Файл: Лабораторная работа 1 Изучение среды разработки программ 3 Лабораторная работа 2 Исследование базовых типов данных языка Си 18.doc

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 05.12.2023

Просмотров: 277

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Лабораторная работа № 1Изучение среды разработки программ

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

ПРОГРАММА РАБОТЫ

Лабораторная работа № 2Исследование базовых типов данных языка Си

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ЗАДАНИЕ НА ИССЛЕДОВАНИЕ

Лабораторная работа № 3Исследование операций языка Си Цель занятия: Совершенствование навыков объявления, инициализации переменных и ввода и вывода информации Совершенствование навыков разработки программ в среде программирования MS Visual C++ Исследование возможностей языка С++ для реализации арифметических, логических и поразрядных операций над данными Время на выполнение работы: 4 часаПрограмма исследований: Исследование арифметических операций Исследование логических операций Исследование поразрядных операций Подготовка к выполнению работы: Изучить рекомендованную литературу (структура программы на языке высокого уровня, алфавит и элементарные конструкции языка Си, переменные и константы, стандартные типы данных, выражения и операции в языке Си). Изучить материал настоящего руководства. Материалы для подготовки к занятию: Конспект лекций. [1] стр. 31-38. Содержание отчета: Цели исследования. Программа работы. Листинги программ. Результаты исследований. Выводы по каждому пункту и общий вывод. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ Любое выражение языка состоит из операндов (переменных, констант и др.), соединенных знаками операций. Знак операции - это символ или группа символов, которые сообщают компилятору о необходимости выполнения определенных арифметических, логических или других действий. Операции выполняются в строгой последовательности. Величина, определяющая преимущественное право на выполнение той или иной операции, называется приоритетом. В таблице 3.1 перечислены различные операции языка Си. Их приоритеты для каждой группы одинаковы. Чем большим преимуществом пользуется соответствующая группа операций, тем выше она расположена в таблице. Приоритеты могут регулироваться с помощью круглых скобок. Таблица 3.1 – Операции языка Си Знак операции Назначение операции ( ) Вызов функции [ ] Выделение элемента массива . Выделение элемента записи -> Выделение элемента записи (тождественно(.)) ! Логическое отрицание Поразрядное отрицание - Изменение знака ++ Увеличение на единицу -- Уменьшение на единицу & Взятие адреса * Обращение по адресу (тип) Преобразование типа (т.е. (float) a) sizeof( ) Определение размера в байтах * Умножение / Деление % Определение остатка от деления + Сложение - Вычитание << Сдвиг влево >> Сдвиг вправо < Меньше, чем <= Меньше или равно > Больше, чем >= Больше или равно = = Равно != Не равно & Поразрядное логическое "И" ^ Поразрядное исключающее "ИЛИ" | Поразрядное логическое "ИЛИ" && Логическое "И" || Логическое "ИЛИ" ?: Условная (тернарная) операция = Присваивание +=, - =, *=, /=, %=, <<=,>>=, &=, |=, ^= Бинарные операции (например, а *= b(т.е. a = a * b) и т.д.) , Операция запятая Для исключения путаницы в понятиях "операция" и "оператор", необходимо отметить, что оператор - это наименьшая исполняемая единица программы. Различают операторы выражения, действие которых состоит в вычислении заданных выражений (например: a = sin(b)+c; j++;), операторы объявления, составные операторы, пустые операторы, операторы метки, цикла и т.д. Для обозначения конца оператора в языке С++ используется точка с запятой. Что касается составного оператора (или блока), представляющего собой набор логически связанных операторов, помещенных между открывающей ({) и закрывающей (}) фигурными скобками ("операторными скобками"), то за ним точка с запятой не ставится. Отметим, что блок отличается от составного оператора наличием определений в теле блока. Охарактеризуем основные операции языка С++. Сначала рассмотрим одну из них - операцию присваивания (=). Выражение вида х = у + z;присваивает переменной х значение суммы переменных у и z. Наличие « ; » в конце операции говорит о том, что записан оператор. На первый взгляд все просто. Но очень часто у начинающих программистов возникает путаница в понимании этого оператора. Это связано с тем, что с точки зрения математики следующие два выражения в общем-то эквивалентны:х = у + z;у + z = х;Но программирование – есть процесс записи на формализованном языке последовательности команд, которые необходимо выполнить для достижения конечного результата. Из этого аспекта и вытекает ключевая разница из этих, казалось бы, тождественных выражений.Для любого языка программирования операция присваивания « = » в обязательном порядке подразумевает следующий порядок ее выполнения. Справа от знака « = » задается источник присваивания (то, что присваивается), а слева – приемник (или то, чему присваивается источник): х = у + z; Приемник Источник Первым вычисляется результат источника, который затем присваивается приемнику, НО НЕ НАОБОРОТ! Именно поэтому выражение у + z = х не имеет смысла! Источником может быть любая последовательность операций. Приемником – только переменная.По этой же причине оператор у + z;тоже бессмыслен, так как результат операции никуда не сохранен! (За исключением использования механизма перегрузки операции в классах, который будет рассмотрен во втором семестре). Операцию "=" разрешается использовать многократно в одном выражении, например: x = y = z = 100;Различают унарные, бинарные итернарные операции. У первых из них один операнд, у вторых – два и у третьих - три. В языке Си выделяют три группы операций: арифметические операции; логические операции и операции отношения; операции с битами. 