Лекции / Глава 2. Структура программы
§2.2.6 Простые операторы ввода std::cin и вывода std::cout .
§2.2.7 Пример обработки синтаксических ошибок .
§2.3 Структура программы на С# .
§2.3.1 Инструкции и блоки кода.
§2.3.2 Тело программы – класс Program и метод Main .
§2.3.3 Консольный ввод-вывод данных .
§2.1 Основные определения, составляющие структуру программы
Рассмотрим основные элементы, которые будут составлять структуры любой компьютерной программы.
Компьютерная программа — это последовательность инструкций,
которые сообщают компьютеру, что ему нужно сделать.
Стэйтмент (англ. «statement») — это тип инструкции в компьютерных программах. Он является наименьшей независимой единицей в языках программирования. Стэйтмент в программировании — это то же самое, что и
«предложение» в русском языке. Мы пишем предложения, чтобы выразить какую-то идею. В языках программирования мы пишем стэйтменты, чтобы выполнить какое-то задание. Все стэйтменты в C++ и C# заканчиваются точкой с запятой .
Есть много разных видов стэйтментов в языках программирования.
Самые распространенные из них представлены в таблице 2.1.
Таблица 2.1. Виды стэйтментов
Он сообщает компилятору, что х является
целочисленной переменной. Все переменные
в программе должны быть объявлены,
прежде чем использованы.
Здесь мы присваиваем значение 50
Мы выводим значение переменной х на
Компилятор также способен обрабатывать выражения.
Выражение (англ. «expression») — это объект, который создается
(составляется) для проведения вычислений и нахождения соответствующего результата. Например, в математике выражение 2 + 3 имеет значение 5.
Выражения в языках программирования могут содержать:
отдельные цифры и числа (например, 2, 45);
буквенные переменные (например, х, у);
операторы, в т.ч. математические (например, +, -);
Выражения могут состоять как из единичных символов — цифр или букв (например, 2 или х), так и из различных комбинаций этих символов с операторами (например, 2 + 3, 2 + х, х + у или (2 + х) * (y — 3)).
Для наглядности разберем простой корректный стэйтмент присваивания
х = 2 + 3; . Здесь мы вычисляем результат сложения чисел 2 + 3, который затем присваиваем переменной х .
В языках программирования стэйтменты объединяются в блоки — функции.
Функция — это последовательность стэйтментов. Каждая программа в
C++ должна содержать главную функцию main() (в C# — функцию Main() ).
Именно с первого стэйтмента, находящегося в функции main() , и начинается выполнение всей программы. Функции, как правило, выполняют конкретное задание. Например, функция max() может содержать стэйтменты, которые определяют большее из заданных чисел, а функция calculateGrade()
может вычислять среднюю оценку студента по какой-либо дисциплине.
Библиотека — это набор скомпилированного кода (например,
функций), который был «упакован» для повторного использования в других программах. С помощью библиотек можно расширить возможности программ.
§2.2 Структура программы на С++
С++ — компилируемый язык. Это означает, что для запуска программы сначала необходимо транслировать ее из текстовой формы, понятной для человека, в форму, понятную для машины. Эту задачу выполняет особая программа, которая называется компилятором. То, что вы пишете и читаете,
называется исходным кодом или исходным текстом программы, а то, что выполняет компьютер, называется выполняемым , объектным или
Обычно файлы с исходным кодом программы на языке С++ имеют суффикс .срр (например, hello_world.cpp) или .h (например, std_lib_facilities.h),
а файлы с объектным кодом имеют суффикс .obj (в Windows) или .о (в Unix).
Следовательно, простое слово код является двусмысленным и может ввести в
заблуждение: его следует употреблять с осторожностью и только в ситуациях,
когда недоразумение возникнуть не может. Если не указано иное, под словом код подразумевается «исходный код» или даже «исходный код за исключением комментариев», поскольку комментарии предназначены для людей и компилятор не переводит их в объектный код.
Компилятор читает исходный код и пытается понять, что вы написали.
Он проверяет, является ли программа грамматически корректной, определен ли смысл каждого слова. Обнаружив ошибку, компилятор сообщает о ней, не пытаясь выполнить программу.
Рассмотрим стандартную программу «Hello, world!»:
std::cout << «Hello, World!» << std::endl;
Эту программу можно разделить на 2 части: директивы препроцессора,
которые начинаются с символа # , и основную часть программы, которая начинается с определения сигнатуры главной функции int main() .
