ПЕРЕДМОВА. Виходячи з вищевказаних об'єктивних причин, замість вивчення основ програмування протягом першого семестру на прикладі мови Паскаль

Видання даного посібника було зумовлене зміною навчальних планів для підготовки студентів початкових курсів, що навчаються за спеціальностями 7.080403 "Програмне забезпечення автоматизованих систем" та 7.091401 "Системи управління i автоматики" у Житомирському державному технологічному університеті. Починаючи з часів заснування факультету, в перші дисципліни загальної спеціалізації з програмування у вузівську програму незмінно включалася алгоритмічна мова Паскаль. Вона дійсно, у порівнянні з іншими мовами програмування високого рівня, найкраще підходила та й нині підходить для початкового ознайомлення студентів молодших курсів з основами алгоритмізації та програмування. Проте час багато що змінює: мова Паскаль стала обов'язковою частиною вивчення предмету "Інформатика" у старших класах середньої школи. Таким чином, переважна більшість вчорашніх школярів, приходячи до вузу на перший курс, вже має не лише початкові навички у програмуванні, а й відповідний чималий досвід програмування на Паскалі.

Виходячи з вищевказаних об'єктивних причин, замість вивчення основ програмування протягом першого семестру на прикладі мови Паскаль, було віддано перевагу мові Сі, яка раніше розглядалася починаючи з другого семестру. Перша частина даного посібника містить стислий, та водночас досить повний виклад мови Сі у відповідності до її стандарту ISO/IEC 14882. На простих прикладах показано засоби застосування мови для розв'язання практичних задач. Усі теоретичні відомості супроводжуються простими та зрозумілими прикладами. Викладення матеріалу за зростанням від простого до більш ускладненого допоможе краще зорієнтуватися тим студентам, хто знайомий з програмуванням на іншій мові. Крім того, до розділу включено опис усіх блочних мовних конструкцій побудови алгоритмів, що може бути особливо корисним початківцям.

Друга частина посібника (ІІ семестр) присвячується мові Сі++, яка раніше розглядалася на старших курсах. На сьогодні об'єктно-орієнтоване програмування вже не є новою парадигмою, яка останнім часом зазнає суттєвих змін та модифікацій. На численних прикладах, наведених у другій частині посібника студенти ознайомляться з положеннями об'єктно-орієнтованої парадигми - абстрагуванням, інкапсуляцією, успадкуванням та засобами їх реалізації мовою Сі++.

У третьому розділі містяться завдання для лабораторних та практичних робіт згруповані за темами у варіантах. Сподіваємося, що студенти позитивно оцінять приблизно однакову їх складність, що виключить випадкову упередженість при виборі варіанту. У розділі задач на складання ефективних алгоритмів згруповані завдання, які у попередні роки пропонувалися на шкільних та вузівських олімпіадах з програмування.

У додатках наведено прототипи найбільш широковживаних функцій мови Сі та Сі++, згруповані за належністю до стандартних бібліотек. При безпосередньому написанні програм цей розділ допоможе уникнути труднощів, пов'язаних з використанням довідників та вбудованого HELPа мови, особливо для тих, хто не достатньо володіє англійською мовою. Програмістам-практикам запропоновано велику кількість прикладів, що найкраще пояснюють ту чи іншу тему. Усі програмні фрагменти у посібнику уважно перевірені та відлагоджені, представляють собою так звані "консольні додатки", без прив'язки до конкретного операційного середовища. У даному посібнику не розглядається програмування під Windows та інші специфіковані середовища. За бажанням Ви можете отримати дискету, що містить усі програмні додатки, розміщені у посібнику.

У даному посібнику було виправлено вади та помилки попередніх видань, враховано побажання викладачів та студентів. Автори сподіваються на Ваші зауваження та побажання, які слід направляти за електронною адресою [email protected]. Вони будуть обов'язково враховані у подальшому.

