Лабораторная №1 “Операторы ввода и вывода в языке программирования Си++”
1. Теоретические сведения
1.1 Структура программы
Цель работы: изучить операторы ввода и вывода, форматы, используемые в этих операторах. Оформить законченную программу с применением этих операторов.
main ( )
{
Тело программы
}
В самом простом случае функция main не имеет аргументов, поэтому в скобках ничего не содержится. Для работы программы, обеспечивающей ввод и вывод информации, перед функцией main необходимо поместить строку:
#include <stdio.h>
1.2 Алфавит языка и типы данных
Алфавит языка включает латинские прописные и строчные буквы, цифры и специальные знаки. К последним относятся: . (точка), , (запятая), ‘ (апостроф), : (двоеточие) и др.
Важным понятием языка является идентификатор, который используется в качестве имени объекта, например, переменной, функции и т.п. Идентификатор может содержать до 32 символов и состоит из букв и цифр, но начинается обязательно с буквы. Строчные буквы отличаются от прописных, поэтому идентификаторы SIGMA и sigma считаются разными.
В языке СИ существует несколько типов данных. Каждый тип данных определяется одним из следующих ключевых слов:
1. int (целый) – задает значения, к которым относятся все целые числа. Диапазон возможных целых значений лежит в пределах от –32768 до 32767, переменная типа int занимает 16 бит;
2. short (короткий целый) – соответствующие объекты не могут быть больше, чем int, переменные этого типа занимают 16 бит;
3. long (длинный целый) – соответствующие объекты не могут быть меньше, чем int. Переменная типа long занимает 32 бита и позволяет представить целые числа от –2147483648 до 2147483647;
4. char (символьный) – задает значения, которые представляют различные символы;
5. unsigned (беззнаковый) – в языке СИ можно объявлять некоторые типы (char, short, int, long) беззнаковыми с помощью модификатора unsigned (например, unsigned short). Это значит, что соответствующие переменные не будут иметь отрицательных значений. В результате они могут принимать большие положительные значения, чем переменные знаковых типов. В случае типа int объявления вида «unsigned int a;» можно записать «unsigned a;»;
6. float (вещественный) – задает значения, к которым относятся вещественные числа, имеющие дробную часть, отделяемую точкой. Вещественные числа могут быть записаны также в экспоненциальной форме. Например, -1.58е+2 (что равно -1,58·102 ). В языке СИ переменная типа float занимает 32 бита. Она может принимать значения в диапазоне от +3.4е-38 до +3.4е+38;
7. double (двойная точность) – определяет вещественные переменные, занимающие в два раза больше места, чем переменная типа float. Переменная типа double занимает 64 бита. Она может принимать значения в диапазоне от +1.7е-308 до +1.7е+308.
1.3 Ввод и вывод информации
1.3.1 Форматный вывод
Вначале рассмотрим функцию, определяющую форматный вывод:
printf("управляющая строка", аргумент1, аргумент2, ... );
Управляющая строка содержит объекты трех типов: обычные символы, которые просто выводятся на экран дисплея, спецификации преобразования, каждая из которых вызывает вывод на экран значения очередного аргумента из последующего списка и управляющие символы-константы.
Каждая спецификация преобразования начинается со знака % и заканчивается некоторым символом, задающим преобразования.
Символ преобразования связан с типом переменных. приведем символы преобразования:
1) d – значением аргумента является десятичное целое число;
2) o – значением аргумента является восьмеричное целое число;
3) x – значением аргумента является шестнадцатеричное целое число;
4) c – значением аргумента является символ;
5) s – значением аргумента является строка символов;
6) e – значением аргумента является вещественное число в экспоненциальной форме;
7) f – значением аргумента является вещественное десятичное число с плавающей точкой;
8) u – значением аргумента является беззнаковое целое число;
9) p – значением аргумента является указатель (адрес).
Если после знака % записан не символ, то он выводится на экран. Функция printf использует управляющую строку, чтобы определить, сколько всего аргументов и каковы их типы.
Например, в результате работы программы получены переменная i, имеющая значение 100, и переменная j, имеющая значение 25. Обе переменные целого типа. Для вывода этих переменных на экран в виде
i=100 j=25
необходимо применить функцию
printf(“i=%d j=%d”,i,j);
Как было описано выше, в кавычках задается формат вывода. перед знаком % записываются символы, которые будут непосредственно выданы на экран. После знака % применена спецификация d, т.к. переменные i и j имеют целый тип. Сами i и j приведены через запятую в списке аргументов. Если результат должен быть представлен в виде
i=100; j=25
необходимо применить функцию
printf(“i=%d; j=%d, i, j);
Если после знака % стоит цифра, то она задает поле, в котором будет выполнен вывод числа. Приведем несколько функций printf, которые будут обеспечивать вывод одной и той же переменной S целого типа, имеющей значение 336.