§2.2.1 Директива препроцессора #include
Как и предполагает название, препроцессор – это инструмент, который запускается перед фактическим началом компиляции. Директивы препроцессора – это команды препроцессору, они всегда начинаются со знака
«решетка» (#). В строке 1 листинга 2.1. директива #include <имя файла>
указывает препроцессору взять содержимое файла (в данном случае – iostream ) и включить его в строку, где расположена директива.
iostream – это стандартный файл заголовка, который включается потому, что она содержит определение объекта потока вывода данных cout ,
используемого в строке 4 для вывода на экран сообщения «Hello, World!».
Компилятор смог откомпилировать строку 4 только потому, что мы заставили препроцессор включить определение объекта потока cout в строке 1.
§2.2.2 Тело программы – функция main()
После директив препроцессора следует тело программы, расположении в функции main() . Исполнение программы С++ всегда начинается здесь,
поэтому функцию main() часто называют точкой входа в программу . По стандартному соглашению, перед функцией main() указывается тип int . Тип int в данном случае – это тип данных возвращаемого значения функции main() .
Всё, что находится между открывающей фигурной скобкой в строке 3 и
закрывающей фигурной скобкой в строке 6, — считается содержимым функции main() .
Рассмотрим подробнее строку 4, выполняющую задачу программы,
представленной в листинге 2.1.
cout («console-out» — вывод на консоль, произносится как «си-аут») –
оператор, выводящий на экран строку «Hello, World!» . cout – это поток,
определенный в стандартном пространстве имен (поэтому и указывается std::cout) , а то, что мы делаем – это помещаем текст строки Hello, World! в данный поток, используя оператор вывода в поток << .
Потоком (stream) называется последовательность символов,
записываемая или читаемая из устройства ввода-вывода некоторым способом.
Термин «поток» подразумевает, что символы поступают и передаются последовательно на протяжении определенного времени.
Оператор std::endl используется для завершения строки, а ввод его в поток эквивалентен переносу строку. Оператор вывода в поток используется при необходимости вывода в поток каждого нового элемента.
Функции в языке С++ должны возвратить значение, если противное не указано явным образом. main() – это функция, всегда и обязательно
возвращающая целое число. Традиционно программисты возвращают значение 0 в случае успешного выполнения программы и -1 в случае ошибки.
Язык С++ чувствителен к регистру. Поэтому готовьтесь к неудаче компиляции, если напишете Int вместо int , Void вместо void и Std::Cout
§2.2.3 Концепция пространства имен
Пространства имен – это множество, в рамках которого определяются различные идентификаторы (имена типов, функций, переменных и т. д.).
Пространства имен используются для организации кода в виде логических групп и с целью избежания конфликтов имен, которые могут возникнуть,
особенно в таких случаях, когда база кода включает несколько библиотек. Все идентификаторы в пределах пространства имен доступны друг другу без уточнения.
Чтобы избежать конфликта имен, разрешается также объявлять собственные пространства имен через ключевое слово namespace . Всё, что объявлено внутри пользовательского пространства имен, — принадлежит только этому пространству имен. Для того, чтобы указать компилятору место поиска идентификатора в определенном пространстве имен необходимо использовать название необходимого пространства имен вместе с оператором разрешения области видимости ( :: ) и требуемым идентификатором.
Причина использования в программе синтаксиса оператора std::cout ,
а не просто cout , в том, что используемый элемент ( cout ) находится в стандартном пространстве имен ( std ).
При вызове оператора std::cout вы указываете компилятору использовать именно тот объект, который доступен в стандартном пространстве имен std . В этом пространстве объявлена вся стандартная библиотека С++.
Многие программисты находят утомительным регулярный ввод в коде спецификатора при использовании оператора cout и других подобных
Выражения и инструкции
Делим весь код на две группы — одна возвращает значения, другая — нет.
Время чтения: 6 мин
- Кратко
- Как понять
- Выражения
- Инструкция
Обновлено 4 декабря 2022
Кратко
Скопировать ссылку на секцию «Кратко» Скопировано
Выражение (англ. expression) — это код, который после выполнения возвращает какое-либо значение. Например, 5 + 3 вернёт 8 , а Math . random ( ) — случайное число.
Инструкция (англ. statement) — это отдельная команда в коде, которая выполняет определённое действие. Например, if позволяет создать ветвление в программе, for позволяет повторять одно и то же действие.
