Из чего состоит простейшая программа на языке программирования си
Обновлено: 08.07.2024
Д ля начала, необходимо установить программное обеспечение. В принципе не важно, каким ПО вы будете пользоваться, также как не важна и операционная система. Но в течение всего курса я буду приводить примеры на MS Visula Studio 2012 Express Edition. Visual Studio 2012 Express Edition бесплатный и его за глаза хватит для изучения всего курса. Кроме того, как показала практика, он гораздо строже относится к коду и даёт более полноценное описание ошибок и предупреждений. При изучении языка можно использовать Borland (он же CodeGEAR, он же Embarcadero и т.д.), Dev Cpp, MinGW, или gcc, или что вы ещё захотите.
Пример для MS Visual Studio
1. Открываем IDE, заходим Файл | Создать проект.
2. Выбираем консольное приложение и даём ему имя. В данном случае first_program
4. Ставим галочку "Пустой проект".
5. После чего получаем пустую структуру проекта. Добавим новый элемент: правый клик мыши по папке
"Файлы исходного кода" | Добавить | Создать элемент.
Добавляем новый cpp файл, но сохраняем его с расширением .c
Я назвал файл main.c Всё, готово, можно писать программу. Пропустите шаги для других платформ.
Borland
У меня установлен только Code Gear C++Builder 2007, но в остальных (и предыдущих) релизах всё делается также.
1. Создадим новый проект File | New | Other.
2. Добавляем консольное приложение
3. Выбираем язык си
4. Получаем готовый проект. Его необходимо сохранить с тем именем, которое захотите. До тех пор сам проект и все файлы будут иметь имена по умолчанию. Вы можете удалить то, что Borland по умолчанию прописал в тексте программы.
Пример для cc/gcc для терминала
О ткройте ваш любимый текстовый редактор и скопируйте туда код программы.
Если вы сохранили программу в файле с именем hello.c, то наберите в терминале команду
cc hello.c -o hello
либо
gcc hello -o hello
При этом, очевидно, вы должны находиться в папке с программой. gcc создаст исполняемый файл с именем hello. Запустите его, и он выведет Hello, World!
./hello
Иногда могут возникнуть проблемы с правами доступа. Проверьте, что у вас исполняемый файл, иначе дайте себе привелегии на запуск.
chmod 760 hello
Если у вас несколько файлов, то необходимо будет перечислить имена всех си файлов по порядку. Например, если у вас есть ещё два файла simple.h и simple.c, то нужно прописать
cc hello.c simple.c -o hello
Код программы
Принято в первой программе выводить Hello, World! на экран.
Запустите программу ( Run | Run или F9 для борланда, Построение | Построить решение или F5 для MS) Программа выведет Hello, World! и будет ждать, когда вы нажмёте на любую клавишу.
Рассмотрим код подробнее. Первые две строки
директивы компилятору на подключение стандартных библиотек stdio (Standard Input Output - стандартная библиотека ввода вывода) и conio (Console Input Output - стандартная библиотека консоли вывода вывода). Расширение .h указывает, что это заголовочные файлы (header files). Компилятор копирует код библиотек conio и stdio, и даёт возможность использовать функции, описанные в этих библиотеках.
Это функция main. Она отличается от остальных функций, которые вы можете определить тем, что является точкой входа - с неё начинается выполнение программы.
Функция main имеет два параметра - число параметров argc и массив переданных параметров argv. Эти аргументы необязательные, поэтому можно их не писать. Об их использовании поговорим позже. Функция main должна возвращать целое число. Если это 0, то функция отработала без ошибок. В современном стандарте си можно не возвращать 0, и описать функцию как void main. Наша программа теперь выглядит совсем просто. Строка выводит строку Hello, World! на экран монитора. ожидает нажатия на клавишу.
Давайте сделаем что-нибудь посложнее, чтобы научиться добавлять новые файлы в программу. Сейчас для вас важно научиться добавлять новые файлы, если часть кода останется непонятной, это не беда.
1. Создайте новый заголовочный файл в папке "Заголовочные файлы", назовите его simple.h
2. Создайте новый файл simple.c в папке "Файлы исходного кода".