Функция printf(“%2d”, S); выдает на экран:
336
В этом примере ширина поля ( она равна двум) меньше, чем число цифр в числе 336, поэтому поле автоматически расширяется до необходимого размера.
Функция printf(“%6d”, S);
выдаст на экран:
_ _ _336
(6 позиций)
То есть, в результате работы функции число сдвинуто к правому краю поля, а лишние позиции перед числом заполнены пробелами.
Функция printf(“%-6d”, S);
выдаст на экран:
336_ _ _
(6 позиций)
Знак «минус» перед спецификацией приводит к сдвигу числа к левому краю поля.
Рассмотрим вывод вещественных чисел.
Если перед спецификацией f ничего не указано, то выводится число с шестью знаками после запятой. при печати числа с плавающей точкой перед спецификацией f тоже могут находиться цифры.
Рассмотрим на конкретном примере три возможные ситуации:
%6f – печать числа с плавающей точкой в поле из шести позиций;
%.2f – печать числа с плавающей точкой с двумя цифрами после десятичной точки;
%6.2f – печать числа с плавающей точкой в поле из шести позиций и двумя цифрами после десятичной точки.
Например, в результате работы программы получены переменные вещественного типа а=3,687 и b=10,17.
Если для вывода значений использована функция
printf(“%7f %8f”,a,b);
то результат будет представлен в виде строки:
_ _ 3.687 _ _ _ _10.17
(7 поз.) (8 позиций)
Как видно из примера, лишние позиции заполняются пробелами. Если для вывода значений использована функция
printf(“%.2f %/2f”, a, b);
то результатом будет строка:
3.69 10.17,
из которой следует, что в первом числе третья цифра после десятичной точки отброшена с округлением, т.к. указан формат числа с двумя цифрами после десятичной точки.
Если для вывода значений использована функция
printf(“%7.2f e”,a,b);
то будет выведена строка:
_ _ _ 3.681.010000е+01
(7 позиций)
Поскольку для вывода значения переменной b применена спецификация е, то результат выдан в экспоненциальной форме. Следует отметить, что , если ширина поля меньше, чем число цифр в числе, то поле автоматически расширяется до необходимого размера.
Как было отмечено выше, в управляющей строке могут содержаться управляющие символьные константы. Среди управляющих символьных констант наиболее часто используются следующие:
1) \a – для кратковременной подачи звукового сигнала;
2) \b – для перевода курсора влево на одну позицию;
3) \n – для перехода на новую строку;
4) \r – для перевода курсора в начало текущей строки;
5) \t – для горизонтальной табуляции;
6) \v – для вертикальной табуляции.
Предположим, в результате работы программы переменная i получила значение 50. В результате записи инструкции вызова функции
printf(“\t ЭВМ\n%d\n”,i);
сначала выполнится горизонтальная табуляция (\t), т.е. курсор сместится от края экрана на 8 позиций, затем на экран будет выведено слово “ЭВМ”, после этого курсор переместится в начало следующей строки (\n), затем будет выведено целое значение i по формату d, и окончательно курсор перейдет в начало новой строки (\n). Таким образом, результат работы этой функции на экране будет иметь вид:
_ _ _ _ _ _ _ _ ЭВМ
50
1.3.2 Ввод данных
Для форматного ввода данных используется функция
scanf(«управляющая строка», аргумент1, аргумент2,...);
Если в качестве аргумента используется переменная, то перед ее именем записывается символ &.
Управляющая строка содержит спецификации преобразования и используется для установления количества и типов аргументов. спецификации для определения типов аргументов такие же, как и для функции printf. Перед символами d,o,x,f может стоять буква l. В первых трех случаях соответствующие переменные должны иметь тип long, а в последнем double.
Рассмотрим пример. Требуется ввести значения для переменных i (целого типа) и a (вещественного типа). Эту задачу выполнит функция:
scanf(“%d%f”,&i,&a);
В управляющей строке спецификации трех типов могут быть отделены друг от друга различными знаками, в том числе и пробелом. Следовательно, при занесении значений переменных необходимо использовать указанный разделитель. Если спецификации не отделены одна от другой никакими значениями, то значения переменных заносятся через пробел.
В языке СИ есть две очень удобные функции puts и gets, позволяющие вводить и выводить строку символов. Пример их использования показан ниже:
#include<stdio.h>
main()
{
char q[40]; /*объявление строки символов*/
puts(“Введите строку символов”);
gets(q); /*ввод строки символов*/
puts(q); /*вывод строки символов*/