Introduktion til C programmering

∗ voel@math.ku.dk
Introduktion til C programmering
Rasmus Erik Voel Jensen ∗
Uge 17

• Formalia
Dagens forelæsning
• Indledende programmering, main, include, printf, variable, scanf,
if-else, statements, eksempler p˚a tavle
• Teori: Sprog og maskiner – C som sprog – imperativt, kompileret,
eksplicit statisk typet og maskinnært
• Værktøj, igang i praksis
1

Kursets form˚al, omfang, indhold og fokus
• Basal C-programmering
• 2,5 ects = 5–7 time/uge, heraf 4×45min forelæsning og øvelser.
• Praktisk implementation/kendskab, learning by doing
• Teoretisk fundament, smagsprøver p˚a underliggende matematik
• Anvendelighed – beregninger, cairo, datalogisk forst˚aelse
• Sjovt og smukt
2

Litteratur
• Absolute Beginner’s Guide to C – grundbog, pensum/kursusniveau,
forklarer grundigt og er rimeligt let læst – dos, imperativ
• Online dokumentation – api, man-pages, kdevelop
• K&R: The C programming language – Bogen om C, forudsætter
kendskab til programmering, supplerende litteratur
3

Ugeopgaver, forelæsninger og øvelser
• Ugeopgaver, obligatoriske, learning by doing, eksperimentér, egne
idéer, grupper, opgave per person, afleveres per mail (voel@math.
ku.dk) inden Søndag, angiv holdnummer.
– Opgaver; sværhedsgrad, omfang
– Noter; stikord, spørgsm˚al, kommentarer
• Forelæsning: Grundlæggende programmering og teoretiske tangenter.
Blandet niveau, 1-2 timer og umiddelbart derefter øvelser
• Øvelser: Arbejd med ugeopgaverne, individuel feedback og hjælp
fra instruktor
4

Foreløbig kursusplan
• Uge 17-19. Grundlæggende C programmering, kontrolflow og arrays,
funktioner og api. Bog del 1, 2, 3, 5. Programmeringssprog,
binære tal, interface – implementation
• Uge 20-21. Pointere og stakke, sortering og søgning. Bog del 4.
Maskinmodeller, algoritmer og datastrukturer
• Uge 22-24. Projekt, samt repetetion og uddybning
5

NB: Holdtidspunkt
Grupper
Aftal møde
Navne
6

• √ Formalia
Dagens forelæsning
• Indledende programmering, main, include, printf, variable, scanf,
if-else, statements, eksempler p˚a tavle
• Teori: Sprog og maskiner – C som sprog – imperativt, kompileret,
eksplicit statisk typet og maskinnært
• Værktøj, igang i praksis
7

• Computer vs. mennesker
• Tal, logik
• Sekventiel udførsel, opskrift
Hvad er et program
• Bogstaveligt, - ingen fejltolerance
8

Hello World...
/* Simple program that prints a greeting to the screen */
#include /* needed for printf */
int main(int argc, char** argv) {
printf("Hello world!\n");
return 0;
}
9

• /* Kommentarer */
...Hello World
• int main(...) {...} – hovedfunktion, startpunkt
• printf(...) – udskrivning
• "tekstreng hvor \n betyder linjeskift"
• statements;
• Detaljer: #include og return 0
• printf ... udskriv heltal, %d – udskriv flydende kommatal, %f
10

Hello World...
/* Simple program that prints a greeting to the screen */
#include /* needed for printf */
int main(int argc, char** argv) {
printf("Hello world!\n");
printf("... and hello %d %f\n", 17, 41.99999999);
return 0;
}
11

Eksempel med variable...
/* just some semirandom calculations */
#include
int main(int argc, char** argv) {
int i, j;
float f;
f = 0.2617994;
j = 11000;
scanf("%d", &i);
j = j + i * i - 33;
printf("%d\n%f\n", j*j, f * i);
return 0;
}
12

...eksempel med variable
• int og float - deklarering af variable. Heltal og flydende kommatal.
• andre typer: double, char, short, long og henholdsvis signed og
unsigned.
• Ændring fra bog: heltal < 2.147.483.648
• scanf indlæsning, omvendt printf. Bemærk &
• tildeling =, almindelige regneoperationer + - * / %
13

#include
Eksempel med if-else...
int main(int argc, char** argv) {
int svar, resultat = 17 * 42;
printf("Hvad er 17*42?\n");
if(scanf("%d", &svar) != 1) {
printf("Et tal tak!\n");
} else if(svar == resultat) {
printf("Korrekt udregnet!\n");
} else if(svar < resultat) {
printf("Nej, 17*42 er mere end det...\n");
} else {
printf("Nej, du gættede for højt...\n");
}
return 0;
}
14