3. Добавьте в simple.h
Здесь мы объявили новую функцию doSomething. У неё отсутствует тело, оно будет описано в файле simple.c. Здесь же мы подключаем и библиотеки stdio и conio
Добавьте в simple .c
Мы включаем в файл simple.c заголовочный файл. Он пишется в двойных кавычках, потому что это не файл из стандартной библиотеки. Файлы стандартной библиотеки обычно располагаются в папке include самой IDE. Если поместить туда наши файлы, то их тоже можно будет объявлять в угловых скобках. В двойных кавычках можно также прописывать абсолютные пути к файлам. Так как мы уже включили библиотеки conio и stdio в .h файле, то они "видны" и в .c файле.
Далее, в main.c
Мы подключаем только заголовочный файл. Содержимое simple.c будет добавлено автоматически. Собираем проект (F5 или F9, или что там у вас за среда. ) Если у вас всё заработало то отлично, вы научились добавлять новые файлы в проект.
Программа на языке Си состоит из набора директив препроцессора, определений функций и глобальных объектов. Директивы препроцессора управляют преобразованием текста до его компиляции. Глобальные объекты определяют используемые данные или состояние программы. А функции определяют поведение или действия программы. Простейшая программа на Си, которая была определена в прошлых темах:
Инструкции
Простейшим строительным элементом программы на Си являются инструкции (statements). Каждая инструкция выполняет определенное действие. В конце инструкций в языке Си ставится точка с запятой (;). Данный знак указывает компилятору на завершение инструкции. Например:
Вызов функции printf, которая выводит на консоль строку "Hello world!" является инструкцией и завершается точкой с запятой.
Набор инструкций может представлять блок кода. Блок кода оформляется фигурными скобками, инструкции, составляющие тело этого блока, помещаются между открывающей и закрывающей фигурными скобками:
В этом блоке кода две инструкции. Обе инструкции представляют вызов функции printf() и выводят определенную строку на консоль.
Директивы препроцессора
Для вывода данных на консоль в примере выше используется функция printf() , но чтобы использовать эту функцию, чтобы она вообще стала нам доступна в программе на Си, необходимо в начале файла с исходным кодом подключать заголовочный файл stdio.h с помощью директивы include .
Директива include является директивой препроцессора. Кроме данной include есть еще ряд директив препроцессора, например, define.
Непосредственно директива "include" определяет, какие файлы надо включить в данном месте в текст программы. По умолчанию мы можем подключать стандартные файлы из каталога так называемых "заголовочных файлов", которые обычно поставляются вместе со стандартными библиотеками компилятора. И файл "stdio.h" как раз является одним из таких заголовочных файлов.
Вообще сам термин "заголовочный файл" (header file) предполагает включение текста файла именно в начало или заголовок программы. Поэтому заголовочные файлы подключаются, как правило, в начале исходного кода. Кроме того, заголовочный файл должен быть подключен до вызова тех функций, которые он определяет. То есть, к примеру, файл stdio.h хранит определение функции printf, поэтому этот файл необходимо подключить до вызова функции printf.
Но в целом директивы препроцессора необязательно должны быть размещены в начале файла.
Функция main
Стартовой точкой в любую программу на языке Си является функция main() . Именно с этой функции начинается выполнение приложения. Ее имя main фиксировано и для всех программ на Си всегда одинаково.
Функция также является блоком кода, поэтому ее тело обрамляется фигурными скобками, между которыми идет набор инструкций.
Стоит отметить, что в разной литературе и примерах можно встретить модификации этой функции. В частности, вместо определения выше мы могли бы написать по другому:
Использование этих определений не было бы ошибкой, и программа также вывела бы строку "Hello world" на консоль. И для большинства компиляторов это было бы нормально.
Далее мы подробнее рассмотрим определение функций, но здесь надо учитывать следующий аспект. Определение функции в виде int main(void) зафиксировано в стандарте языка С11. Компиляторы прежде всего ориентируются на стандарт языка, его спецификацию. Поэтому если мы используем то определение, которое дано в стандарте языка, то больше шанс, что оно будет поддерживаться всеми компиляторами. Хотя опять же повторюсь, в использовании второго варианта или int main() большой ошибки не будет.
Полностью последний стандарт C11 можно посмотреть по ссылке.
