Predstavljanje podataka i operacije nad njima (C)

#fax #cs/prog/c [deo jezika C]

Promenljive

  • moraju biti deklarisane pre korišćenja.
  • pridružen prostor u memoriji
  • ime: prvi simbol _ ili slovo, ostale _, slova ili cifre

Deklaracija: 

int a, b;

Deklaracija sa inicijalizacijom: 

int a = 3;

Konstanta: 

const double G = 9.81;
double const G = 9.81;

promenljive.png

Tipovi podataka

Celobrojne tipovi u rastućem poretku prema dužine:

short
int            //standardni tip
long         
long long

Dodatno pre tima moguće napisati:

signed         //označeni - isto kao što ne pisati ništa
unsigned       //neoznačeni

Tip za karaktere, ali u suštini jednobitni celobrojni tip:

(signed/unsigned) char

Pokretan zarez (IEEE754 standard - uklj. )

float
double         //standardni tip
long double


Druge tipovi

bool           //logički tip - true/false
void           //ništa

Konstante i konstantne izrazi

Na primer: 2, 207, 3.14, 1.4e6, '9', 034

Celobrojne:
12345   - int (-> long -> unsigned long) 
		  // u zavisnosti od veličine broja
12345l  - long
12345L  - long long
12345u  - unsigned int
12345ul - unsigned long

U oktalnom i heksadekadnom sistemu (moguće kombinovati sa l, L, u, ... )

056     - oktalni (int)
0x1f    - heksadekadni (int)

Negativne konstante ne postoje: koristi se unitarni operator -.
Na primer -678

U pokretnom zarezu:
13.45   - double
1e-2    - double        // = 0.01
1.45e6  - double        // = 1450000.0
.3      - double        // = 0.3
2.      - double        // = 2.0

13.45f  - float         // (f ili F)
13.45l  - long double   // (l ili L)

Mogu biti i pozitivne i negativne .

Simboli (karakteri)
'a'     - int           // = 97
'A'     - int           // = 65
'0'     - int           // = 48

Specijalni simboli:
'\n' — new line
'\t' — horizontal tab
'\v' — vertical tab
'\\' — \
'\?' — ?
'\'' — '
'\"' — "
'\012' — oktalni broj
'\x12' — heksadekadni broj
'\0' — vrednost , kraj niske

Konstantne izrazi

Na primer: 4 + 3 * 5
Konstantne izrazi izračunavaju se tokom prevođenja programa.

Operatori i izrazi

Arnost operatora — broj operanada na koje se pimenjuje.

  • unarni
    • prefiksni (-x)
    • postfiksni (x++)
  • binarni (x + y)
  • ternarni (x ? y : z)

Operatori nad brojevima:

  • aritmetičke
  • logičke
  • relacijske

Prioritet operatora

  1. Unarni postfiksni pa unarni prefiksni pa binarni
  2. Aritmetički pa relacijski pa logički
  3. Kao u matematici: ( ), * i / i %, + i -
  4. < i <= i > i >= pa == i !=
  5. Najmanji prioritet: ? : pa dodele pa ,

Asocijativnost operatora:

  • leva:
  • desna:
  • neasocijativan: zabranjeno uzastopnost ponavljanje.
Operator dodele =
x = ...;     //x je izmenjiva l-vrednost (promenljiva)

promena vrednosti objekata na levoj strani je sporedni efekat (side effect).

Ima desnu asocijativnost.

Dodela ima vrednost: 

x = y = 3;  //y = 3 ima vrednost 3 koja se dodeljuje x-u

int a;
double b = a = 3.5;

Prvo a-u se dodeljuje vrednost 3;
a = 3.5 ima vrednost 3;
Posle b-u se dodeljuje vrednost a = 3.5 tj. 3;
Rezultat: a = 3; b = 3.0

Aritmetičke operatori

+ — binarni operator sabiranja;
- — binarni operator oduzimanja;
* — binarni operator množenja;
% — binarni operator ostatka pri deljenju (oba operanda celi);
/ — binarni operator:

  • celobrojnog deljenja, ako su oba operanda celi;
  • deljena, ako je bar jedan operand broj u pokretnom zarezu;

+ — unarni operator;
- — unarni operator promene znaka;

Svi aritmetički operatori gore imaju levu asocijativnost, dole — desnu.

++ — prefiksno ili postfiksno inkrementiranje;
-- — prefiksno ili postfiksno dekrementiranje;

           i = 5;
I slučaj            II slučaj
x = i++;            x = ++i;
          Rezultat
i == 6              i == 6
x == 5              x == 6

i++ ima vrednost i do inkr.; i-- ima vrednost i do dekr.;
++i ima vrednost i posle inkr.; --i ima vrednost i posle dekr.

