Spis treści JĘZYK C - INSTRUKCJA SWITCH, OPERATORY BITOWE. Informatyka 1. Instrukcja do pracowni specjalistycznej z przedmiotu. Numer ćwiczenia INF05

Transkrypt

1 Politechnika Białostocka Wydział Elektryczny Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Metrologii Instrukcja do pracowni specjalistycznej z przedmiotu Informatyka 1 Kod przedmiotu: ES1C (studia stacjonarne) Spis treści 1. Opis stanowiska Stosowana aparatura Oprogramowanie Wiadomości teoretyczne Instrukcja wyboru wielowariantowego - switch Stałe zadeklarowane jako const Operatory bitowe Przebieg ćwiczenia Literatura Zagadnienia na zaliczenie JĘZYK C - INSTRUKCJA SWITCH, OPERATORY BITOWE 6. Wymagania BHP Numer ćwiczenia INF05 Autor: dr inż. Jarosław Forenc Białystok 2013 Materiały dydaktyczne przeznaczone dla studentów Wydziału Elektrycznego PB. Wydział Elektryczny, Politechnika Białostocka, 2013 Wszelkie prawa zastrzeżone. Żadna część tej publikacji nie może być kopiowana i odtwarzana w jakiejkolwiek formie i przy użyciu jakichkolwiek środków bez zgody posiadacza praw autorskich. Informatyka 1 2 z 12 Instrukcja INF05

2 1. Opis stanowiska 1.1. Stosowana aparatura Podczas zajęć wykorzystywany jest komputer klasy PC z systemem operacyjnym Microsoft Windows (XP/Vista/7) Oprogramowanie Na komputerach zainstalowane jest środowisko programistyczne Microsoft Visual Studio 2008 Standard Edition lub Microsoft Visual Studio 2008 Express Edition zawierające kompilator Microsoft Visual C Wiadomości teoretyczne 2.1. Instrukcja wyboru wielowariantowego - switch Instrukcja switch służy do podejmowania decyzji wielowariantowych, w których sprawdza się, czy wartość pewnego wyrażenia pasuje do jednej z kilku całkowitych stałych wartości, i wykonuje odpowiedni skok. W niektórych przypadkach instrukcją switch można zastąpić wielokrotne instrukcje if - else if. Ogólna postać instrukcji switch jest następująca: switch (wyrażenie) case wyrażenie_stałe: instrukcje; case wyrażenie_stałe: instrukcje; case wyrażenie_stałe: instrukcje;... default: instrukcje; Obliczane jest wyrażenie w nawiasach, a następnie jego wartość porównywana jest z wartościami wyrażeń stałych (zawartych w częściach oznaczanych przez etykiety case). Sterowanie jest przekazywane do tej instrukcji, którą poprzedza etykieta case z wyrażeniem stałym równym co do wartości wyrażeniu w nawiasach switch. Od tego miejsca wykonywane są wszystkie instrukcje znajdujące się po tej etykiecie oraz oznaczone przez inne etykiety, aż do końca instrukcji switch. Jeśli nie znajdzie się żadna etykieta pasująca do wartości wyrażenia w nawiasach switch, to sterowanie jest przekazywane do części oznaczonej przez etykietę default, a jeśli jej nie ma, to do instrukcji następującej w programie po switch. Etykieta default może wystąpić tylko jeden raz. W składni instrukcji switch wszystkie instrukcje oraz etykieta default są opcjonalne. Wyrażenia stałe to takie, których wartości są znane w trakcie kompilacji i nie mogą zostać zmienione w fazie wykonania programu. Należą do nich m.in.: - znaki umieszczone w apostrofach: +, a ; - liczby całkowite: 1, 2, 3; - stałe zadeklarowane jako const lub przez dyrektywę preprocesora #define. Wybór arytmetycznego działania wykonywanego na dwóch liczbach w zależności od wciśniętego klawisza. #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() int key; float x1 = 10.0, x2 = 5.0, y; printf("podaj dzialanie: "); key = getchar(); switch (key) case '+': y = x1 + x2; printf("dodawanie: y = %.2f \n",y); case '-': y = x1 - x2; printf("odejmowanie: y = %.2f \n",y); Informatyka 1 3 z 12 Instrukcja INF05 Informatyka 1 4 z 12 Instrukcja INF05

