Wprowadzenie

Pytania wstępne:

co to jest program komputerowy?
czym jest instrukcja?
czym jest wyrażenie?
jaką funkcję pełni kompilator?

Pierwszy program

#include <stdio.h>

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

Przeanalizuj powyższy program. Zwróć uwagę na wszystkie znaki interpunkcyjne: średnik występuje po każdej instrukcji — co nie znaczy, że na końcu każdej linii.

Program kompilujemy za pomocą kompilatora gcc:

gcc program.c

Jeśli na ekranie nie pojawiły się żadne komunikaty, czyli nie było błędów ani ostrzeżeń, to znaczy, że wszystko przebiegło pomyślnie. Teraz możemy uruchomić program w następujący sposób:

./a.out

Na ekranie powinniśmy otrzymać napis Hello World.

Wygodnie jest, wpisując nawiasy i cudzysłowy, wpisywać od razu odpowiednio nawias lub cudzysłów zamykający, a następnie przejść do wypełniania wnętrza. Chroni to przed zapomnieniem o wpisaniu znaku zamykającego, co się zdarza, gdy najpierw wypełniamy wnętrze.

Pojęcie zmiennej, deklaracja zmiennej i wczytywanie wartości od użytkownika

Zmienna to pojemnik, który umożliwia przechowanie wartości określonego typu. Typ to na przykład: liczba całkowita (int), liczba zmiennoprzecinkowa (float, double) — więcej typów poznamy później. Z drugiej strony zmienna to wydzielone miejsce w pamięci operacyjnej o określonym rozmiarze i położeniu.

#include <stdio.h>

int main() {
  int zm1;
  int zm2;
  // jaka jest wartość zmiennych w tym momencie?

  scanf("%d", &zm1);
  printf("Wartość zmiennej zm1 to %d.\n", zm1);

  zm2 = 5;
  printf("Wartość zmiennej zm2 to %d.\n", zm2);

  printf("Iloczyn wpisanych wartości to %d.\n", zm1*zm2);

  return 0;
}

Przeanalizuj powyższy program. Zastanów się nad pytaniem zawartym w komentarzu w programie.

Do wczytywania i wypisywania wartości całkowitych używamy specyfikatora %d, natomiast dla wartości zmiennoprzecinkowych mamy %f (dla float) oraz %lf (dla double).

Zwróć uwagę, że przy wczytywaniu wartości za pomocą funkcji scanf, zmienne poprzedzamy znakiem & — ale pamiętaj, żeby nie dodać tego znaku przy wypisywaniu za pomocą printf.

Operator przypisania

Aby nadać zmiennej wartość, używamy operatora przypisania:

zmienna = wyrazenie;
l_wartosc = wyrazenie;

W przykładzie powyżej występuje l_wartość, czyli uogólnienie zmiennej na wszystko, do czego można przypisać wartość. Nazwę łatwo skojarzyć z faktem, że l_wartość występuje po lewej stronie przypisania. Przykład l_wartości, która nie jest zmienną, poznamy w późniejszym terminie.

Instrukcja przypisania działa w następujący sposób:

obliczana jest wartość wyrażenia po prawej stronie znaku =,
obliczona wartość jest nadawana l_wartości.

Dlatego w pełni poprawną instrukcją jest x = x+1; zwiększająca wartość zmiennej x o 1 lub a = a/2; zmniejszająca wartość zmiennej a dwukrotnie.

Działania na liczbach całkowitych i zmiennoprzecinkowych

Jeśli wykonujemy działania na dwóch wartościach całkowitych, wynik również jest całkowity. Odnosi się to również do dzielenia, dlatego w języku C wyrażenie 7/2 ma wartość 3. Aby otrzymać wartość zmiennoprzecinkową, czyli w przykładzie powyżej: 3.5, można wykorzystać sposoby jak w poniższym programie (sprawdź, które działają):

#include <stdio.h>

int main() {
  int a = 7, b = 2;
  double fa, wynik;

  wynik = a/b;
  printf("%lf\n", wynik);

  fa = a;
  wynik = fa/b;
  printf("%lf\n", wynik);

  printf("%lf\n", 1.0*a/b);
  printf("%lf\n", (double)a/b);

  printf("%lf\n", (double)(a/b));
  printf("%lf\n", 1.0*(a/b));

  return 0;
}

Zadania

Napisz program, który wczyta dwie liczby całkowite: długość podstawy i wysokość trójkąta i wypisze na ekran pole tego trójkąta. Zwróć uwagę, że pole nie musi być liczbą całkowitą.
Zmodyfikuj program z poprzedniego zadania tak, aby wczytywał liczby zmiennoprzecinkowe.
Zmodyfikuj program z poprzedniego zadania tak, aby wczytywał liczby zmiennoprzecinkowe będące długościami boków trójkąta i nadal wypisywał pole trójkąta. Skorzystaj ze wzoru Herona.