Как понять
Скопировать ссылку на секцию «Как понять» Скопировано
Выражения
Скопировать ссылку на секцию «Выражения» Скопировано
Любая программа — это набор операций. Чтобы описать программу, разработчик пишет различные выражения на языке программирования. Посмотрим на самое простое выражение — откроем консоль любого браузера и введём туда элементарное выражение — число.
Когда мы нажмём Enter, консоль ответит нам тем же самым числом. Поздравляю, это было самое простое выражение. Интерпретатор JavaScript выполнил его и вернул результат последней (в данном случае единственной) операции.
Усложним пример и добавим немного действий. Введём в консоль браузера классическую математическую задачку на внимательность:
JavaScript разбирается в математике, и потому в результате выполнения такого выражения мы получим число 6 . Как JavaScript считал?
2 + 2 * 2 – составное выражение. В нем есть как выражения, представляющие числа, так и выражения, представляющие операции с числами. Таких выражений может быть много, с их помощью мы комбинируем и трансформируем значения.
Составные выражения лучше понимать в виде схемы:
Операциям сложения и умножения нужны два выражения – левое и правое, чтобы вычислить результат. В левой части сложения будет число 2, а в правой — составное выражение 2 * 2 , которое будет аналогично разбираться по частям.
Рассмотрим пример чуть сложнее. Введём в консоль:
Схематично выражение можно представить так:
Как и в предыдущем примере, можно проследить из каких частей состоит выражение и как эти части связаны. В итоге мы получим ответ 8 .
Из всех перечисленных примеров можно сделать вывод, что выражения оперируют с данными — это могут быть не только числа, но и строки, и сложные структуры данных. Данные сочетаются с операциями над ними (например, сложение, вычитание, умножение), и программа выдаёт результат выражения. Удобно представлять выражение как наборы данных в сочетании с операциями, которые их обрабатывают. Схематично программу, состоящую из выражений, можно изобразить как последовательность блоков.
Инструкция
Скопировать ссылку на секцию «Инструкция» Скопировано
Работа с данными — это ещё не все, что нужно для создания программы. Выражения не решают много вопросов: Как описать с помощью выражения действие по определённому условию? Да, у нас будут данные и можно написать выражение, чтобы вычислить условие, но как сказать программе делать то или иное действие? А если какое-то действие нужно повторить несколько раз?
Для этого в языках программирования существуют инструкции. Они не являются выражениями, но позволяют правильно настроить порядок их выполнения.
Например, используя инструкцию if , написать программу с условием:
Инструкции ничего не вычисляют и не возвращают результат, поэтому они не являются выражениями. Например, инструкция if позволяет описать несколько путей выполнения программы. Её условие будет вычислено с помощью выражения ( num > 10 является выражением и возвращает булевый результат, а внутри условных веток так же будут присутствовать другие выражения (вызов функции – это выражение и оно возвращает результат).
Таким образом, объединяя всего одну инструкцию с выражениями мы получаем программу с ветвлением:
На самом деле, в JavaScript есть выражение, которое позволяет возвращать значение по условию. Таким выражением является тернарный оператор. Как любое выражение, он возвращает значение.
А используя инструкцию for или while можно зациклить какое-то действие:
И точно так же, объединяя инструкцию с другими выражениями мы получаем более осмысленную программу.
В JavaScript все инструкции можно поделить на несколько категорий:
- управление потоком выполнения ( if и else , switch , throw и так далее);
- итерации ( for , while и так далее);
- объявление значений ( var , let , const );
- функции ( function , return и так далее);
- прочие ( debugger , import , export ).
Написать программу можно только совмещая выражения, которые работают с данными, и инструкции, которые позволяют управлять порядком выполнения.
Выражения + Инструкции = ❤️
Как писать
Скопировать ссылку на секцию «Как писать» Скопировано
�� С практической стороны стоит помнить главную особенность инструкций — их нельзя использовать в местах, где ожидается выражение. Чтобы понять о чем идёт речь, посмотрим на пример:
Такой пример не будет работать. В качестве аргумента при вызове можно передавать простое выражение (например, конкретную строку ‘Илон Маск’ или число 5 ), либо составное выражение, которое вычислит и вернёт значение (например, вызов другой функции get Current User ( ) ). Но передавать инструкцию в функцию нельзя.