3 default: printf("nieznana operacja!\n"); system("pause"); return 0; Po wciśnięciu - wyświetlone zostałyby komunikaty: Odejmowanie: y = 5.00 Nieznana operacja! po wciśnięciu innego znaku wyświetlony zostałby komunikat: Nieznana operacja! W powyższym programie funkcja getchar() odczytuje wciśnięty klawisz i podstawia jego kod pod zmienną key. Następnie w instrukcji switch kod klawisza porównywany jest z wyrażeniami stałymi znajdującymi się po case. Jeśli wciśniętym klawiszem był +, to zmienne x1 i x2 dodawane są do siebie i wyświetlany jest wynik dodawania. Jeśli wciśnięto -, to zmienne są odejmowane. Wprowadzenie każdego innego znaku spowoduje wyświetlenie tekstu: Nieznana operacja!. Po instrukcjach każdego wariantu case występują instrukcje break. Powodują one natychmiastowe opuszczenie instrukcji switch. Ich brak spowodowałby wykonanie wszystkich instrukcji (do końca instrukcji switch) występujących po każdym case. Przykład: switch (key) case '+': y = x1 + x2; printf("dodawanie: y = %.2f \n",y); case '-': y = x1 - x2; printf("odejmowanie: y = %.2f \n",y); default: printf("nieznana operacja!\n"); Z każdym wariantem może być związanych jedna lub kilka całkowitych wartości stałych bądź wyrażeń stałych, np. Program wyświetlający informację o wprowadzonej ocenie. #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() int ocena; printf("podaj ocene:"); scanf("%d",&ocena); switch (ocena) case 5: case 4: case 3: printf("ocena pozytywna\n"); case 2: printf("ocena negatywna\n"); default: printf("bledna ocena\n"); system("pause"); return 0; Po wciśnięciu + wyświetlone zostałyby komunikaty: Dodawanie: y = Odejmowanie: y = 5.00 Nieznana operacja! Informatyka 1 5 z 12 Instrukcja INF05 Informatyka 1 6 z 12 Instrukcja INF05

4 2.2. Stałe zadeklarowane jako const Stałą specyfikujemy używając w deklaracji przed nazwą typu słowa const. Tak zadeklarowana zmienna musi otrzymać wartość w trakcie inicjalizacji i nie może być później zmieniana, np. const int x = 10; const float y = 5.33; 2.3. Operatory bitowe W języku C występuje 6 operatorów pozwalających na wykonywanie operacji na poszczególnych bitach liczb (Tabela 1). Operatory te można stosować jedynie do argumentów całkowitych (char, short, int, long) ze znakiem lub bez. Tabela 1. Operatory bitowe w języku C. Operator Znaczenie Opis & AND dwuargumentowy operator koniunkcji bitowej OR dwuargumentowy operator alternatywy bitowej ^ XOR dwuargumentowy operator różnicy symetrycznej ~ NOT jednoargumentowy operator uzupełnienia jedynkowego (zastępuje 0 1, 1 0) >> dwuargumentowy operator przesunięcia bitowego w prawo << dwuargumentowy operator przesunięcia bitowego w lewo Operacje bitowe są najczęściej wykorzystywane do ustawiania i testowania wartości bitów w obszarach pamięci (programowanie niskopoziomowe i obiektowe). Rozważmy następujący przykład deklaracji zmiennych i operacji bitowych: Operator koniunkcji bitowej (&) ustawia jedynkę na każdej pozycji bitowej tam, gdzie oba bity są równe jeden, zaś w pozostałych przypadkach ustawia zero. z = x & y; x y z Operator alternatywy bitowej ( ) ustawia jedynkę na każdej pozycji bitowej tam, gdzie przynajmniej jeden z bitów jest równy jeden. z = x y; x y z Operator różnicy symetrycznej (^) ustawia jedynkę na każdej pozycji bitowej tam, gdzie bity są różne a zero tam, gdzie bity są takie same. z = x ^ y; x y z Operator uzupełnienia jedynkowego (~) zastępuje jedynkę zerem i zero jedynką. z = ~x; x z Operatory: << i >> przesuwają bity argumentu stojącego po lewej stronie operatora o liczbę pozycji określoną przez argument stojący po prawej stronie operatora. Argument ten musi być liczbą dodatnią. Przesunięcie w prawo powoduje pojawienie się na najstarszej pozycji 0 (dla liczb bez znaku) lub powielenie bitu znaku (dla liczb ze znakiem). Przy przesunięciu w lewo zwolnione (najmłodsze) bity zapełniane są 0. unsigned char x = 106; /* */ unsigned char y = 173; /* */ unsigned char z; Informatyka 1 7 z 12 Instrukcja INF05 Informatyka 1 8 z 12 Instrukcja INF05