Aby obliczyć pierwiastek kwadratowy, wykorzystaj funkcję sqrt. Musisz dodać na początku programu linię #include <math.h>, a podczas kompilacji dodać opcję -lm, np.:
```
gcc pole_trojka.c -lm
```

Instrukcja `if`

Do tej pory pisaliśmy programy, które wykonywały wszystkie wpisane instrukcje od początku do końca. Często jednak to, czy wykonać pewną instrukcję lub grupę instrukcji zależy od pewnych warunków. Do tego celu wykorzystujemy instrukcję warunkową — if:

if(Warunek_logiczny){
  // instrukcje, które się wykonują,
  // jeżeli Warunek_logiczny okazał się prawdziwy (jest spełniony)
} else {
  // instrukcje, które się wykonują,
  // jeżeli Warunek_logiczny okazał się nieprawdziwy (nie jest spełniony)
}

Warunek_logiczny to wyrażenie, które przyjmuje dwa rodzaje wartości:

0, które oznacza niespełnienie warunku, inaczej mówiąc: fałsz,
cokolwiek różnego od 0 — spełnienie warunku, inaczej: prawda. Zwróć uwagę, że liczby ujemne są różne od zera, więc również uznawane są za wyrażenie prawdziwe.

Przy tej okazji wprowadźmy pojęcie bloku kodu: jest to lista instrukcji zawartych w nawiasach klamrowych ({ i }). Zatem w powyższym fragmencie kodu są dwa bloki.

Jeśli nie ma instrukcji, które miałyby się wykonać, gdy warunek jest niespełniony, czyli blok kodu po else byłby pusty, można opuścić (i tak się robi niemal zawsze) słowo else i nawiasy klamrowe za nim:

if(Warunek_logiczny){
  // instrukcje, które się wykonują,
  // jeżeli Warunek_logiczny okazał się prawdziwy (jest spełniony)
}

Dodatkowo, jeśli blok kodu składa się tylko z jednej instrukcji, można zrezygnować z otaczania jej nawiasami klamrowymi (chociaż nie jest to zalecane):

if(Warunek_logiczny)
  jedna_instrukcja;
else
  druga_instrukcja;

Pamiętaj, że Warunek_logiczny musi być obliczony przez komputer (zajmując pewien czas) w trakcie działania programu, więc nie warto wprowadzać nadmiarowego sprawdzania warunków tam, gdzie wiadomo, że zawsze będą spełnione. Przykład:

if(liczba < 0){
  printf("Liczba jest ujemna.\n");
} else if(liczba >= 0){
  printf("Liczba jest nieujemna.\n");
}

W powyższym przykładzie sprawdzenie drugiego warunku jest całkowicie zbędne, ponieważ w tym miejscu zawsze okaże się prawdziwy.

Zwróć uwagę na wcięcia w kodzie — zwiększają one czytelność, dlatego są wymagane. Kod źródłowy jest wielokrotnie częściej czytany, niż tworzony, zatem warto poświęcić chwilę na jego czytelne sformatowanie.

Operatory logiczne

Jako Warunek_logiczny często występuje wyrażenie porównujące wielkości liczbowe. Stosujemy w tym celu operatory:

== — równości,
!= — nierówności,
> — większości,
>= — słabej większości,
< — mniejszości,
<= — słabej mniejszości.

Uwaga

Zwróć uwagę, że operator przypisania = nie jest operatorem równości (==). Podobieństwo to na początku sprawia trudności, jeśli w miejsce == użyje się =. Przykład: jak zadziała poniższy program?

#include <stdio.h>

int main() {
  int a;
  scanf("%d", &a);
  if(a=0){
    printf("a jest równe %d.\n", a);
  }
  return 0;
}

Zadania

Napisz program, który wczyta trzy liczby zmiennoprzecinkowe: a, b, c oznaczające współczynniki w równaniu kwadratowym ax²+bx+c=0. Program ma wypisać liczbę rozwiązań oraz ewentualne rozwiązania równania.
Napisz program, który wczyta liczbę całkowitą i wypisze na ekran komunikat na temat parzystości liczby.

Wprowadzenie

Pierwszy program

Pojęcie zmiennej, deklaracja zmiennej i wczytywanie wartości od użytkownika

Operator przypisania

Działania na liczbach całkowitych i zmiennoprzecinkowych

Zadania

Instrukcja if

Operatory logiczne

Uwaga

Zadania

Instrukcja `if`