Комментарии
Программа может сопровождаться комментариями. Комментарии содержат описание программы, характеристики кода. При компиляции комментарии не учитываются и не оказывают никакого влияние на работу программы. В то же время они дают программисту понимание того, как работает код.
В Си можно использовать два типа комментариев: блочный и строчный. Блочный заключается между символами /* текст комментария */ . Он может размещаться на нескольких строках. Например:
Пожалуйста, приостановите работу AdBlock на этом сайте.
Я надеюсь вы уже установили себе на компьютер какую-нибудь IDE и научились в ней компилировать программы. Если нет, то подробная инструкция как установить IDE для языка Си.
Все программы, написанные на языке Си, имеют общую структуру. О которой мы и поговорим в этом уроке. В этом нам поможет наша первая программа, написанная на предыдущем шаге.
Будем заполнять простую карту. На данный момент мы знаем, что существуют программы, но как они устроены внутри нам неизвестно. Поэтому наша карта будет иметь следующий вид.
Рис.1 Карта "Структура программ на языке Си." Начальный уровень.
На протяжении всего курса мы к этой карте будем возвращаться, уточнять её, дополнять новыми элементами и блоками.
Сейчас внимание. Не пугайтесь! Ниже написан исходный код трёх простеньких программ. Ваша задача внимательно на них посмотреть и попытаться найти в их коде какую-то закономерность (нечто общее, что есть в каждой программе).
Листинг 1. Программа 1. Печатает «Hello, World!»
Листинг 2. Программа 2
Листинг 3. Программа 3
Не торопитесь смотреть продолжение урока и правильный ответ на эту задачу. Для начала попробуйте ответить самостоятельно. После этого нажмите кнопку "Смотреть продолжение!"
Итак, ответ: Во всех программах выше присутствует следующая конструкция:
Листинг 4. Главная функция любой программы на языке Си - функция main.
Что же это за конструкция. Это объявление функции main. Такая функция обязательно есть в каждой программе, которая написана на языке Си.Большая программа или маленькая, компьютерная игра или программа "Hello, World!", написана вами или Биллом Гейтсом -- если программа написана на языке Си -- в ней есть функция main. Это так сказать главная функция нашей программы. Когда мы запускаем программу, то можно думать, что запускаем функцию main этой программы.
Остановимся на секундочку. Мы, кажется, уже кое-что выяснили о структуре программ на языке Си. Любая программа на языке Си должна содержать функцию main. Отобразим этот факт на нашей карте знаний "Структура программ на языке Си."
Рис.2 Карта "Структура программ на языке Си." Функция main.
Теперь карта не напрягает нас своей зияющей пустотой. Продолжим наши исследования.
Давайте я расскажу немного о функции main и о функциях вообще.
Перед именем функции написано int, это сокращение от слова integer, которое переводится с английского, как "целое". Подобная запись означает, что когда функция main завершит свою работу, она должна вернуть вызывающей программе (в нашем случае это операционная система) какое-нибудь целое число. Обычно, для функции main это число ноль, которое оповещает операционную систему: "Мол, всё хорошо. Происшествий не случилось."
После имени функции в скобках записано слово void. Вообще в скобках обычно записывают аргументы функции, но в нашем случае, когда в скобках пишут void, это означает, что аргументов у функции нет. Другими словами, чтобы функция main начала работу ей не нужны никакие дополнительные данные извне. Мы ещё поговорим обо всём этом подробно, а пока просто запомним, что слово void вместо аргументов функции обозначает, что для данной функции никаких аргументов не требуется.
Внутри фигурных скобок идёт описание функции main, т.е. непосредственно то, что эта функция должна делать.
Перед закрывающей фигурной скобкой мы видим команду return. Именно эта команда и отвечает за то, чтобы вернуть значение из функции. Т.е. смотрите, если программа дошла до этого места, то значит всё было хорошо и никаких ошибок не возникло, а значит можно вернуть значение нуль.
Вы можете спросить, а почему именно нуль? А чёрт его знает! Просто так обычно делают. Можно, в принципе, возвращать какое-нибудь другое целое число, например 100, или -236. Лишь бы оно было целым числом. Помните про int? Поэтому и целое.
Вот мы и разобрались с функцией main. Ещё один момент. То что записано в фигурных скобках обычно называют "тело функции" (или описание функции), а первую часть, та что перед фигурными скобками называется заголовок функции.