1. Арифметические операции задаются следующими символами (таблица 3.1): +, -, *, /, %, -, !, . Например: a = b + c;a = b - c;a = b * c;a = b / c;a = b % c; a = !b;a = -b;a = b;a = sizeof (b);Операции +, -, * интуитивно понятны и не нуждаются в объяснении.Операции увеличения и уменьшения на 1 (++ и --).Эти операции, называемые также инкрементом и декрементом, имеют две формы записи - префиксную, когда операция записывается перед операндом, и постфиксную. В префиксной форме сначала изменяется операнд, а затем его значение становится результирующим значением выражения, а в постфиксной значением выражения является исходное значение операнда, после чего он изменяется.Операция определения размера sizeof предназначена для вычисления размера объекта или типа в байтах, и имеет две формы:sizeof выражение или sizeof( тип )Операции отрицания (-, ! и ). Арифметическое отрицание (унарный минус-) изменяет знак операнда целого или вещественного типа на противоположный. Логическое отрицание(!) дает в результате значение 0, если операнд есть истина( не нуль), и значение 1, если операнд равен нулю. Операнд должен быть целого или вещественного типа, а может иметь также тип указатель. Поразрядное отрицание(), часто называемое побитовым, инвертирует каждый разряд в двоичном представлении целочисленного операнда.Деление (/) и остаток от деления(%). Операция деления применима к операндам арифметического типа. Если оба операнда целочисленные, результат операции округляется до целого числа, в противном случае тип результата определяется правилами преобразования. Операция остатка от деления применяется только к целочисленным операндам. Знак результата зависит от реализации.Бинарные операции +=, -=, *= и /= эквивалентны следующим: a += 3;a -= 3;a *= 3;a /= 3;  a = a + 3;a = a - 3;a = a * 3;a = a / 3; 2. Поразрядные операции задаются следующими символами (таблица 3.1): <<, >>, &, |, ^. Например:a = b << 3;a = b >> 2;a = b & c;a = b | c;a = b ^ c;Операции сдвига (<< и >>) применяются целочисленным операндам. Они сдвигают двоичное представление первого операнда влево или вправо на количество двоичных разрядов, заданное вторым операндом. При сдвиге влево (<<) освободившиеся разряды обнуляются. При сдвиге вправо (>)освободившиеся биты заполняются нулями, если первый операнд беззнакового типа, и знаковым разрядом в противном случае. Операции сдвига не учитывают переполнение и потерю значимости.Примеры: int i=10, j, k ; /* i = 0000 1010 */k = i<<2 ; /* k = 0010 1000 */j = k<<1 ; /* j = 0101 0000 */i = j>>4 ; /* i = 0000 0101 */Битовые операции (&, |, ^) применяются только к целочисленным операндам и работают с их двоичными представлениями. При выполнении операций операнды сопоставляются побитового (первый бит первого операнда с первым битом второго, второй бит первого операнда со вторым битом второго, и т д.).При поразрядной конъюнкции, или поразрядном И (операция обозначается &) бит результата равен 1 только тогда, когда соответствующие биты обоих операндов равны 1.При поразрядной дизъюнкции, или поразрядном ИЛИ (операция обозначается |) бит результата равен 1 тогда, когда соответствующие биты хотя бы одного из операндов равен 1.При поразрядном исключающем ИЛИ (операция обозначается ^) бит результата равен 1 только тогда, когда соответствующий бит только одного из операндов равен 1.Примеры: int i=6, j=5, k ; /* i = 0110, *//* j = 0101 *//* --------- */k = i&j ; /* k = 0100 */k = i|j ; /* k = 0111 */k = j^j ; /* k = 0011 */3. Логические операции и операции отношения задаются следующими символами (таблица 3.1): <, <=, >, >=, ==, !=, &&, ||.Логические операции (&&и ||). Операнды логических операций И (&&) и ИЛИ (||) могут иметь арифметический тип или быть указателями, при этом операнды в каждой операции могут быть различных типов. Преобразования типов не производятся, каждый операнд оценивается с токи зрения его эквивалентности нулю (операнд, равный нулю, рассматривается как false, не равный нулю - как true).Результатом логической операции является true или false. Результат операции логическое И имеет значение true только если оба операнда имеют значение true. Результат операции логическое ИЛИ имеет значение true, если хотя бы один из операндов имеет значение true. Логические операции выполняются слева направо. Если значение первого операнда достаточно, чтобы определить результат операции, второй операнд не вычисляется. Результаты логических операций могут быть представлены следующим образом:Таблица 3.2 – Логические операции языка Си x y x && y x || y 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 Операции отношения (<, <=, >, >=, = =, !=) сравнивают первый операнд со вторым. Операнды могут быть арифметического типа или указателями. Результатом операции является значение true или false (любое значение, не равное нулю, интерпретируется как true). Операции сравнения на равенство и неравенство имеют меньший приоритет, чем остальные операции сравнения. Результаты операций отношения могут быть представлены следующим образом:Таблица 3.3 – Операции отношения языка Си  x y x < y x <= y x > y x >= y x = = y x != y 0 0 false true false true true false 0 1 true true false false false true 1 0 false false true true false true 1 1 false true false true true false 1>2>1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   22