Relacijski operatori

== — jednako;
!= — različito;
< — manje;
<= — manje ili jednako;
> — veće;
>= — veće ili jednako;

Imaju levu asocijativnost.

Ako je tačno ima vrednost 1 (int).
Ako nije tačno ima vrednost 0 (int).

Na primer:

Logički operatori

! — logičko ne;
&& — logičko i;
|| — logičko ili;

Svaka ne-nula vrednost se računa kao1

Na primer:

  • !0 je 1; !1 je 0; !9.2 je 0;
  • 5 && 4.3 je 1; 3.1 && 0 je 0;
  • 10 || 0 je 1; 0 || 0 je 0.
Lenjo izračunavanja

Sleva nadesno:
U operatorima && i || prvo se računa leva strana i ako rezultat ne zavisi od desne strane, desna strana i ne računa se.

Na primer:

  • ( neće biti uvršeno)
  • ( sigurno će biti uvršeno)
  • (slično neće biti uvršeno)
Bitovski operatori

~ — bitovska negacija;
& — bitovsko i;
| — bitovsko ili;
^ — bitovski XOR;
<< — pomeranje bitova ulevo;
>> — pomeranje bitova udesno;

x << k — pomeranje bitova broja x sa k mesta ulevo.
x >> k — pomeranje bitova broja x sa k mesta udesno:

  • ako je x tipa int aritmetičko — na viši (oslobođeni) bitovi stavlja se bit znaka.
  • ako je x tipa unsigned logičko — na viši (oslobođeni) bitovi stavlja se 0.

x može biti konstanta ili promenljiva. << i >> ne menjaju x.

Složeni operatori dodele +=, -=, *=, %=, /=, &=, |=, <<=, >>=

izraz1 op= izraz2 isto što i izraz1 = izraz1 op ipraz2

Operator uslova izraz1 ? izraz2 : izraz3

Prvo se izračunava izraz1.
Ako je ne-nula, onda se izračunava izraz2 i to je vrednost operatora.
Inače se izračunava izraz3 i to je vrednost operatora.

Operator zarez , (u deklaraciji nije operator)
for (i = 10, j = 0; i < j; i++, j--) { ...; }

ima najniži prioritet;
računaju se i leva i desna strana;
vrednost operatora je vrednost desne strane.

x = 1, 2; je isto što i x = 2;
x = 3, y = 5; je isto što i x = 3; y = 5;

Operator sizeof

veličina tipa ili promenljive u bajtovima;
vrača vrednost tipa size_t (sličan sa unsigned).

double a;
size_t x = sizeof(a);
size_t y = sizeof(int);

Konverzije tipova

— menja se tip izraza, ne menja se tip promenljivih.

  • Eksplicitna konverzija (na zahtev programera)
    Operator kastovanja: (tip) izraz
    — prefiksni unarni operator
  • Implicitna konverzija (izvršava se automatski po potrebi)
  1. konverzija u tip leve strane:
int a = 46;
double b;
b = a;          
// pre upisivanja vrednost a se konvertuje u double.
  1. aritmetičke operatori se ne primenjuju na char i short
char a = 2, b = 3, c;
c = a + b; 
// vrednost a se konvertuje u int, vrednost b se konvertuje u int, računa se zbir, vrednost zbira se konvertuje u char i upisuje se u c.
  1. aritmetički i logički operatori zahtevaju operandi u istom tipu, tako jedan od operanada se konvertuje u tip drugog, koji ima "bogatiji" tip.
char a = 2; double b = 7.9; 
b = (a + 5.6f) / b;
// vrednost a se konvertuje u float, računa se zbir, vrednost zbira se konvertuje u double, računa se količnik i rezultat se upisuje u b.

Promocija — konverzija u "bogatiji" tip — obično ne dolazi do gubitka.
Na primer može doći do gubitka pri konverziji velikog broja tipa long u tip double;

Democija — konverzija u "siromašniji" tip — često dolazi do gubitka.
Na primer pri konverziji broja tipa double ili float u tip int odsecaju se decimale: int a = 8.31f — a će dobiti vrednost 8.

Nizovi i niske

Nizovi

Deklaracija niza:

tip ime_niza[dimenzija];

dimenzija mora da bude konstantan ceo broj;
na primer: a[10], tada su elementi niza a[0], a[1], ..., a[9],

ili 

tip ime_niza[] = {el0, el1, ..., elN};

moguće navesti svih N+1 elemenata u { };
na primer:

int b[] = {1, 3, 11, 4, 8}; 


sizeof(ime_niza);   # veličina celog niza u bajtovima

Nemoguće dodeljivati/menjati nizove, ali moguće menjati svaki element niza.

ime_niza bez [ ] konvertuje se u pokazivač na nulti element niza.