Вернёмся теперь к нашей первой программе "Hello, World" и посмотрим, что там к чему.
Листинг 5. Программа «Hello, World»
Кое-что нам теперь уже понятно в этой программе. Не ясными остаются только две строки, пойдём по порядку.
Листинг 6. Директива include
Возникает резонный вопрос "А зачем нам писать эту строчку? Зачем нам вообще понадобилось вставлять сюда этот файл?" Это нужно для того, что бы в своей программе, мы могли использовать стандартную функцию вывода на экран printf().
Дело вот в чем. Прежде чем использовать что-нибудь в своей программе, нам надо сначала это описать. Представьте ситуацию, вас попросили принести канделябр, а вы знать не знаете что это такое. Непонятно, что делать.
Так же и компилятор. Когда он встречает какую-нибудь функцию, он ищет её описание (т.е. что она должна делать и что обозначает) в начале программы (с самого начала и до момента её использования в программе). Так вот, функция printf() описана в файле stdio.h. Поэтому мы и подключаем его. А вот когда мы его подключим, компилятор сможет найти функцию printf(), иначе он выдаст ошибку.
Кстати, настало время дополнить нашу карту знаний. Перед функцией main добавим ещё один блок, блок подключения заголовочных файлов.
Рис.3 Карта "Структура программ на языке Си." Блок подключения заголовочных файлов.
Продолжим разбираться с нашей программой.
Листинг 7. функция printf()
В этой строке мы вызываем стандартную функцию вывода на экран printf(). В данном простейшем случае мы передаем ей один параметр, строку, записанную в кавычках, которую надо вывести на экран, в нашем случае это Hello, World! \n. Но постойте, а что это за \n? На экране, во время запуска программы, никаких \n не было. Зачем тогда мы тут это написали? Данная последовательность это специальный символ, который является командой перейти на следующую строку. Это как в MS Word нажать клавишу Enter. Таких специальных символов несколько, все они записываются с помощью символа "\" - обратный слеш. Такие специальны символы называются управляющими символами. Потом я еще покажу вам их. В остальном на экране появится именно то, что вы написали в двойных кавычках.
Кстати, обратите внимание, каждая команда языка Си заканчивается символом «;» (точкой с запятой). Это похоже на точку в конце предложения, в русском языке. В обычном языке мы разделяем точкой предложения, а в языке программирования Си, точкой с запятой отделяем команды друг от друга. Поэтому ставить точку с запятой обязательно. Иначе компилятор будет ругаться и выдаст ошибку.
Чтобы вызвать какую-нибудь функцию, необходимо написать её имя и указать передаваемые ей параметры в круглых скобках. У функции может быть один или несколько параметров. А может не быть параметров вовсе, в таком случае в скобках писать ничего не нужно. Например, выше мы вызвали функцию printf() и передали ей один параметр строку, которую необходимо вывести на экран.
Кстати, полезный совет. Так как в каждой программе обязательно присутствует функция main, и буквально в каждой программе нам потребуется что-то выводить на экран, то рекомендую вам сразу создать файл со следующей заготовкой, чтобы каждый раз не писать одно и то же.
Листинг 8. Стандартная заготовка для программ на языке Си.
Ну вот вроде бы и всё. Этом первый урок можно считать законченным. Хотя нет, ещё один момент есть.
Самое главное в этом уроке это, конечно, общая структура программы. Но кроме того, мы научились выводить на экран произвольный текст. Кажется, что совсем ничего вроде и не узнали, но даже этого хватит для того, чтобы, например, сделать небольшой подарок своей маме на 8 марта.
Рис.4 Программа-открытка на 8 марта.
Исходный код программы-открытки есть в архиве с исходными кодами этого урока. Экспериментируйте! У вас всё получится.
Практика
Задачи с автоматической проверкой решения. Для удобства работы сразу переходите в полноэкранный режим
Ниже в разделах приводятся исходники программ, некоторые из которых рекомендуется дорабатывать и запускать. Создайте для этого проект консольного приложения:
- Выберите в списке Templates (Шаблоны) пункт C++ File (Файл C++). Укажите Ishodnik в качестве названия файла. Введите в окно исходника файла (Ishodnik.cpp) код примера:
- Скомпилируйте и запустите проект: Выберите пункт меню Build => Build (Создать => Создать).