ЗАДАНИЕ НА ИССЛЕДОВАНИЕ Исследование арифметических операций для заданных исходных данных исследовать влияние типа данных на конечный результат для всех арифметических операций. Пример:typedef signed short int INT;int main(int argc, char* argv[]){INT a=12678, b=-19003, c;float x=a,y=b,z;char d=156,e=68,f;cout<<"\n------------------\nInteger: a="<c=a-b; cout<<"\n-: "<c=a*b; cout<<"\n*: "<c=a/b; cout<<"\n/: "<c=a%b; cout<<"\n%: "<c=-a; cout<<"\n-: "<c=!a; cout<<"\n!: "<c=a; cout<<"\n

Лабораторная работа № 4Применение управляющих инструкций языка для организации ветвлений в программе

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

ПРОГРАММА РАБОТЫ

ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

Лабораторная работа № 5Исследование циклов

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ЗАДАНИЕ НА ИССЛЕДОВАНИЕ

Лабораторная работа № 6Применение массивов и указателей для решения прикладных задач

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

ПРОГРАММА РАБОТЫ

Лабораторная работа № 7Исследование массивов и указателей

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ЗАДАНИЕ НА ИССЛЕДОВАНИЕ

Лабораторная работа № 8Применение функций работы со строками для решения прикладных задач

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

ПРОГРАММА РАБОТЫ

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ЗАДАНИЕ НА ИССЛЕДОВАНИЕ

Практическое занятие № 6Использование функций для работы с массивами

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

ПРОГРАММА РАБОТЫ

Практическое занятие № 7Программирование рекурсивных алгоритмов

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

ПРОГРАММА РАБОТЫ

Практическое занятие № 8Применение производных типов данных для решения прикладных задач

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

ПРОГРАММА РАБОТЫ

Лабораторная работа № 5Исследование методов доступа к файлам данных

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ЗАДАНИЕ НА ИССЛЕДОВАНИЕ

Лабораторная работа № 6Исследование связанных списков данных

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ЗАДАНИЕ НА ИССЛЕДОВАНИЕ

ЛИТЕРАТУРА



Рассмотрим пример. Пусть заданы два массива чисел. Необходимо определить, в каком из массивов сумма положительных элементов больше. Очевидно, что для решения этой задачи целесообразно использовать отдельную функцию, вычисляющую эту сумму.

