіади

з інформатики 2015-2016 н.р.

Задача 1. «Астролог» (20 балів)

Ім’я вхідного файлу: input.txt

Ім’я вихідного файлу: output.txt

Максимальний час роботи на одному тесті: 1с

Один з астрологів визначає щасливі і нещасливі дні так: він виписує підряд число, номер місяця і рік. В отриманому числі додає всі цифри, в новому отриманому числі знову додає всі цифри і так далі, доки чергова сума цифр не стане однозначним числом. Це число і характеризує щасливість дня.

Формат вхідного файлу.

Дата вводиться в форматі ррррммдд.

Формат вихідного файлу.

Виведіть рядок, який містить одне число, яке визначає щасливість дати.

Приклади файлів

input.txt	output.txt
20000101	4
19990102	4

Дана задача легко розв'язується з застосуванням функцій div, mod, але сума восьми цифр може бути двоцифровим числом, що не перевищує 72(=8*9), отже потрібно використати команди розгалуження. Так як сума двоцифрового числа також може бути двоцифровим числом(наприклад, 1+9=10), то розгалуження слід використати два рази:

program Project1;

{$APPTYPE CONSOLE}

uses

  SysUtils;

var f,g:text; a,b,c,d,e,k,l,m,s:integer;

begin

  assign(f,'input.txt');

  assign(g,'output.txt');

  reset(f); rewrite(g);

  read(f,a);

  s:=0;

  b:=a div 10000000;

  a:=a mod 10000000;

  c:=b div 1000000;

  a:=a mod 1000000;

  d:=a div 100000;

  a:=a mod 100000;

  e:=a div 10000;

  a:=a mod 10000;

  k:=a div 1000;

  a:=a mod 1000;

  l:=a div 100;

  a:=a mod 100;

  m:=a div 10;

  a:=a mod 10;

  s:=a+b+c+d+e+k+l+m;

  if s>9 then begin

  a:=s div 10;b:=s mod 10;s:=a+b

  end;

  if s>9 then begin

  a:=s div 10;b:=s mod 10;s:=a+b

  end;

  write(g,s);

  close(f);

  close(g);

end.

Для спрощення розв’язку задачі можна використати команди циклу, так як маємо повторення команд для визначення цифр числа та перевірки значення їх суми:

program astrolog;

{$APPTYPE CONSOLE}

uses

  SysUtils;

var f,g:text; a,b,s,c:integer;

begin

  assign(f,'input.txt');

  assign(g,'output.txt');

  reset(f); rewrite(g);

  read(f,a);

  while a>=10 do begin

  s:=0; b:=a;

  while b>0 do begin

  c:=b mod 10;

  b:=b div 10;

  s:=s+c;

  end;

  a:=s; end;

  write(g,s);

  close(f);

  close(g);

end.

Можна також використати роботу з рядками:

program  astrolog;

{$APPTYPE CONSOLE}

uses

  SysUtils;

var f,g:text; a,b,c,s,i:integer;r:string;

begin

  assign(f,'input.txt');

  assign(g,'output.txt');

  reset(f); rewrite(g);

  read(f,r);

  s:=0;

  for i:=1 to length(r)do begin

  val(r[i],a,b);

  s:=s+a end;

  while s>9 do begin

  b:=s div 10;

  c:=s mod 10;

  s:=b+c;

  end;

  write(g,s);

  close(f);

  close(g);

end.