...eksempel med if-else
• if(betingelse) {s˚a ... } else {ellers ... }
• { blok; statements...; }
• Sammenligning == != < > >=

• √ Formalia
Dagens forelæsning
• √ Indledende programmering, main, include, printf, variable, scanf,
if-else, statements, eksempler p˚a tavle
• Teori: Sprog og maskiner – C som sprog – imperativt, kompileret,
eksplicit statisk typet og maskinnært
• Værktøj, igang i praksis
16

Hvad er en computer
• CPU, registre og hukommelse. C vs. maskinkode
• G˚a til næste instruktion, læs og udfør, ad nauseum
• Eksempel: 1 = load, 2 = store, ..., 7 = float division, 8 = compare,
..., 17 = jump if not equal, ... Registre 1-4, instruktionsposition.
• int i = 20; if(i != 0) { i = 100 / i; }
... 143 144 145 146 147 148 ... 712 (i) 713 ...
... 1 712 2 8 2 0 17 3 1 713 3 7 3 2 2 2 712 2 ... 20 100 ...
17

Sprog → maskinkode
• Oversættelse fra tekstfil til maskinkode
• Preprocessor, oversætter, linker
• gcc -o programnavn kildekode.c
• gcc -Wall -g -o programnavn kildekode.c
• Oversættelse, fortolkning, just-in-time kompilering
18

Programmeringssprog
• Syntaks vs. semantik; C: printf("Hello World\n"); scheme:
(display "Hello World\n") java: System.out.println("Hello World");
python: print "Hello World" dansk: Skriv Hello World p˚a skærmen
• Typesystem: Eksplicit vs. implicit, statisk vs. dynamisk
• Eksplicit lagerstyring vs. garbage collection
• Maskinnært vs. højere niveau (højniveau vs. assembler)
• Generelt systemprogrammeringssprog, vs. scripting (python, ruby,
lua) vs. domænespecifikke sprog (maple, octave, R, SQL)
• Imperativt vs. objektorienteret (java, ecmascript) vs. funktionsorienteret
(sml, haskell, lisp, scheme, λ-kalkyle) vs. deklarativt
(prolog)
19

• √ Formalia
Dagens forelæsning
• √ Indledende programmering, main, include, printf, variable, scanf,
if-else, statements, eksempler p˚a tavle
• √ Teori: Sprog og maskiner – C som sprog – imperativt, kompileret,
eksplicit statisk typet og maskinnært
• Værktøj, igang i praksis
20

Værktøj, igang i praksis
• Redigér, oversæt, kør – kræver blot en editor (e.g. emacs) og en
c-compiler (e.g. gcc) – kan installeres under windows via cygwin.
• Integreret udviklingsmiljø – kdevelop under linux – lettere at bruge,
automatisk oversættelse, automake etc.
• Start af projekt i kdevelop:
– Menu: ”Project”→ ”New Project...”
– Vælg ”C”, ”Simple Hello world program”, og indtast programnavn,
og hvor i jeres hjemmekatalog programmet skal ligge
– next, next, next, next, finish.
21

Kdevelop fortsat
– [F8] oversætter programmet. Svar ”Run them”hvis den spørger
om den skal køre automake etc.
– [shift] + [F9] kører programmet, hvis der er lavet ændringer oversætter
den det først.
– Vinduet under programteksten, er uddata fra oversætteren. Hvis
der er fejl i programmet, s˚a det ikke kan oversætte, vil der her
st˚a ˚arsagen. Klik p˚a fejlbeskeden for at g˚a til p˚agældende linje i
programmet
– Debug ([F9]), breakpoints (højreklik, toggle breakpoint), stepping.
22

Øvelser
• Gruppearbejde, taktisk vs. strategisk (extreme programming)
• Linux - vælg kde-session ved login, kdevelop i menu
• Litteratur: Kapitel 2: main – Kapitel 3 /*Kommentarer*/ – Kapitel
4 printf – Kapitel 5 variable int, float – Kapitel 8 scanf – Kapitel
9 aritmetik – Kapitel 11 if else
23

• √ Formalia
Dagens forelæsning
• √ Indledende programmering, main, include, printf, variable, scanf,
if-else, statements, eksempler p˚a tavle
• √ Teori: Sprog og maskiner – C som sprog – imperativt, kompileret,
eksplicit statisk typet og maskinnært
• √ Værktøj, igang i praksis
24