int PositivSum(int *a, int n);

int main(int argc, char* argv[])

{

const int N=10;

int Arr1[N], Arr2[N];

int sum1=0,sum2=0;

randomize();

cout<<”\nПервый массив:\n”;

for (int i=0;i

{

Arr1[i]=rand()%100-50;

cout<

}

cout<<”\nВторой массив:\n”;

for (int i=0;i

{

Arr2[i]=rand()%100-50;

cout<

}

sum1=PositivSum(Arr1,N);

sum2=PositivSum(Arr2,N);

cout<<"\nСумма положительных элементов

первого массива: "<<sum1;

cout<<"\nСумма положительных элементов второго массива: "<<sum2;

if (sum1==sum2) cout<<"\nСуммы равны!";

else if (sum1>sum2) cout<<"\nПервая сумма больше";

else cout<<"\nВторая сумма больше";

return 0;

}

//-----------------------------------------------------

int PositivSum(int *a, int n)

{

int sum=0;

for (int i=0;i

if (a[i]>0) sum+=a[i];

return sum;

}

Необходимо обратить внимание на тот факт, что синтаксис языка Си позволяет использовать и другую нотацию процедуры передачи массива в функцию. Так, вместо:

int PositivSum(int *a, int n);

можно записать:

int PositivSum(int a[], int n);

что тоже говорит о том, что в качестве параметра передается имя массива, то есть адрес начала массива.

Если попытаться сделать эту программу более эффективной, то можно увидеть, что процедуру инициализации массива данными можно реализовать в виде отдельной функции, а из функции возвращать адрес созданного массива:

...

int PositivSum(int *a, int n);

int* InputData(const int n);

int main(int argc, char* argv[])

{

const int N=10;

int sum1=0,sum2=0;

int *Arr1, *Arr2;

Arr1=InputData();

Arr2=InputData();

...

_getch();

return 0;

}

//-----------------------------------------------------

int* InputData(const int n)

{

int a[n];

cout<<”\nМассив:\n”;

for (int i=0;i

{

a[i]=rand()%100-50;

cout<

}

_getch();

return a;

}

...

Если откомпилировать эту программу, то возникнет ряд ошибок. С чем они могут быть связаны? Ответ на этот вопрос очень простой. Мы в функции InputData() создаем локальный массив с именем a, а затем пытаемся вернуть его адрес в вызывающую функцию. Но ничего не получится, так как локальный массив создается в стеке, и при выходе из функции он разрушается, а, следовательно, теряется не только его адрес начала, но и сами значения.

Разрешить эту проблему можно путем создания в функции не локального массива, а выделения динамической памяти под массив, то есть созданием динамического массива.

Вместо

int a[n]

требуется

int *a=new int[n];.

В этом случае при выходе из функции динамическая память не теряется и программа будет работать правильно. Но для того, чтобы она работала корректно, необходимо перед завершением функции main() освободить динамическую память:

delete []Arr1;

delete []Arr2;


1   ...   12   13   14   15   16   17   18   19   ...   22

ПРОГРАММА РАБОТЫ


Реализовать с использованием механизма функций в соответствии с номером по журналу и номером варианта:

Вариант 1

В одномерном массиве, состоящем из п вещественных элементов, вычислить:

  • сумму отрицательных элементов массива;

  • произведение элементов массива, расположенных между максимальным и ми­нимальным элементами.

Вариант 2

В одномерном массиве, состоящем из п вещественных элементов, вычислить:

  • сумму положительных элементов массива;

  • произведение элементов массива, расположенных между максимальным по модулю и минимальным по модулю элементами.

Вариант 3

В одномерном массиве, состоящем из п целых элементов, вычислить:

  • сумму элементов массива, расположенных между первым и последним нуле­
    выми элементами.

  • Преобразовать массив таким образом, чтобы сначала располагались все положи­тельные элементы, а потом — все отрицательные (элементы, равные 0, считать по­ложительными).

Вариант 4

В одномерном массиве, состоящем из п вещественных элементов, вычислить:

  • сумму элементов массива с нечетными номерами;

  • Сжать массив, удалив из него все элементы, модуль которых не превышает 1. Освободившиеся в конце массива элементы заполнить нулями.

