Inleiding programmeren in C++Life Science & Technology

19 januari 2004

http://www.liacs.nl/home/kosters/lst/

Universiteit Leiden

Week 1

• Inhoud– Introductie apparatuur, compiler (Visual C++)

– Eerste C++-programma's

– if-statement

• Doel– Na afloop kan iedereen zelf een klein eigen C++-programma op

de computer maken en compileren, bijvoorbeeld een programma dat een paar getallen vraagt en bij elkaar optelt

• Materiaal– Ammeraal Hoofdstukken 1 en 2, tot en met 2.4

– Dictaat Hoofdstukken 1, 2 en 3.1; opgaven 1/5 (Hoofdstuk 4)

C++ op een PC

• PC’s in computerzalen LCP 6 & 8 met Windows 98/NT/XP– Windows 98/NT/XP (of Linux …)

– User-id (= username = accountname)

– Password (= wachtwoord)

• Microsoft Visual C++ 6.0 (zie dictaat Hoofdstuk 2.1)– C++ programma schrijven

– Compile, Build (Link), Execute

– Demo …

– Projecten

– Save geregeld je C++-code, ook op een diskette of via email: de iets.cpp file

Hardware en software

• Computers– Silicon Graphics Inc.

– Hewlett Packard

– SUN

– International Business Machines compatible Personal Computer

• Operating systemen– Microsoft DOS, Windows

95/98/2000/NT/XP

– Unix (Linux, Sun Solaris, IBM AIX, HP-UX)

– …

• Programmeertalen– C++

– C

– Pascal

– Java

– Basic

– Prolog, …

• Programma’s– Compilers (Visual C++,

Turbo/Borland C++, g++)

– Editors

– Email

– Web-browsers

Programma, operating systeem en hardware

Hardware(CPU, Randapparatuur)

Operating Systeem(Windows, Linux, …)

Programma(.exe)

Programma(.exe)

Van broncode naar uitvoerbaar programma

C++ programma(.cpp)

Uitvoerbaar programma(.exe)

Compile

&

Build

Compile, Build (Link), Execute

C++ programma(.cpp)

Object file(.obj)

Uitvoerbaar programma(.exe)

Object file(.obj)

C++ programma(.cpp)

Object file uit

Standaard library

Compile

Build (Link)

Eerste programma

#include <iostream>

using namespace std;

const double pie = 3.14159;

int main ( ) {

double straal;

cout << "Geef straal, daarna Enter: ";

cin >> straal;

if ( straal > 0 )

cout << "Oppervlakte: " << pie * straal * straal << endl;

else

cout << "Niet zo negatief..." << endl;

cout << "Einde van dit programma." << endl;

return 0;

} // main

Een C++-programma

• Verzameling functies– speciale functie main (moet er altijd zijn)– stuk programmatekst (met een bepaalde naam, parameters en

return-waarde)– alles buiten een functie geldt voor gehele programma (globaal)

• Functie bevat statements– min of meer afgeronde handeling– er zijn veel soorten statements ...

• Statement bevat vaak een expressie– uitdrukking (operatie) met een bepaald resultaat– er zijn veel soorten expressies ...

• En verder onder andere:– commentaar

Commentaar

• Let op met het nesten van commentaar … niet doen dus• Geef veel en duidelijk commentaar, zeker bij elke nieuwe variabele en elke nieuwe

functie• Er is verschil tussen commentaar

– voor de programmeur ( //... of /*...*/ )– en voor de gebruiker ( cout << ”...”; )

/* Dit is commentaar in "C-stijl"

*

* … regels lang

*/

int stp = 3; // Studiepunten voor inleiding

// programmeren

Structuur goed C++-programma

//

// Commentaar over het programma (wie, wat, wanneer, ...)

//

//

#include ...

using namespace std;

typedefs en constanten en globale variabelen en klassen

functies

int main ( ) {

... kort ...

} // main

Statements

• Een functie bestaat uit statements

• Statement– min of meer afgeronde handeling

– meestal afgesloten met een punt-komma: ;

• Bijvoorbeeld– expressie

– declaratie van een variabele

– conditioneel statement (if)

– iteratief statement (while, for)

– compound statement (meerdere statements tussen { } )

Expressies

• Expressie– Bestaat uit operand(en) en operator

• binair: operand1 operator operand2• unair: operand operator of operator operand

– Een expressie levert een resultaat en kan weer operand zijn in een andere expressie

– Bijvoorbeeld

• rekenkundige bewerkingen: a + b, (a + b) * (3 / x),-getal

• toekenning: a = b + 7 (“a wordt b plus 7”)• relationele operatoren: a > b• maar ook gewoon: 4

Gereserveerde woorden in C++

break case char const default do double else float for if int return switch void while bool false namespace true using

asm auto catch class continue delete enum extern friend goto inline long new operator private protected public register short signed sizeof static struct template this throw try typedef union unsigned virtual volatile

constr_cast dynamic_cast explicit mutable reinterpret_cast static_cast typeid typename wchar_t

Declaratie van een variabele

• Statement dat een variabele introduceert– met een bepaalde naam

– van een bepaald type

• Variabele moet altijd eerst worden gedeclareerd voordat deze gebruikt kan worden

• Eventueel meteen initialiseren (verstandig!)