5 z = x >> 2; x Z z = x << 1; x z Przesunięcie w prawo o 1 pozycję odpowiada podzieleniu liczby przez 2, zaś w lewo - pomnożeniu przez 2, np. z = x >> 1; x (10) Z (10) z = x << 1; x (10) z (10) Nie należy mylić operatorów logicznych (&& i ) z operatorami bitowymi (& i ), gdyż zazwyczaj kompilator nie wykaże żadnych błędów, a ich wykrycie podczas wykonania programu może być bardzo trudne, np. int x = 1, y = 2; x & y - wartość wyrażenia: 0 (fałsz), x && y - wartość wyrażenia: 1 (prawda). 3. Przebieg ćwiczenia Na pracowni specjalistycznej należy wykonać wybrane zadania wskazane przez prowadzącego zajęcia. W różnych grupach mogą być wykonywane różne zadania. 1. Napisz program, który po wciśnięciu klawiszy od 1 do 5 wypisze tekst: Wcisnales jeden/dwa/trzy/cztery/piec. lub Wcisnales inny klawisz. dla klawiszy różnych od 1 do 5. Zastosuj instrukcję switch. 2. Napisz program, w którym użytkownik wprowadza rok oraz numer miesiąca, a program wyświetla liczbę dni w podanym miesiącu. Uwzględnij obecność lat przestępnych. Zastosuj instrukcję switch. Uwaga: rok przestępny (liczbowo) spełnia następujące warunki: jest podzielny przez 4, ale nie jest podzielny przez 100 lub jest podzielny przez Napisz program, w którym użytkownik wprowadza numer dnia tygodnia. Program powinien wypisać tekst: - zwykly dzien - dla dni od poniedziałku do piątku; - weekend - dla soboty i niedzieli; - bledny numer dnia - dla pozostałych wartości. Przyjmij: 1 - poniedziałek, 2 - wtorek, 3 - środa, itd. Zastosuj instrukcję switch. 4. Napisz program, w którym użytkownik wprowadza numer miesiąca, a program wyświetla nazwy wszystkich miesięcy, które pozostały do końca roku. Wyświetl odpowiedni komunikat w przypadku błędnego numeru miesiąca. Zastosuj instrukcję switch. Przykładowe wywołanie programu: Podaj numer miesiaca: wrzesien pazdziernik listopad grudzien 5. Zadeklaruj w programie zmienną typu unsigned char. Zainicjuj zmienną liczbą z przedziału od 0 do 255. Wyświetl wartości kolejnych bitów tej liczby. 4. Literatura [1] Kernighan B.W., Ritchie D.M.: Język ANSI C. Programowanie. Wydanie II. Helion, Gliwice, [2] Prata S.: Język C. Szkoła programowania. Wydanie V. Helion, Gliwice, Informatyka 1 9 z 12 Instrukcja INF05 Informatyka 1 10 z 12 Instrukcja INF05

6 [3] King K.N.: Język C. Nowoczesne programowanie. Wydanie II. Helion, Gliwice, [4] Summit S.: Programowanie w języku C. FAQ. Helion, Gliwice, [5] Wileczek R.: Microsoft Visual C Tworzenie aplikacji dla Windows. Helion, Gliwice, Zagadnienia na zaliczenie 1. Omów składnię i zasadę działania instrukcji wyboru wielowariantowego switch. 2. Scharakteryzuj operatory bitowe występujące w języku C. 3. Wyjaśnij różnice pomiędzy operatorami bitowymi i logicznymi. 6. Wymagania BHP Warunkiem przystąpienia do praktycznej realizacji ćwiczenia jest zapoznanie się z instrukcją BHP i instrukcją przeciw pożarową oraz przestrzeganie zasad w nich zawartych. W trakcie zajęć laboratoryjnych należy przestrzegać następujących zasad. - Sprawdzić, czy urządzenia dostępne na stanowisku laboratoryjnym są w stanie kompletnym, nie wskazującym na fizyczne uszkodzenie. - Jeżeli istnieje taka możliwość, należy dostosować warunki stanowiska do własnych potrzeb, ze względu na ergonomię. Monitor komputera ustawić w sposób zapewniający stałą i wygodną obserwację dla wszystkich członków zespołu. - Sprawdzić prawidłowość połączeń urządzeń. - Załączenie komputera może nastąpić po wyrażeniu zgody przez prowadzącego. - W trakcie pracy z komputerem zabronione jest spożywanie posiłków i picie napojów. - W przypadku zakończenia pracy należy zakończyć sesję przez wydanie polecenia wylogowania. Zamknięcie systemu operacyjnego może się odbywać tylko na wyraźne polecenie prowadzącego. - Zabronione jest dokonywanie jakichkolwiek przełączeń oraz wymiana elementów składowych stanowiska. - Zabroniona jest zmiana konfiguracji komputera, w tym systemu operacyjnego i programów użytkowych, która nie wynika z programu zajęć i nie jest wykonywana w porozumieniu z prowadzącym zajęcia. - W przypadku zaniku napięcia zasilającego należy niezwłocznie wyłączyć wszystkie urządzenia. - Stwierdzone wszelkie braki w wyposażeniu stanowiska oraz nieprawidłowości w funkcjonowaniu sprzętu należy przekazywać prowadzącemu zajęcia. - Zabrania się samodzielnego włączania, manipulowania i korzystania z urządzeń nie należących do danego ćwiczenia. - W przypadku wystąpienia porażenia prądem elektrycznym należy niezwłocznie wyłączyć zasilanie stanowiska. Przed odłączeniem napięcia nie dotykać porażonego. Informatyka 1 11 z 12 Instrukcja INF05 Informatyka 1 12 z 12 Instrukcja INF05