Стандартные математические функции

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ОСНОВЫПРОГРАММИРОВАНИЯ НА ЯЗЫКЕ С

Язык C является широко распространенным языком программирования. Он был создан в начале 70-х годов 20-го столетия в процессе разработки операционной системы UNIX, ее программное обеспечение написано на C. В связи с этим данный язык называют языком системного программирования, так как он удобен для написания операционных систем и других системных программ. Вместе с тем он является универсальным языком программирования, так как с равным успехом использовался при написании больших вычислительных программ, программ для обработки текстов и баз данных.

Элементы языка С

Комментарии

Комментарии предназначены для записи в программе пояснений к отдельным операторам или группам операторов. Комментарии могут быть однострочными и многострочными.

Форма записи однострочного комментария:

/* текст комментария */

Пример. Однострочный комментарий к оператору ввода данных с клавиатуры:

/* Ввод исходных данных */ или

scanf(“%d%f”, &k, &p); /* Ввод исходных данных */

Форма записи многострочного комментария:

/* строка 1 комментария

…

строка N комментария */

Пример. Многострочный комментарий, содержащий сведения о программе и ее разработчиках:

/* ….Название программы….

…. Программисты ….

…. Название фирмы ….*/

 

Идентификаторы

Идентификаторы используются в программах для обозначения данных, функций с помощью имен. Максимальная длина идентификатора 32символа.

Для записи идентификаторов используются: буквы латинского алфавита (строчные и прописные), цифры, _ (подчеркивание), например:

a_f1

В идентификаторах нельзя использовать следующие символы: .:; + / & #,..

Идентификаторы могут начинаться: с букв,с _ (подчеркивание), но не с цифр,

например:

x1 alfa size_of_memory _art - правильно 5ats - неправильно

 

Данные

Данные – это величины, с которыми в программе выполняются различные операции (арифметические, логические, ввода, вывода).

К данным относятся: константы, переменные, массивы, указатели, структуры. Рассмотрим вначале константы и переменные, а остальные виды данных – позже.

 

Константы

Константы – это величины, которые в процессе работы программы не изменяют своих значений. В языке С имеется несколько типов констант:

1) Целые числа – различают три вида: десятичные, восьмеричные, шестнадцатеричные.

- десятичные: используется десять цифр (0…9) и знак - (минус) для отрицательных чисел

45, -126, 1389

- восьмеричные: используется восемь цифр (0,1,2,3,4,5,6,7), первой цифрой в числе должен быть 0

0135→135₈ 024→24₈

- шестнадцатеричные: используется 16 символов (0…9ABCDEF), впереди числа должно быть записано 0х

0х6A9F →6A9F ₁₆ 0х5E →5E ₁₆ 0х5792→5792₁₆

2) Вещественные числа – предназначены для записи действительных чисел, используется 2 формы записи:

- с десятичной точкой: 251,46 → 251.46 -17,392 → -17.392

- с порядком: m E p → m*10^p, где m– мантисса, Е – основание степени 10, р – порядок (степень 10):

23,69*10 ^-8 → 23.69Е-8 = 2.369Е-7 152,34*10 ⁶ → 152,34Е6 = 1.5234Е8

3) Символьные константы – это отдельные символы из таблицы ASCII (256 символов или 2⁸, т.к. для кодирования символов используется 8 бит или 1 байт):

‘ A ‘ ‘! ‘ ‘ 5 ‘

‘ 5 ‘ ≠ 5 т.к. ‘ 5 ‘ – символ, занимает 1 байт, а 5 – число, занимает 2 байта

4) Строковые константы – это последовательность символов, заключенная в кавычки:

“Исходные_данные“

В конце строки автоматически записывается служебный символ ‘\0‘ – признак конца строки. Длина строки равна количеству символов плюс служебный символ.

 

Переменные

Переменные – это величины, которые в процессе работы программы могут принимать различные значения. Любая переменная имеет две характеристики: тип и имя (идентификатор). Все переменные в программе должны быть описаны.

Форма описания переменных:

Тип имя1, имя2, …, имяN;

где Тип – название типа данных, значение которого может прини­мать переменная;

имяI – идентификатор для обозначения переменной (имя пере­менной).

Типы данных переменных: стандартные, нестандартные (определяемые программистом).

 

 

Стандартные типы переменных

 

тип	размер в байтах	диапазон значений
short int - целый		-32768…+32768
unsigned short int		0…65535
int		-2147483648… +2147483648
unsigned int		0…4294967295
float - вещественный		-2147483648.0/ 2147483647.0
double		-9223372036854775808.0 / + 9223372036854775807.0
char - символьный

 

Примеры описания переменных

int k, m;

long d, f, h;

unsigned n;

unsigned long v, w;
float x, a, b;

double t, z, q;
char p, s;

Инициализация переменных

При описании переменных в программе, им могут задаваться начальные значения, которые потом могут изменяться. Такое действие называется инициализацией переменных. Инициализация переменных не является обязательной и выполняется при необходимости.

Форма записи инициализации переменных:

Тип имя = значение;

Например:

int k=10, m;

float x=–3.5, eps=1.0e–5, y, z;

char p=’!’, s=37, q;

Арифметические операции

Имеется два вида арифметических операций:

1. Двухместные, в которых имеется два операнда

+ сложение a + b
- вычитание a - b
* умножение a * b
/ деление a / b
% остаток от целочисленного деления a % b

(8%2 → 0, 10%3 → 1)

2. Одноместные, в которых имеется один операнд

++ - увеличение на 1 a++ → a=a+1
-- - уменьшение на 1 a-- → a=a-1

Стандартные математические функции

В библиотеке языка С имеется множество стандартных математических функций, которые позволяют без дополнительного программирования вычислять большинство известных математических функций. Наиболее часто используемые стандартные математические функции приведены ниже:

sin(x) - sin x sqrt(x) - √x

сos(x) - cos x exp(x) - e^x

tan(x) - tg x log(x) - ln x

atan(x) - arctg x log10(x) - lg x

pow(x, y) - x^y abs(x) - |x|, для целых чисел

fabs(x) - |x|, для вещественных чисел

Для их использования в программе необходимо:

- вначале записать директиву препроцессора: #include <math.h>, которая включает в программу заголовочный файл math.h с прототипами (заголовками) стандартных математических функций;

- затем в каком-либо операторе вызвать требуемую функцию, указав ее имя и задав в скобках один или два аргумента.

Примеры записи вызовов стандартных математических функций:

sin (5.5) exp (1.1*x+2.9) log (fabs(y-3.7)) pow(x, 2.1)

Для использования - #include <math.h>