�� Последовательные инструкции можно разделять оператором точка с запятой ; .
А вот выражения можно разделять через оператор запятая , . В этом случае все выражения выполнятся по порядку слева направо, но результат вернётся только от последнего в цепочке. Оператор запятая почти не используется, т.к его использование часто усложняет код.
Читайте также
Тернарный оператор
if . . . else в одну строку.
Функция как тип данных
С функцией можно работать, как с любым другим типом данных: сохранять в переменную, передавать, возвращать из функции.
Разница между statement, expression и block(инструкция, выражение и блок)
Что такое statement, expression , block(инструкция, выражение и блок) и какая между ними разница ?
Выражение это фрагмент кода, результатом которого является некая величина. Инструкция фрагмент кода, изменяющий состояние окружения в котором выполняется программа.
Это определение взял из книги по javascript(http://eloquentjavascript.net/), думаю оно действует в контексте любого языка. Но всё же любопытно: насколько оно исчерпывающее.
Из определения следует:
- sum = 2 + 3; — инструкция содержащая выражение
- var sum; — просто инструкция без выражения
- 2+3; — просто выражение, но выражения без инструкций бессмысленны(кроме случаев отладки) т.к. с результатом нужно что-то делать/где-то хранить его.
Блок — набор из нескольких инструкций.
Выражение(англ. Expression) — инструкция, присваивающая правую часть выражения левой части (выражает левую через правую).
Инструкция ( англ. Statement ) — в программировании, команда языка программирования, которым задается определенный шаг процесса обработки информации на ЭВМ.
1. Любое выражение — это инструкция.
2. Не каждая инструкция — выражение.Блок(англ. Block) — это 0 или больше инструкций помещенных между фигурными скобками и может быть помещен в том месте кода, где это дозволяется. Например:
Как правильно перевести термины Statement и Declaration?
Я перевожу статью по ST. В ней есть 2 термина statement и declaration. Я прекрасно понимаю, что это разные понятия. Например, вот, declaration программы:
А вот statement:
К сожалению я на русском мало читал технических статей, и мой запас терминов на русском — слабый. Как правильно перевести эти 2 термина? У меня в голове одно и тоже слово для 2х этих терминов.
- Вопрос задан более трёх лет назад
- 2825 просмотров
- Вконтакте
- Вконтакте
Declaration — объявление
Statement — командаПо моему не плохо подходит
- Statement — инструкция (дословно как «заявление»). Это всё, что заканчивается точкой с запятой (;) или является управляющей конструкцией (но не само ключевое слово)
- Operator — оператор. Это: +, —, /, *, =, >, <, ==, &&, ||. А также ключевые слова: if, for, while, return, continue, break, goto. Но это уже statements:
- for (init;condit;modif) < . >
- return value;
- result = op_1 + op_2;
- Вконтакте
- Вконтакте
Оператор — это перевод и для Operator и для Statement. Имеет разное значение в зависимости от контекста.
Например, в переводе C# Language Specification, п.1.5 Statements переведен как оператор:
«The actions of a program are expressed using statements. C# supports several different kinds of statements, a number of which are defined in terms of embedded statements . » => «Действия программы выражаются с помощью операторов. В C# поддерживается несколько различных типов операторов, некоторые из которых определяются как внедренные операторы. . «.
А в п.1.4 Expressions:
«Expressions are constructed from operands and operators. The operators of an expression indicate which operations to apply to the operands. Examples of operators include +, -, *, /, and new. » = > «Выражения состоят из операндов и операторов. Операторы в выражении указывают, какие операции производятся с операндами. К операторам относятся, например, +, -, *, / и new. «Statement -> инструкция;
Declaration -> объявление.Другие варианты перевода statement будут конфликтовать с одним из терминов declaration (объявление), definition (определение), operator (оператор) или expression (выражение).
- Вконтакте
- Вконтакте
Ну есть еще декларирование функций и фукциональных блоков.
Хотя команда это хороший перевод для statement.
Александр Скуснов, согласен нужно по смыслу. Я думаю что если в начале четко определить терминологию, читателю все будет понятно, главно что бы он понимал что под тем или иным термином имеется в виду, даже если в других статьях о других языках этот термен имеет немного другое значение.
По Акшенам, они не только в SFC они есть в любой программе. Можно и в ST программе создать акцию. Но это скорей фича IDE чем сам стандарт. Короче по этому пока вопросов нет у меня.