Zasada programowania i typy danych

Kilka podstawowych zasad programowania:

Zasada 1. 
Należy stosować zrozumiałe nazwy zmiennych. W nazewnictwie zmiennych należy przestrzegać norm danego języka.

Zasada 2. 
Warto zarezerwować pewne nazwy na zmienne używane wielokrotnie np. sterujące pętlami i,j; elementy zbiorów, liczby - a,x,liczba; liczba elementów w zbiorze - n,m.

Zasada 3. 
Dobrze jest sporządzić listy używanych zmiennych. Niektóre języki programowania obligują do sporządzenia takich list.

Zasada 4. 
Należy podzielić program  ma podprogramy realizujące mniejsze fragmenty zadania, zwłaszcza w złożonych problemach.
Zasada 5. 
Trzeba dbać o przejrzystość tekstu programu i zachowywać czytelność jego struktury.
Zasada 6. 
Należy pisać programy odporne na błędy użytkowników. Program powinien instruować swojego użytkownika o działaniach, jakie musi on podejmować oraz wyświetlać komunikaty dotyczące oczekiwanego rodzaju danych. Trzeba zabezpieczać program przed błędem typu zmiennych lub przed wprowadzeniem błędnych danych.

Typy danych w C++ :

• typy proste
• porządkowe (m.in. całkowity, logiczny, znakowy, wyliczeniowy)
• typy pochodne
• tablice
• struktury
• unie
• typy wslaźnikowe
• typy obiektowe

Funkcje zwracające w języku C++ i zasięgi zmiennej

Funkcja zwracająca wartość wylicza wartość i odsyła tę wartość do funkcji wywołującej, wtedy mówi się, że funkcja zwraca wartość.

Funkcje zwracające wartość muszą zawierać instrukcje return z wartością, która ma być zwrócona do funkcji wywołującej. Zwracana wartość może być stałą, zmienną lub wyrażeniem, np.

• return a*b;
• return Wynik;

Parametr - wartość przekazywana funkcji, a wartość zwracana to wartość przekazywana z funkcji.

W funkcjach czy procedurach parametry mogą być przekazywane na dwa sposoby:

• przez wartość: dla parametru formalnego i aktualnego o dwóch różnych nazwach zostaną zarezerwowane dwa miejsca w pamięci (o różnych adresach)
• są traktowane jako zmienne lokalne
• void nazwa_funkcji (lista parametrów)

Wartości zmiennych
x	y	a	b
Na początku procedury Wartości
3	8	3	8
Na końcu procedury Wartości
13	-2	3	8
Po powrocie do programu głównego
(zmienna przestała istnieć)	(zmienna przestała istnieć)	3	8

• przez zmienną (przez referencję): dla parametru formalnego i aktualnego o dwóch różnych nazwach zostanie zarezerwowane to samo miejsce w pamięci ( o tym samym adresie)
• void nazwa_funkcja (nazwa_typu &parametr1, nazwa_typu &parametr2)
• przed nazwą parametru należy umieścić znak &

Wartości zmiennych
x	y	a	b
Na początku procedury Wartości
3	8	3	8
Na końcu procedury Wartości
13	-2	13	-2
Po powrocie do programu głównego
(przestała istnieć nazwa zmiennej x)	(przestała istnieć nazwa zmiennej y)	13	-2

Ze względu na zasięgi zmiennej rozróżniamy zmienne:

• globalne
• lokalne

Parametry formalne przekazywane przez wartość w treści danej procedury lub funkcji są traktowane jak zmienne lokalne. Ewentualnie operacje wykonywane na tych parametrach wewnątrz procedury lub funkcji nie powodują zmian wartości odpowiadających im parametrów aktualnych.

Stosowanie procedur i funkcji w językach programowania

1. Modele programowania:

• liniowe - program jest ciągiem instrukcji języka programowania. Nie ma instrukcji warunkowych i nie wyodrębnia się podprogramów.
• struktularne - program ma odpowiednią strukturę, można wyodrębnić deklaracje (modułów, zmiennych i stałych), definicję podprogramów oraz bloki instrukcji, w tym sterujące wykonaniem programu (warunkowe, iteracyjne). Każda zmienna ma swój ściśle określony typ.
• modularne - jest to rozszerzenie podejścia proceduralnego, w którym powtarzające się w programie ciągi instrukcji zapisuje się w postaci procedur i funkcji, nadających się do wielokrotnego wykorzystania. Procedury i funkcje zebrane są w modułach, które zapisane są pod unikatową nazwą i mogą być wykorzystane w wielu programach.
• obiektowe - program jest definiowany jako zbiór obiektów, które posiadają określone właściwości (związane z obiektem dane) i metody (operacje, jakie można na obiekcie wykonać)
• zdarzeniowe - podobnie jak w programowaniu obiektowym, program to zbiór obiektów, jednak kolejność wykonywania instrukcji programu zależy od zaistnienia określonych zdarzeń (naciśnięcie przycisku, wprowadzenie danej, upływ czasu.

2. Programowanie zstępujące i wstępujące:

• Programowanie zstępujące - "z góry do dołu" polegające na zdefiniowaniu problemu ogólnego i podzielenie go na podproblemy, które są dzielone na jeszcze mniejsze podproblemy łatwe do rozwiązania.
• Programowania wstępujące - "z dołu do góry" polega na rozwiązaniu elementarnych problemów, które składa się w całość prowadzą do rozwiązania problemu.

3. Zalety stosowania podprogramów - procedur i funkcji:

• dzielenie zadania na mniejsze części
• zwiększenie czytelności i przejrzystości programu
• skrócenie programu - fragmenty programu które się powtarzają, są wyodrębnione w postaci podprogramów
• łatwiejsze wyszukiwanie błędów
• łatwiejsze poprawianie programu
• możliwość programowania zespołowego

Algorytm z pętlą zagnieżdżoną

1. Specyfikacja

• Zagnieżdżenie pętli, podobnie jak instrukcji warunkowej, polega na wywołaniu jednej pętli wewnątrz drugiej. Oznacza to, że na jedną iterację pętli zewnętrznej, zostanie wykonany cały przebieg pętli wewnętrznej. Instrukcje iteracyjne w C++ można dowolnie zagnieżdżać. Im więcej zagnieżdżeń tym większa złożoność obliczeniowa algorytmu.

2. Schemat blokowy

3. Listing programu:

• Przykładowe zastosowanie pętli zagnieżdżonej, przy tworzeniu programu komputerowego:

#include <iostream>

using namespace std;

int main ()

{

    cout << "Wysokosc: ";

    int n;

    cin>>n;

    for (int i=0; i<n;i++)

    {

        for(int j=0;j<i+1;j++)

        cout << "*";

        cout <<endl;

    }

    return 0;

}

Algorytm iteracyjny, iloczyn n liczb

1. Specyfikacja

• Iteracja polega na wielokrotnym powtarzaniu tej samej operacji (ciągu operacji).
• Iterację implementujemy stosując tzw. pętlę
• Z pętlą mamy do czynienia gdy w pewnym kroku algorytmu wracamy do jednego z wcześniejszych kroków co powoduje,że kroki te mogą zostać wykonane wiele razy.

2. Schemat blokowy

3. Listing programu

• Zapisywanie algorytmu iteracyjnego w postaci programu komputerowego:

#include <iostream>

using namespace std;

int main ()

{

   int i,a, iloczyn, n;

   cin >> n;

   iloczyn=1;

   for (i=0; i<n; i++)

   {

         cin >> a;

         iloczyn*=a;

    }

    cout << iloczyn;

    return 0;

}