Elementi niza su u memoriji uređeni uzastopno.

nulti element je na adresi ime_niza
prvi element je na adresi ime_niza + 1 * sizeof(tip)
drugi element je na adresi ime_niza + 2 * sizeof(tip)
...
n-ti element je na adresi ime_niza + n * sizeof(tip)

Treba paziti da ne pristupamo elementima van niza,
na primer b[-1] ili b[6]

Niske

Niska je niz karaktera koji se završava terminirajućem nulom '\0'.

Sledeće inicijalizacije niski su ekvivalentne:

char s1[] = "Zdravo";
char s2[] = {'Z', 'd', 'r', 'a', 'v', 'o', '\0'};

'x' = 120 je karakter;
"x" = {'x', '\0'} je niska;

'\0' = 0

printf("547", " + as"); je isto što i printf("547 + as");

biblioteka za rad sa niskama <string.h>:

dužina niske: strlen(a)
kopiranje niske a u nisku b: strcpy(b, a)
(duža b mora da bude dovoljna, inače će doći do greške ili do neočekivanog ponašanja)

Višedimenzioni nizovi
tip ime_niza[dim_1][dim2]...;

Na primer:

char a[2][3] = {
	{1, 2, 3},
	{4, 5, 6},
}

Poštuje se uzastopnost u memoriji.
Niz a u memoriji će biti predstavljen isto kao i sledeći niz

int b = {1, 2, 3, 4, 5, 6}

ali pristup elementima je različit.

a pokazuje na nulti element niza — niz od tri int-a.

Korisnički definisani tipovi

Strukture struct

— objedinjavaju jednu ili više promenljivih, ne nužno istog tipa.

Definicija strukture:

struct ime_structure {
	//deklaracija promenljivih, nizova i drugih već definisanih struktura;
};

Primer:

struct razlomak {
	int brojilac;
	int imenilac;
};

posle toga postoji tip struct razlomak;
deklaracija promenjivih:

struct razlomak a = {1, 2}, b, c;
struct razlomak niz[100];

Istovremeno definisanje strukture i deklaracija promenljivih (važi za sve korisnički definisane tipove):

struct razlomak {
	int brojilac, imenilac;
} a = {1, 2}, b, c;

Veličina strukture u bitovima:

sizeof(struct razlomak);
sizeof(b);

Operatori . i -> — pristupanje elementima strukture.
— najviši prioritet, leva asocijativnost.

a.imenilac = 6;
niz[45].brojilac = 90;

Ako je pa pokazivač na promenljivu a (pa = &a;).
Tada moguće pristupiti direktno:

pa->brojilac = 34;

isto što i:

(*pa).brojilac = 34;
Polja bitova

— struktura u kojoj za svaku promenljivu određen broj bitova.

struct nugaonik {
	unsigned char br_strana : 4;
	unsigned char boja      : 2;
	unsigned char popunjen  : 1;
}

Promenljiva će zauzeti 4+2+1 = 7 bitova;
broj bajtova mora biti celi zato sizeof(struct nugaonik) će biti 1 (bajt).

Unije union

— istovremeno korišćenje istog prostora nekolikim promenljivima.

Primer definicije unije:

union student {
	double plata;
	char index[7];
};

deklaracija promenjivih:

union student a, matf[300];

Moguće koristiti samo jednu promenljivu u nekom trenutku;

a.plata = 3500.0
printf("%L\n", a.plata);  // >> 3500.0
printf("%s\n", a.indeks); // odštampaće 3500.0 - broj u pokretnom zarezu kao niz od 7 char-ova

Često se koristi kao član strukture radi uštede prostora:

struct info {
	long licni_broj;
	char ime[31], prezime[31];
	union {
		double dug;
		int broj_telefona;
	} dodatno;
};

struct info niz[100];
niz[32].dodatno.dug = 89.32;
Nabrojivi tipovi enum

— tip sa malim brojem dopuštenih vrednosti;

Primer definicije:

enum znak_karte {
	KARO, PIK, HERC, TREF
};

KARO ima vrednost 0, PIK — 1, HERC —2, TREF — 3.

Korišćenje:

enum znak_karte a, b = HERC;
a = TREF;

Vrednosti KARO, PIK, ... nemoguće promeniti, samo zadati u definiciji:

enum rimske_cifre {
	I = 1, II, III, IV, V, X = 10, XI, XII
} c, niz[8];

U primeru I = 1, II = 2, III = 3, IV = 4, V = 5, X = 10, XI = 11, XII = 12.

Novo ime tipa typedef

Primeri definicije:

typedef int Length;
Length len, maxlen;       // deklaracija promenljivih

typedef struct {
	int x, y, z;
} Point;
Point a = {1, 0, 4}, b;   // deklaracija promenljivih
b.z = 9;