Составные части программы на языке си. Структура программ на языке си

Пожалуйста, приостановите работу AdBlock на этом сайте.

Я надеюсь вы уже установили себе на компьютер какую-нибудь IDE и научились в ней компилировать программы. Если нет, то

Все программы, написанные на языке Си, имеют общую структуру. О которой мы и поговорим в этом уроке. В этом нам поможет наша первая программа, написанная на предыдущем шаге.

Будем заполнять простую карту. На данный момент мы знаем, что существуют программы, но как они устроены внутри нам неизвестно. Поэтому наша карта будет иметь следующий вид.

Рис.1 Карта "Структура программ на языке Си." Начальный уровень.

На протяжении всего курса мы к этой карте будем возвращаться, уточнять её, дополнять новыми элементами и блоками.

Сейчас внимание. Не пугайтесь! Ниже написан исходный код трёх простеньких программ. Ваша задача внимательно на них посмотреть и попытаться найти в их коде какую-то закономерность (нечто общее, что есть в каждой программе).

Листинг 1. Программа 1. Печатает «Hello, World!»

#include

Листинг 2. Программа 2

Int main(void) { int a, b, c; a = 5; b = 10; c = a+b; return 0; }

Листинг 3. Программа 3

#include int main(void) { FILE *fp; fp = fopen("input.txt", "w"); fprintf(fp, "This is Sparta!"); fclose(fp); return 0; }

Не торопитесь смотреть продолжение урока и правильный ответ на эту задачу. Для начала попробуйте ответить самостоятельно. После этого нажмите кнопку "Смотреть продолжение!"

Итак, ответ: Во всех программах выше присутствует следующая конструкция:

Листинг 4. Главная функция любой программы на языке Си - функция main.

Int main(void) { return 0; }

Что же это за конструкция. Это объявление функции main. Такая функция обязательно есть в каждой программе, которая написана на языке Си.Большая программа или маленькая, компьютерная игра или программа "Hello, World!", написана вами или Биллом Гейтсом -- если программа написана на языке Си -- в ней есть функция main. Это так сказать главная функция нашей программы. Когда мы запускаем программу, то можно думать, что запускаем функцию main этой программы.

Остановимся на секундочку. Мы, кажется, уже кое-что выяснили о структуре программ на языке Си. Любая программа на языке Си должна содержать функцию main. Отобразим этот факт на нашей карте знаний "Структура программ на языке Си."

Рис.2 Карта "Структура программ на языке Си." Функция main.

Теперь карта не напрягает нас своей зияющей пустотой. Продолжим наши исследования.

Давайте я расскажу немного о функции main и о функциях вообще.

Перед именем функции написано int, это сокращение от слова integer, которое переводится с английского, как "целое". Подобная запись означает, что когда функция main завершит свою работу, она должна вернуть вызывающей программе (в нашем случае это операционная система) какое-нибудь целое число. Обычно, для функции main это число ноль, которое оповещает операционную систему: "Мол, всё хорошо. Происшествий не случилось."

Случалось ли вам видеть сообщения об ошибках на экране своего компьютера? Обычно там пишут что-то вроде "Программа аварийно завершена... бла-бла-бла... Код -314." Вот это примерно тоже самое. Разница в том, что когда случаются проблемы операционная система нас об этом оповещает, а когда всё хорошо она нас лишний раз не беспокоит.

После имени функции в скобках записано слово void. Вообще в скобках обычно записывают аргументы функции, но в нашем случае, когда в скобках пишут void, это означает, что аргументов у функции нет. Другими словами, чтобы функция main начала работу ей не нужны никакие дополнительные данные извне. Мы ещё поговорим обо всём этом подробно, а пока просто запомним, что слово void вместо аргументов функции обозначает, что для данной функции никаких аргументов не требуется.

Внутри фигурных скобок идёт описание функции main, т.е. непосредственно то, что эта функция должна делать.

Перед закрывающей фигурной скобкой мы видим команду return. Именно эта команда и отвечает за то, чтобы вернуть значение из функции. Т.е. смотрите, если программа дошла до этого места, то значит всё было хорошо и никаких ошибок не возникло, а значит можно вернуть значение нуль.

Вы можете спросить, а почему именно нуль? А чёрт его знает! Просто так обычно делают. Можно, в принципе, возвращать какое-нибудь другое целое число, например 100, или -236. Лишь бы оно было целым числом. Помните про int? Поэтому и целое.

Вот мы и разобрались с функцией main. Ещё один момент. То что записано в фигурных скобках обычно называют "тело функции" (или описание функции), а первую часть, та что перед фигурными скобками называется заголовок функции.

Вернёмся теперь к нашей первой программе "Hello, World" и посмотрим, что там к чему.

Листинг 5. Программа «Hello, World»

#include int main(void) { printf("Hello, World!\n"); return 0; }

Кое-что нам теперь уже понятно в этой программе. Не ясными остаются только две строки, пойдём по порядку.

Листинг 6. Директива include

#include

Данная строчка это сообщение компилятору. Такие сообщения, начинающиеся с символа #, называются директивами компилятора. Буквально: «подключи файл stdio.h». Во время компиляции вместо этой строчки вставится содержимое файла stdio.h. Теперь немного поговорим об этом файле. stdio.h (от англ. STanDart Input Output) это заголовочный файл, в нем описаны различные стандартные функции, связанные с вводом и выводом.

Возникает резонный вопрос "А зачем нам писать эту строчку? Зачем нам вообще понадобилось вставлять сюда этот файл?" Это нужно для того, что бы в своей программе, мы могли использовать стандартную функцию вывода на экран printf().

Дело вот в чем. Прежде чем использовать что-нибудь в своей программе, нам надо сначала это описать. Представьте ситуацию, вас попросили принести канделябр, а вы знать не знаете что это такое. Непонятно, что делать.

Так же и компилятор. Когда он встречает какую-нибудь функцию, он ищет её описание (т.е. что она должна делать и что обозначает) в начале программы (с самого начала и до момента её использования в программе). Так вот, функция printf() описана в файле stdio.h. Поэтому мы и подключаем его. А вот когда мы его подключим, компилятор сможет найти функцию printf(), иначе он выдаст ошибку.

Кстати, настало время дополнить нашу карту знаний. Перед функцией main добавим ещё один блок, блок подключения заголовочных файлов.

Рис.3 Карта "Структура программ на языке Си." Блок подключения заголовочных файлов.

Продолжим разбираться с нашей программой.

Листинг 7. функция printf()

Printf("Hello, World!\n");

В этой строке мы вызываем стандартную функцию вывода на экран printf(). В данном простейшем случае мы передаем ей один параметр, строку, записанную в кавычках, которую надо вывести на экран, в нашем случае это Hello, World! \n. Но постойте, а что это за \n? На экране, во время запуска программы, никаких \n не было. Зачем тогда мы тут это написали? Данная последовательность это специальный символ, который является командой перейти на следующую строку. Это как в MS Word нажать клавишу Enter. Таких специальных символов несколько, все они записываются с помощью символа "\" - обратный слеш. Такие специальны символы называются управляющими символами. Потом я еще покажу вам их. В остальном на экране появится именно то, что вы написали в двойных кавычках.

Кстати, обратите внимание, каждая команда языка Си заканчивается символом «;» (точкой с запятой). Это похоже на точку в конце предложения, в русском языке. В обычном языке мы разделяем точкой предложения, а в языке программирования Си, точкой с запятой отделяем команды друг от друга. Поэтому ставить точку с запятой обязательно. Иначе компилятор будет ругаться и выдаст ошибку.

Чтобы вызвать какую-нибудь функцию, необходимо написать её имя и указать передаваемые ей параметры в круглых скобках. У функции может быть один или несколько параметров. А может не быть параметров вовсе, в таком случае в скобках писать ничего не нужно. Например, выше мы вызвали функцию printf() и передали ей один параметр строку, которую необходимо вывести на экран.

Кстати, полезный совет. Так как в каждой программе обязательно присутствует функция main, и буквально в каждой программе нам потребуется что-то выводить на экран, то рекомендую вам сразу создать файл со следующей заготовкой, чтобы каждый раз не писать одно и то же.

Листинг 8. Стандартная заготовка для программ на языке Си.

#include int main(void) { return 0; }

Ну вот вроде бы и всё. Этом первый урок можно считать законченным. Хотя нет, ещё один момент есть.

Самое главное в этом уроке это, конечно, общая структура программы. Но кроме того, мы научились выводить на экран произвольный текст. Кажется, что совсем ничего вроде и не узнали, но даже этого хватит для того, чтобы, например, сделать небольшой подарок своей маме на 8 марта.

Исходный код программы-открытки есть в архиве с исходными кодами этого урока. Экспериментируйте! У вас всё получится.

Сама по себе программа на языке С++ представляет собой текстовый файл, в котором представлены конструкции и операторы данного языка в заданном программистом порядке. В самом простом случае этот текстовый файл может содержать такую информацию:

Листинг 1.1. Пример простой программы.

/* Пример простой программы*/
#include
int main()
{
printf(“Hello World!”);
return 0;
}

и обычно имеет расширение cpp, например, «ex1.cpp».

Следующий шаг – это компиляция исходного кода. Под компиляцией понимают процесс, при котором содержимое текстового файла преобразуется в исполняемый машинный код, понимаемый процессором компьютера. Однако компилятор создает не готовую к исполнению программу, а только объектный код (файл с расширением *.obj). Этот код является промежуточным этапом при создании готовой программы. Дело в том, что создаваемая программа может содержать функции стандартных библиотек языка С++, реализации которых описаны в объектных файлах библиотек. Например, в приведенной программе используется функция printf() стандартной библиотеки «stdio.h». Это означает, что объектный файл ex1.obj будет содержать лишь инструкции по вызову данной функции, но код самой функции в нем будет отсутствовать.

Для того чтобы итоговая исполняемая программа содержала все необходимые реализации функций, используется компоновщик объектных кодов. Компоновщик – это программа, которая объединяет в единый исполняемый файл объектные коды создаваемой программы, объектные коды реализаций библиотечных функций и стандартный код запуска для заданной операционной системы. В итоге и объектный файл, и исполняемый файл состоят из инструкций машинного кода. Однако объектный файл содержит только результат перевода на машинный язык текста программы, созданной программистом, а исполняемый файл – также и машинный код для используемых стандартных библиотечных подпрограмм и для кода запуска.

Рассмотрим более подробно пример программы листинга 1.1. Первая строка задает комментарии, т.е. замечания, помогающие лучше понять программу. Они предназначены только для чтения и игнорируются компилятором. Во второй строке записана директива #include, которая дает команду препроцессору языка С++ вставить содержимое файла ‘stdio.h’ на место этой строки при компиляции. В третьей строке определена функция с именем main, которая возвращает целое число (тип int) и не принимает никаких аргументов (тип void). Функция main() является обязательной функцией для всех программ на языке С++ и без ее наличия уже на этапе компиляции появляется сообщение об ошибке, указывающее на отсутствие данной функции. Обязательность данной функции обусловливается тем, что она является точкой входа в программу. В данном случае под точкой входа понимается функция, с которой начинается и которой заканчивается работа программы. Например, при запуске exe-файла происходит активизация функции main(), выполнение всех операторов, входящих в нее и завершение программы. Таким образом, логика всей программы заключена в этой функции. В приведенном примере при вызове функции main() происходит вызов функции printf(), которая выводит на экран монитора сообщение “Hello World!”, а затем выполняется оператор return, который возвращает нулевое значение. Это число возвращается самой функцией main() операционной системе и означает успешное завершение программы. Фигурные скобки {} служат для определения начала и конца тела функции, т.е. в них содержатся все возможные операторы, которые описывают работу данной функции. Следует отметить, что после каждого оператора в языке С++ ставится символ ‘;’. Таким образом, приведенный пример показывает общую структуру программ на языке С++.

Программа на языке Си состоит из одной или более подпрограмм, называемых функциями .

Язык Си является блочно-структурированным. Каждый блок заключается в фигурные скобки {} .

Основным блоком в программе консольного приложения на языке Си является главная функция, имеющая имя main() .

Каждое действие в языке Си заканчивается символом «точка с запятой» — ; . В качестве действия может выступать вызов функции или осуществление некоторых операций.

Имя функции - это коллективное имя группы описаний и операторов,
заключенных в блок (фигурные скобки). За именем функции в круглых скобках указываются параметры функции.

Комментарии в языке Си

В языке Си для комментариев используются символы

/* — начало комментария;
*/ — конец комментария.

Вся последовательность, заключенная между этими символами, является комментарием.

Это удобно для написания многострочных комментариев :

int a; /* целая
переменная */

Многострочные комментарии также удобно использовать при отладке для сокрытия от выполнения части кода.

В дополнение к этому, для написания коротких комментариев могут использоваться символы // . При этом комментарием является все, что расположено после символов // и до конца строки:

float b; // вещественная переменная

Главная функция

При выполнении консольного приложения, написанного на языке Си, операционная система компьютера передаёт управление функции с именем main() . Функцию main() нельзя вызывать из других функций программы, она является управляющей.

Следующие за именем функции круглые скобки предназначены для указания параметров (аргументов), которые передаются в функцию при обращении к ней. В данном случае операционная система не передаёт в функцию main() никаких аргументов, поэтому список аргументов в круглых скобках пустой.

Главную функцию можно записать по-разному:

• int main()
• void main() .

Перед именем функции указывается тип возвращаемого значения. При обращении к главной функции значение возвращается операционной системе. Последняя запись не будет возвращать значения. Однако void main() — не совсем корректная запись, так как сообщает компилятору, что функция main() не возвращает никакого значения.

При этом запись int main() сообщает компилятору о возвращении целочисленного значения, которое необходимо операционной системе и сообщает ей о том, что программа завершилась корректно. Если же это значение не возвращено, то операционная система понимает, что программа завершилась в аварийном режиме.
Для возврата целочисленного значения перед завершением функции добавляется строка

return 0; // вещественная переменная

В фигурные скобки заключены описания и операторы.

В общем случае программа может содержать несколько функций. Каждая функция имеет список передаваемых в нее параметров, указанный в круглых скобках, и набор операций, заключенных в блок, ограниченный фигурными скобками.

Пример: Вывод на экран сообщения "Hello, world!" .

1
2
3
4
5
6
7

#include // Подключение библиотеки ввода-вывода
int main() // Главная функция
{
printf("Hello, world!" ); // Вывод сообщения
getchar(); // Задержка окна консоли
return 0;
}

Теперь попробуем написать текст на русском языке.

1
2
3
4
5
6
7

#include
int main()
{
printf("Здравствуй, мир!" );
getchar();
return 0;
}