Вариант 5

В одномерном массиве, состоящем из п вещественных элементов, вычислить:

  • максимальный элемент массива;

  • сумму элементов массива, расположенных до последнего положительного эле­мента.

Вариант 6

В одномерном массиве, состоящем из п вещественных элементов, вычислить:

  • минимальный элемент массива;

  • сумму элементов массива, расположенных между первым и последним положительными элементами.


Вариант 7

В одномерном массиве, состоящем из п целых элементов, вычислить:

  • номер максимального элемента массива;

  • Преобразовать массив таким образом, чтобы в первой его половине располагались элементы, стоявшие в нечетных позициях, а во второй половине — элементы, сто­явшие в четных позициях.

Вариант 8

В одномерном массиве, состоящем из п вещественных элементов, вычислить:

  • сумму элементов массива, расположенных между первым и вторым отрицательными элементами.

  • Преобразовать массив таким образом, чтобы сначала располагались все элементы, модуль которых не превышает 1, а потом — все остальные.


Вариант 9

В одномерном массиве, состоящем из п вещественных элементов, вычислить:

  • максимальный по модулю элемент массива;

  • Преобразовать массив таким образом, чтобы элементы, равные нулю, располага­лись после всех остальных.

Вариант 10

В одномерном массиве, состоящем из п целых элементов, вычислить:

  • минимальный по модулю элемент массива;

  • сумму модулей элементов массива, расположенных после первого элемента, рав­ного нулю.

Вариант 11

В одномерном массиве, состоящем из п вещественных элементов, вычислить:

  • номер минимального по модулю элемента массива;

  • сумму модулей элементов массива, расположенных после первого отрицательного элемента.

Вариант 12

В одномерном массиве, состоящем из п вещественных элементов, вычислить:

  • номер максимального по модулю элемента массива;

  • сумму элементов массива, расположенных после первого положительного элемента.

Вариант 13

В одномерном массиве, состоящем из п вещественных элементов, вычислить:

  • количество элементов массива, лежащих в диапазоне от А до В;

  • сумму элементов массива, расположенных после максимального элемента.

Вариант 14

В одномерном массиве, состоящем из п вещественных элементов, вычислить:

  • количество элементов массива, равных 0;

  • сумму элементов массива, расположенных после минимального элемента.


Вариант 15

В одномерном массиве, состоящем из п вещественных элементов, вычислить:

  • количество элементов массива, больших С;

  • Преобразовать массив таким образом, чтобы сначала располагались все отрица­тельные элементы, а потом — все положительные (элементы, равные 0, считать положительными).


Занятие 12

Практическое занятие № 7
Программирование рекурсивных алгоритмов



Цель занятия:


  • Совершенствование навыков разработки программ в среде программирования MS Visual C++

  • Совершенствование навыков описания и использования функций в программах

  • Получение начальных навыков в использовании рекурсий


Время на выполнение работы: 2 часа
Учебные вопросы:


  1. Рекурсивные определения и алгоритмы

  2. Программирование рекурсий


Подготовка к выполнению работы:


  1. Изучить рекомендованную литературу (базовые конструкции структурного программирования, массивы и указатели, функции).

  2. Изучить материал настоящего руководства.


Материалы для подготовки к занятию:


  1. Конспект лекций.

  2. [1] стр. 73-82.

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ





  1. Рекурсивные определения и алгоритмы

Рекурсивной называется функция, которая вызывает саму себя. Такая рекурсия называется прямой. Существует еще косвенная рекурсия, когда две или более функций вызывают друг друга. Если функция вызывает себя, в стеке создается копия значений ее параметров, как и при вызове обычной функции, после чего управление передается первому исполняемому оператору функции. При повторном вызове этот процесс повторяется. естественно, что для завершения вычислений каждая рекурсивная функция должна содержать хотя бы одну нерекурсивную ветвь алгоритма, заканчивающуюся оператором возврата. При завершении функции соответствующая часть стека освобождается, и управление передается вызывающей функции, выполнение которой продолжается с точки, следующей за рекурсивным вызовом.

Классическим примером рекурсивной функции является вычисление факториала числа. Для того чтобы получить значение факториала числа