Електронні версії посібників та інформацію про подальші видання кафедри програмного забезпечення обчислювальної техніки ЖДТУ можна знайти за адресою в Інтернеті: http://www.ziet.zhitomir.ua:8890/

ПРО АВТОРІВ

Войтенко Володимир Володимирович, кандидат технічних наук, доцент кафедри програмного забезпечення обчислювальної техніки ЖДТУ. У 1992 році закінчив Київський Національний університет ім. Шевченка. На кафедрі ПЗОТ працює з 1994 року. Викладає предмети "Основи програмування та алгоритмічні мови", "Сучасні технології програмування", "Об'єктно-орієнтоване проектування складних систем". E-mail: [email protected]

Морозов Андрій Васильович, призер фінальних етапів Всеукраїнських олімпіад і конкурсів у 2002 році: WEB - олімпіади, учнівської олімпіади з інформатики, конкурсу науково-дослідницьких робіт Малої Академії Наук (відділення обчислювальної техніки та програмування). В 2002 році закінчив Житомирський міський ліцей при ЖДТУ, в даний час є студентом факультету інформаційно- комп'ютерних технологій ЖДТУ. E-mail: [email protected]

1.1 Історія виникнення

Трохи про історію виникнення мов програмування, та мови Сі зокрема. У 1949 році у Філадельфії (США) під керівництвом Джона Мочлі був створений "Стислий код" - перший примітивний інтерпретатор мови програмування. У 1951 році у фірмі Remington Rand американська програмістка Грейс Хоппер розробила першу транслюючи програму, що називалася компілятором (compiler - компоновщик). У 1957 році у штаб-квартирі фірми IBM на Медісон-авеню у Нью-Йорку з'явилася перша повна мова Фортран (FORmula TRANslation - трансляція формул). Групою розробників керував тоді відомий 30-річний математик Джон Бекус. Фортран - це перша із "дійсних" мов високого рівня.

Далі, у 1972 році 31-літній фахівець із системного програмування фірми Bell Labs Денніс Рітчі розробив мову програмування Сі. У 1984 році французький математик та саксофоніст Филип Кан засновує фірму Borland International. Далі з'явився діалект мови Сі фірми Borland.

На початку Сі була розроблена як мова для програмування в операційній системі Unix. Незабаром він став поширюватися для програмістів-практиків. Наприкінці 70-х були розроблені транслятори Сі для мікроЕОМ операційної системи СР/M. Після появи IBM PC стали з'являтися і компілятори мови Сі (для таких комп'ютерів їх зараз декілька десятків). У 1983 р. американський Інститут Стандартів (ANSI) сформував Технічний Комітет X3J11 для створення стандарту мови Сі. На сьогодні мова Сі++, що з'явилася як послідовник Сі, підпорядковується більшості вимог стандарту.

За своїм змістом Сі, перш за все, є мовою функцій. Програмування на Сі здійснюється шляхом опису функцій і звертання до бібліотек (бібліотечних функцій). Більшість функцій повертають деякі значення, що можуть використовуватися в інших операторах.

Серед переваг мови Сі потрібно відзначити основні:

• універсальність (використовується майже на всіх існуючих ЕОМ);

• компактність та універсальність коду;

• швидкість виконання програм;

• гнучкість мови;

• висока структурованість.

1.2 Елементи мови Сі

Будь-яка мова (українська, російська, англійська, французька та інші) складається з декількох основних елементів - символів, слів, словосполучень і речень. В алгоритмічних мовах програмування існують аналогічні структурні елементи, тільки слова називають лексемами, словосполучення - виразами, а речення - операторами.

Лексеми в свою чергу утворюються із символів, вирази - із лексем і символів, оператори - із символів, лексем і виразів.

• Алфавіт мови, або її символи - це основні неподільні знаки, за допомогою яких пишуться всі тексти на мові програмування.

• Лексема, або елементарна конструкція - мінімальна одиниця мови, яка має самостійний зміст.

• Вираз задає правило обчислення деякого значення.

• Оператор задає кінцевий опис деякої дії.

1.2.1 Алфавіт

Алфавіт мови Сі включає:

• великі та малі літери латинської абетки;

• арабські цифри;

• пробільні символи: пробіл, символи табуляції, символ переходу на наступний рядок тощо;

• символи,.;:? '! | / \ ~ () [ ] { } < > # % ^ & - + * =

1.2.2 Ідентифікатори

Ідентифікатори використовуються для іменування різних об'єктів: змінних, констант, міток, функцій тощо. При записі ідентифікаторів можуть використовуватися великі та малі літери латинської абетки, арабські цифри та символ підкреслення. Ідентифікатор не може починатися з цифри і не може містити пробілів.

Компілятор мови Сі розглядає літери верхнього та нижнього регістрів як різні символи. Тому можна створювати ідентифікатори, які співпадають орфографічно, але відрізняються регістром літер. Наприклад, кожний з наступних ідентифікаторів унікальний:

Sum sum sUm SUM sUM

Слід також пам'ятати, що ідентифікатори не повинні співпадати з ключовими словами.