Тест пройден успешно! Используйте этот проект для запуска программ, исходные тексты которых приводятся ниже. Изменяйте только текст программы в исходном файле проекта, компилируйте его и осуществляйте запуск.
Исходная программа на Си – это совокупность следующих элементов: директив препроцессора, объявлений (деклараций), определений.
Объявления (декларации) задают имена и атрибуты переменных, функций и структур (нестандартных типов), используемых в программе.
Определения – это описания переменных и функций. Определение переменной в дополнении к ее имени и типу задает начальное значение переменной. Определение функции специфицирует ее структуру, которая представляет собой смесь из объявлений и операторов, которые образуют саму функцию. Определение функции также задает ее формальные параметры и тип возвращаемой величины.
Объявления должны предшествовать определениям и использованию переменных, функций.
Ниже приводятся исходники, на примерах которых в первом приближении рассматриваются специфика структуры и синтаксиса Си-программ.
Добавление библиотечных модулей в виде исходных файлов характерно только для языка C. В других языках, как правило, программа уже после трансляции связывается с уже скомпилированными библиотечными модулями (см. ссылку).
Функция main служит точкой старта при выполнении программы.
Для функций, не использующих возвращаемое значение, должен быть использован тип void, указывающий на отсутствие возвращаемого значения. Фактически в этом случае функция становится процедурой.
В языке C\C++ предусмотрен форматный и бесформатный ввод данных
Бесформатный ввод (вывод) данных реализуется для любых типов данных и обеспечивается так называемыми операциями ввода (вывода) в поток. Например:
Операции бесформатного ввод/вывода данных относятся к языку С++
Ниже приводится пример, в котором исходный код, написанный на языке Pascal, при препроцессорной обработке заменяется на Си-исходник:
Контрольные задания. Запустите программы из проекта консольного приложения. Если в программах есть ошибки, исправьте их. Прочитайте код программы, используя терминологию программиста.
Переменные одного типа могут быть явно преобразованы к другому типу посредством операции приведения типов. Пример:
В этом примере величины i,l,d будут явно преобразовываться к указанным в круглых скобках типам.
Ниже приводится пример программы из 2-х функций.
Точка входа в программу – функция main. Из нее вызывается функция power. Функция определена с 2-я входными параметрами t и n. При определении функции эти параметры называются формальными. При вызове функции она получает фактические параметры a и n. Значение, вычисляемое функцией power, передается в main с помощью оператора return(p).
Функция power должна быть определена или объявлена до ее вызова в main. Что такое объявление функции? До сих пор мы сталкивались только с объявлением переменных. Объявление функции имеет вид:
В объявлении указывается имя функции, тип возвращаемого значения и тип входящих параметров. Имена формальных параметров можно не указывать, они нужны только, когда функция определяется.
Контрольные задания. Прочитайте программу. Запустите программу из проекта консольного приложения. Поменяйте местами определения функций power и main и выполните все необходимое для запуска программы.
Ниже приводится пример программы из 2-х функций, в которой делается неудачная попытка поменять значение переменных.
Почему неверное решение? Вызванная функция копирует значения фактических параметров в локальные переменные, но обратно обновленные значения не возвращает.
Контрольное задание. Запустите программу. Прочитайте программный код. Модифицируйте программу, чтобы значение переменной a менялось на значение переменной b при вызове функции change(a, b).
В определении следующей функции видим, что вместо входных параметров используется ключевое слово void.
В соответствии со стандартом ANSI С ключевое слово void применяется для явного указания на отсутствие аргументов функции. Указывать слово void не обязательно, хотя это широко используется.
Ниже рассмотрены специфические операции языка Си.
Присваивание x*=y+1 фактически означает x=x*(y+1), а не x=x*y+1.
Если считать, что значение n равно 5, то переменная m в выражении m=++n, будет иметь значение 6, а в выражение m=n++ переменная m равна 5, в том и этом случае переменная n будет равняться 6. Первый пример в точности соответствует следующей последовательности операторов n=n+1; m=n; а второй последовательности m=n; n=n+1. В первом примере на результате сказывается приоритетность операций, операция = приоритетнее операции ++.
Читайте также: