УМК. Типы и размеры данных (Язык программирования C++)
учебно-методический материал по теме

Тема 2.1. Лексические основы языка C++

План урока № 5

Тема: “Типы данных языка C”

Цели урока:

• познавательные: изучить виды и типы данных, научиться определять переменные и константы, добывать знания самостоятельно;
• воспитательные: воспитывать аккуратность, добросовестность, честность, чувство долга, трудолюбие, бережное отношение к имуществу;
• развивающие: учить анализировать, выделять главное, сравнивать, обобщать и систематизировать.

Оборудование урока: электронная лекция, тестовое задание, презентация.

Ход урока

1. Организация начала урока. Проверить готовность группы к работе, отметить отсутствующих.
2. Постановка цели урока.

В результате изучения необходимо усвоить:

• Что такое данные входные, промежуточные, выходные?
• Допустимые имена переменных.
• Что значит определить переменную?
• Для чего определять переменную?
• Что значит определить константу?
• Типы переменных:
• Что они определяют?
• Какие ключевые слова используются?
• Отличительные особенности каждого типа переменных.

Подготовиться по вопросам теста: указать ключевые слова, объем памяти, диапазон значений данных различного типа,

3. Объяснение нового материала.
4. Помощь в процессе самостоятельной работы студентов по подготовке к тесту.

• По необходимости: группе, подгруппе, индивидуально.

3. Контроль качества усвоения материала.

• Тестирование по теме “Типы переменных и диапазон их значений. Управляющие последовательности”.

4. Выполнить дома: Переписать и выучить материал для конспекта, ответить на контрольные вопросы.

Типы данных языка C

План

Имена переменных и констант

Целочисленные величины

Вещественные числа

Символьные данные

Строки

Имена переменных и констант

Каждой программе для работы необходима информация - данные. Данные вводятся в компьютер, он обрабатывает их, следуя нашим инструкциям, затем выдает результат.

Исходные (входные) - это данные, известные перед выполнением задачи, из условия.

Выходные данные - результат решения задачи.

Промежуточные данные - переменные, которые не являются ни аргументом, ни результатом алгоритма, а используются только для обозначения вычисляемого промежуточного значения.

С понятием величины связаны следующие характеристики (атрибуты):

• имя (идентификатор) - это ее обозначение и место в памяти;
• тип - множество допустимых значений и множество применимых операций к ней;
• значение - динамическая характеристика, может меняться многократно в ходе исполнения алгоритма. Во время выполнения алгоритма в каждый конкретный момент величина имеет какое-то значение или не определена.

Итак, каждой используемой в программе константе и переменной должно быть присвоено имя.

Для формирования имен констант, переменных, ключевых слов используются:

• большие и малые буквы латинского алфавита,
• арабские цифры,
• знак подчеркивания _ .

Компилятор C рассматривает одну и ту же большую и малую буквы как разные символы. Например, переменные dx_1, Dx_1, dX_1, DX_1 имеют различные имена.

Первым символом в имени может стоять буква или знак подчеркивания _.

Например: Num, _min, max, sum_7, и так далее.

Прежде чем вводить данные, необходимо описать их тип.

Тип переменной определяет:

• диапазон допустимых значений, принимаемых величинами этого типа;
• набор операций, допустимых над данной величиной;
• объем памяти, отводимой под эту переменную.

C должен зарезервировать достаточное количество памяти для хранения введенной информации. Разные типы данных занимают не одинаковый объем памяти. Не все функции языка C могут работать с данными любого типа.

В процессе написания программы необходимо определить все данные, которые будут использоваться, причем сделать это надо и для вводимой информации, и для результата. Данные классифицируются по типу значений, которые они содержат. Значение не обязательно означает числовую величину, но и буквы, слова, фразы.

В стандарте языка C используется семь ключевых слов, указывающих на различные типы данных:

• целые числа со знаком int, long, short,
• целые беззнаковые константы unsigned,
• символы (значения ASCII-кода от 0 до 255) char,
• числа с плавающей точкой float, double.

Определить переменную - это, значит, сообщить ее имя и тип компилятору C.

Переменной называется величина, значение которой может быть изменено в процессе исполнения алгоритма.

При описании данных достаточно ввести тип, за которым должен следовать список имен переменных. Например:

int tdw, _sek, g1o; char elen, ogi;

long kid, g2o; char isi =' j';

float z2_c; unsigned rib = 6;

Определить константу - это, значит, сообщить компилятору C ее имя и значение.

Значение константы не может изменяться в ходе выполнения программы.

Первый способ: для определения константы перед функцией main() помещают директиву #define, имеющую следующий синтаксис:

#define NUM 9.15 - Числовое значение не заключается в кавычки

#define NUM 7 - Целочисленные величины не должны иметь десятичной точки

#define NUM 5.0 - Величины с плавающей точкой должны иметь

#define NUM 0.8 - хотя бы по одному разряду слева и справа от точки

#define SIM 'U' - Значение символьной константы должно быть заключено в апострофы

#define STRING "тема" - Значение строки должно быть заключено в кавычки

Второй способ задания констант включает в себя применение ключевого слова const. Это модификатор, который можно применить к объявлению любой переменной.

const int col = 10;

const float e = 1.6;

Объявления служат для компилятора источником информации о свойствах величин, используемых в программе, и установления связи между этими величина и их идентификаторами, фиксируя тем самым конкретный смысл, предписанный различным идентификаторам в программе.

Согласно объявленным переменным и их количеству компилятор резервирует необходимый объем памяти для хранения значений величин, над которыми выполняются требуемые операции.

Целочисленные величины

Целые числа - это числа, не имеющие дробной части. Их значение может быть положительным, отрицательным, нулевым, но никогда не имеет в своем составе знаков после точки.

Для того, чтобы обеспечить возможность работы с числами любой величины, в большинстве компиляторов C определено несколько типов целочисленных данных.

Отрицательные константы рассматриваются как беззнаковые, к которым применен унарный оператор "минус".

Восьмеричные и шестнадцатеричные константы также допустимы:

• восьмеричное число начинается с цифры 0 - 027, 013,
• шестнадцатеричное число начинается с 0x - 0x27, 0xA9.

Суффикс L (или l), присоединенный к любой константе, сделает ее представление типа long: 239L, 2.4e4L.

Суффикс U (или u), дает представление unsigned: 198U.

Константа становится unsigned long, если ее значение превышает 65535, независимо от используемого основания. Можно использовать оба (L и U) суффикса для одной и той же константы

Вещественные числа

Числа, которые могут содержать десятичную часть (вещественные), называются числами с плавающей точкой.

Общая форма записи числа с плавающей точкой: ±m.nE±k

• m.n - мантисса,
• E - признак числа 10,
• ± - знак мантиссы или порядка,
• k - порядок (целое число).

При записи вещественных чисел необходимо придерживаться правил:

• знак + можно не писать,
• разрешается опускать либо десятичную точку (4e16, 1e-5), либо экспоненциальную часть (3.14159, .76, 185.), но не одновременно,
• использовать пробелы при записи констант запрещается.

Тип данных с плавающей точкой имеет предел точности, диапазон которого зависит от компилятора. Принято различать числа с одинарной точностью и с двойной точностью.

Все константы с плавающей точкой, определенные как тип double, можно преобразовать в константу с плавающей точкой типа float, добавлением к ней суффикса F.

Символьные данные

Значением символьных данных (char) может быть буква, цифра или другой символ клавиатуры. Для каждого элемента символьных данных программа отводит столько места, сколько необходимо для хранения единичного символа.

Множество символов языка C включает:

большие и малые буквы латинского алфавита

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z

десять десятичных арабских цифр

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

специальные символы клавиатуры

! ~ ` # % ^ " ' ; : [ ] { } $ & * - + / < . > , \ | @ ? ( ) _

Значениями переменной типа char могут быть только одиночные символы.

При присваивании значения переменной типа char необходимо значение (символ) заключать в апострофы

char olli, beep;

olli = 'r';

beep = '\007';

Согласно таблице ASCII-кода код символа r равен 114, код 7 соответствует подаче звукового сигнала - терминал компьютера будет издавать звуковой сигнал. Это ( или \a ) управляющая последовательность.

Управляющие последовательности:

Строки символов

Строкой называется набор символов, слов, фраз или предложений.

В C строка не выделяется в отдельный тип данных. Язык C работает со строкой как с последовательностью данных символьного типа, используя так называемый массив.

Строка может состоять из любой комбинации букв, цифр, знаков препинания, управляющих кодов. Элементы строки хранятся вместе в последовательных элементах памяти. Каждый символ хранится в отдельном элементе памяти.

Последовательность \0 является специальным символом, который C вставляет после каждой строки, чтобы отметить конец строки. \0 - нулевой символ, рассматривается как один символ, занимает один элемент памяти.

Определить строковую константу можно с помощью директивы #define, заключив символы строки в кавычки:

#define CLIENT "Иванов Петр"

Чтобы определить строковую переменную, необходимо использовать тип char и указать максимальное число символов с учетом \0, которое может содержать строка.

Например, определить и инициализировать строку:

unsigned char art_name[12] = "цивилизация";

Можно определить переменную, как указатель на строку, а затем память выделить динамически.

// определение указателя на строку

char *s;

// динамическое выделение 80 байт памяти

s = new char[80];

Для конспекта

1. Типы данных языка C

1. Исходные (входные) - это данные, известные перед выполнением задачи, из условия.
2. Выходные данные - результат решения задачи.
3. Промежуточные данные - переменные, которые не являются ни аргументом, ни результатом алгоритма, а используются только для обозначения вычисляемого промежуточного значения.
4. С понятием величины связаны следующие характеристики (атрибуты):

• имя (идентификатор) - это ее обозначение и место в памяти;
• тип - множество допустимых значений и множество применимых операций к ней;
• значение - динамическая характеристика, может меняться многократно в ходе исполнения алгоритма. Во время выполнения алгоритма в каждый конкретный момент величина имеет какое-то значение или не определена.

5. Для формирования имен констант, переменных, ключевых слов используются:

• большие и малые буквы латинского алфавита (компилятор C рассматривает одну и ту же большую и малую буквы как разные символы),
• арабские цифры,
• знак подчеркивания _ .

Первым символом в имени может стоять буква или знак подчеркивания _.

6. Тип переменной определяет:

• диапазон допустимых значений, принимаемых величинами этого типа;
• набор операций, допустимых над данной величиной;
• объем памяти, отводимой под эту переменную.

7. В стандарте языка C используется семь ключевых слов, указывающих на различные типы данных:

• целые числа со знаком int, long, short,
• целые беззнаковые константы unsigned,
• символы (значения ASCII-кода от 0 до 255) char,
• числа с плавающей точкой float, double.

9. Целые числа - это числа, не имеющие дробной части. Их значение может быть положительным, отрицательным, нулевым, но никогда не имеет в своем составе знаков после точки.
10. Числа, которые могут содержать десятичную часть (вещественные), называются числами с плавающей точкой.
11. Общая форма записи числа с плавающей точкой: ±m.nE±k

• m.n - мантисса,
• E - признак числа 10,
• ± - знак мантиссы или порядка,
• k - порядок (целое число).

12. Значением символьных данных (char) может быть буква, цифра или другой символ клавиатуры.
13. Определить переменную - это, значит, сообщить ее имя и тип компилятору C:

int x;

float z;

char ch;

14. При описании данных достаточно ввести тип, за которым должен следовать список имен переменных.

int a, b, d;

15. При определении или описании переменных можно их инициализировать

int a = 3, b = 7, d = 4, Sum;

float z = 73.65;

char ch = 's';

16. Определить константу - это, значит, сообщить компилятору C ее имя и значение.

#define N 7.89

const int y = 25;

17. Строкой называется набор символов, слов, фраз или предложений.

char str[30] = "Это строка - массив символов";

Последовательность \0 является специальным символом, который C вставляет после каждой строки, чтобы отметить конец строки.

Контрольные вопросы

Лекция 04. Определение переменных и констант

1. Какие символы разрешено использовать в именах переменных языка C++?
2. Каких принципов следует придерживаться при назначении имен переменных и констант?
3. Укажите две причины, зачем может понадобиться использовать вещественную переменную двойной точности (типа double) вместо переменной одинарной точности (типа float)
4. Для каждого из вычислений:

• определите исходные данные,
• объявите переменные, необходимые для вычисления,
• запишите формулы для получения результатов вычислений.

Пояснение: значение константы π определено в математической библиотеке math.h под именем M_PI.

нечетные варианты (1, 3, 5, ...)

#include

#include

#include

void main(void)

{

        clrscr();

        // Вычисление:

        //        периметра и площади прямоугольника

        //        площади поверхности и объема шара

        //        длины окружности и площади круга

        //        стоимости покупки, состоящей из нескольких карандашей

        //        и такого же количества обложек

        //        периметра и площади равностороннего треугольника

        getch();

}

четные варианты (2, 4, 6, ...)

#include

#include

#include

void main(void)

{

        clrscr();

        // Вычисление:

        //        площади кольца

        //        объема и площади поверхности цилиндра

        //        стоимости покупки, состоящей из нескольких тетрадей и линейки

        //        площади основания и объема конуса

        //        диагонали и объема прямоугольного параллелепипеда

        getch();

}

Типы переменных и диапазон их значений. Управляющие последовательности.

##01. Данные символьного типа

|34| описываются с ключевым словом char

|33| имеют диапазон значений от -128 до 127

|33| занимают 1 байт памяти

 занимают 2 байта памяти

 описываются с ключевым словом unsigned

##02. Данные целочисленного типа

|34| описываются с ключевым словом int

|33| имеют диапазон значений от -32768 до 32767

|33| занимают 2 байта памяти

 занимают 4 байта памяти

 описываются с ключевым словом unsigned

##03. Данные целочисленного типа, короткое целое

|34| описываются с ключевым словом short

|33| имеют диапазон значений от -32768 до 32767

|33| занимают 2 байта памяти

 занимают 4 байта памяти

 описываются с ключевым словом long

##04. Данные целочисленного типа, длинное целое

|34| описываются с ключевым словом long

|33| имеют диапазон значений от -2147483648 до 2147483647

|33| занимают 4 байта памяти

 описываются с ключевым словом short

 занимают 2 байта памяти

##05. Данные типа с плавающей точкой одинарной точности

|34| описываются с ключевым словом float

|33| имеют диапазон значений от 3.4e-38 до 3.4e+38

|33| занимают 4 байта памяти

 описываются с ключевым словом double

 занимают 8 байта памяти

##06. Данные типа с плавающей точкой двойной точности

|34| описываются с ключевым словом double

|33| имеют диапазон значений от 1.7e-308 до 1.7e+308

|33| занимают 8 байта памяти

 описываются с ключевым словом float

 занимают 4 байта памяти

##07. Для описания целых чисел со знаком используются ключевые слова:

|34| int

|33| long

|33| short

 unsigned

##08. Для описания целых беззнаковых констант используются ключевые слова:

|40| unsigned

|20| int

|20| long

|20| short

##09. Для описания чисел с плавающей точкой используются ключевые слова:

|50| float

|50| double

 unsigned

 char

 long

##10. Для формирования имен констант, переменных, ключевых слов используются:

|34| большие и малые буквы латинского алфавита

|33| арабские цифры

|33| знак подчеркивания _

 большие и малые буквы русского алфавита

 скобки

##11. Управляющая последовательность \n означает

 переход на новую строку

 табуляция горизонтальная

 табуляция вертикальная

 возврат каретки

##12. Управляющая последовательность \t означает

 табуляция горизонтальная

 табуляция вертикальная

 шаг назад (забой)

 подача бланка

##13. Управляющая последовательность \v означает

 табуляция вертикальная

 табуляция горизонтальная

 шаг назад (забой)

 подача бланка

##14. Управляющая последовательность \b означает

 шаг назад (забой)

 табуляция вертикальная

 табуляция горизонтальная

 подача бланка

##15. Управляющая последовательность \r означает

 возврат каретки

 переход на новую строку

 табуляция горизонтальная

 табуляция вертикальная

##16. Управляющая последовательность \f означает

 подача бланка

 подача звукового сигнала

 возврат каретки

 переход на новую строку

##17. Управляющая последовательность \a означает

 подача звукового сигнала

 подача бланка

 возврат каретки

 переход на новую строку

##18. Данные типа unsigned char

|50| имеют диапазон значений от 0 до 255

|50| занимают 1 байт памяти

 имеют диапазон значений от -128 до 127

 занимают 2 байта памяти

##19. Данные типа unsigned int

|50| имеют диапазон значений от 0 до 65535

|50| занимают 2 байта памяти

 имеют диапазон значений от -32768 до 32767

 занимают 4 байта памяти

##20. Укажите допустимые значения имен переменных

|34| dx_7

|33| Sum

|33| _num

 7x

 x#2