• Toevoeging const: niet meer wijzigbaar na initialisatie

• Scope: globaal of locaal

Declaratie van een variabele (2)

• Belangrijkste typen

• Voorbeelden

Type Lengte Voorbeeld

char 1 byte ’A’

bool 1 true (1) of false (0)

int 4 345, -12

float (double) 4 (8) 7978, 3.41, 36e-3

string variabel ”Dit is tekst”

char letter, nogeen = ’X’; // gewone quotes

int leeftijd, xyz = 47;

const string tekst = ”Dit is tekst”;

float resultaat = xyz / 3.2;

Toekenning

• Operator = (“wordt”, “krijgt de waarde”)– niet verwarren met logische operator = = (test op gelijkheid)

• Resultaat van een expressie toekennen aan een variabele

• Let op:– links een variabele (“l-value”) en rechts een expressie (“r-value”)

– resultaat van de expressie (rechts) moet overeenkomen met het type van de variabele (links)

– pas op met impliciete typeconversies!

• Voorbeeld int i, j;

float x;

j = 4;

i = j * j + 5; // dus i wordt 21

x = i / j; // pas op: 21/4 is 5

Rekenkundige bewerkingen

• Rekenkundige operatoren • Gecombineerd met een toekenning

+ optellen (binair: a+b)

positief (unair: +b)

- aftrekken (binair: a-b)

negatief (unair: -b)

* vermenigvuldigen

/ delen

% modulo (rest bij deling)

++ increment

(met 1 ophogen)

getal++

++getal

-- decrement

(met 1 verlagen)

getal--

--getal

+=

-=

*=

/=

%=

Operatie gecombineerd met toekenning

a += 6;

a *= b + 9;

Is hetzelfde als a = a + 6;

a = a * (b + 9);

Relationele expressie

• Expressie met boolese (boolean) resultaat– resultaat is van type bool

– waarde 0 is niet waar (false), al het overige is waar (true)

• Relationele en logische operatoren

== Gelijk?

!= Ongelijk?

> Groter dan

< Kleiner dan

>= Groter dan of gelijk aan

<= Kleiner dan of gelijk aan

&& Logische en (and)

|| Logische of (or)

! Logische niet (not)

If-statement

• If : conditioneel statement van de vorm:– if ( expressie ) statement1 else statement2

– waarin else statement2 optioneel is

– en expressie een relationele expressie (waar / niet waar) is

• Voorbeeld

if ( getal > 0 )

cout << "Positief" << endl;

if ( getal > 0 )

cout << "Positief" << endl;

else

cout << "Niet positief" << endl;

Voorbeelden if-statements

• Logische “en”:

• Altijd waar:

• Alles ongelijk 0 is waar …

if ( x > 0 && y > 0 )

cout << "Beide getallen positief" << endl;

if ( true ) cout << “Altijd" << endl;

if ( 7 )

cout << “Altijd" << endl;

– er zijn verschillende layouts mogelijk, als het maar consequent is, en uiteraard duidelijk

“Dangling else”

• Waar hoort de else bij?

• Afspraak: bij de laatste nog openstaande if

• Maar beter (want duidelijker) is: gebruik een compound statement, met extra accolades

if ( x > 0 )

if ( y > 0 )

cout << "Beide getallen positief" << endl;

else

cout << "????????????" << endl;

Compound statement

• Samengesteld statement

• Meerdere statements tussen { en }

if ( x > 0 ) {

if ( y > 0 )

cout << "Beide getallen positief" << endl;

else

cout << "????????????" << endl;

} // if

if ( x != 0 ) {

a = c / x;

cout << "c / x =" << a << endl;

} // if

Null-statement

• Null-statement

– dit is natuurlijk hetzelfde als (en zo doe je het meestal ook):

if ( x > 0 && y > 0 )

;

else

cout << “Er is een niet-positief getal" << endl;

if ( ! ( x > 0 && y > 0 ) )

cout << “Er is een niet-positief getal" << endl;

– overigens is de boolese expressie ! ( x > 0 && y > 0 ) hetzelfde als: ( x <= 0 || y <= 0 )