Operátorok, házi feladat adatszerkezetek

Átírás

1 Operátorok Típuskonverzió Nagy házifeladat Operátorok, házi feladat adatszerkezetek A programozás alapjai I. Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék Farkas Balázs, Fiala Péter, Vitéz András, Zsóka Zoltán október 24. c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

2 Operátorok Típuskonverzió Nagy házifeladat Tartalom 1 Operátorok Deníciók Operátorok Precedencia Szinkronizálás 2 Típuskonverzió 3 Nagy házifeladat Adatszerkezetek Algoritmusok c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

3 1. fejezet Operátorok c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

4 Operációk (m veletek) M veleti jellel jelöljük ket Operandusokon dolgoznak Típusos adatot hoznak létre Többalakúak: eltér típusú operandusokra eltér m ködés / / c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

5 Kifejezések és operátorok Kifejezések pl < -a - 2 Konstansokból, változóhivatkozásokból és m veletekb l épülnek fel a (3) < HAMIS kiértékelésük során egy típusos adatot kapunk eredményként. c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

6 Az operátorok fajtái Az operandusok száma alapján unáris egyoperandusú -a bináris kétoperandusú 1+2 Az operandus értelmezése alapján aritmetikai összehasonlító, rendez logikai bitszint egyéb c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

7 Aritmetikai operátorok m velet egyoperandusú plusz egyoperandusú mínusz összeadás kivonás szorzás szintaxis +<kifejezés> -<kifejezés> <kifejezés> + <kifejezés> <kifejezés> - <kifejezés> <kifejezés> * <kifejezés> bennfoglalás vagy osztás <kifejezés> / <kifejezés> az eredmény típusa az operandusok típusától függ, ha mindkett egész, akkor egész osztás maradékképzés <kifejezés> % <kifejezés> c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

8 Igazságérték (részben ismétlés) Egy érték igazságértékként értelmezve hamis, ha értéke csupa 0 bittel van ábrázolva igaz, ha értéke nem csupa 0 bittel van ábrázolva 1 while (1) { /* vé gtelen ciklus */ } 2 while ( -3.0) { /* vé gtelen ciklus */ } 3 while (0) { /* ide egyszer sem lépü nk be */ } Minden igazságérték jelleg eredmény int típusú, és értéke 0, ha hamis 1, ha igaz 1 printf ("%d\t%d", 2 <3, 2==3); 1 0 c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

9 Rendez és összehasonlító operátorok m velet szintaxis <kifejezés> < <kifejezés> relációs operátorok <kifejezés> <= <kifejezés> <kifejezés> > <kifejezés> <kifejezés> >= <kifejezés> egyenl ség-vizsgálat nem-egyenl operátor <kifejezés> == <kifejezés> <kifejezés>!= <kifejezés> Logikai (int, 0 vagy 1) értéket adnak eredményként c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

10 Logikai operátorok m velet tagadás szintaxis!<kifejezés> 1 int a = 0 x5c ; /* , igaz */ 2 int b =! a; /* , hamis */ 3 int c =! b; /* , igaz */ Tanulság:!!a a, csak igazságérték szempontjából. 1 int vege = 0; 2 while (! vege ) { 3 int b; 4 scanf ("%d", &b ); 5 if (b == 0) 6 vege = 1; 7 } c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

11 Logikai operátorok m velet logikai és logikai vagy szintaxis <kifejezés> && <kifejezés> <kifejezés> <kifejezés> Logikai rövidzár: Az operandusokat balról jobbra értékeljük ki. Csak addig, míg az eredmény nem egyértelm. Ezt gyakran ki is használjuk 1 int a [5] = {1, 2, 3, 4, 5}; 2 int i = 0; 3 while ( i < 5 && a[ i] < 20) 4 i = i +1; /* nincs tú lindexel és */ c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

12 További operátorok Már használtunk ilyeneket, csak nem mondtuk ki, hogy operátorok m velet függvényhívás tömbhivatkozás struktúratag-hivatkozás szintaxis <függvény>(<aktuális paraméterek>) <tömb>[<index>] <struktúra>.<tag> 1 c = sin (3.2); /* () */ 2 a [28] = 3; /* [] */ 3 v.x = 2.0; /*. */ c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

13 Operátorok mellékhatással Bizonyos operátoroknak mellékhatásuk is van f hatás: a kiértékelés során kapott eredmény kiszámítása mellékhatás: operandus értéke változik Az értékadás operátor = C-ben az értékadás kifejezés! mellékhatása az értékadás (a megváltozik) f hatása a új értéke a 2 = 2 1 int a; A f hatás miatt ez is értelmes: 2 int b = a = 2; b-t az a=2 mellékhatásos kifejezés értékével inicializáljuk, melynek mellékhatásaként a is megváltozik. c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

14 Balérték Az értékadás operátor megváltoztatja a bal operandus értékét. A bal oldalon csak változtatható dolog állhat Balérték (lvalue) Olyan kifejezés, amely értékadás bal oldalán állhat balérték lehet változóhivatkozás a = 2 tömbelem array[3] = 2 dereferált mutató *p = 2 struktúratag v.x = 2 Nem balérték kifejezések (példák) konstans 3 = 2 hiba aritmetikai kifejezés a+4 = 2 hiba logikai kifejezés a>3 = 2 hiba függvényérték sin(2.0) = 2 hiba c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

15 Kifejezés vagy utasítás? Mellékhatásos kifejezés utasításként is szerepelhet a programban Kifejezésutasítás <Kifejezés>; A kifejezést kiértékeljük, és értékét eldobjuk. 1 a = 2 /* kifejez és, az é rt é ke 2, mell é khat á sos */ 1 a = 2; /* utas ítás, nincs é rt é ke */ 2 /* a mell é khat á st hajtja vé gre */ Mivel a f hatást elnyomjuk, csak mellékhatásos kifejezésekb l van értelme kifejezésutasítást alkotnunk ; /* helyes utas ítás, semmit nem hajt vé gre */ c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

16 Értékadó operátorok m velet szintaxis <balérték> += <kifejezés> <balérték> -= <kifejezés> viszonyított értékadás <balérték> *= <kifejezés> <balérték> /= <kifejezés> <balérték> %= <kifejezés> Körülbelül: <balérték>=<balérték><op><kifejezés> 1 a += 2; /* a = a + 2; */ 2 t[ rand ()] += 2; /* NEM t[ rand ()] = t[ rand ()] + 2; */ A balértéket csak egyszer értékeljük ki. c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

17 Egyéb mellékhatásos operátorok m velet szintaxis utótagos inkrementálás <balérték> ++ utótagos dekrementálás <balérték> -- kiértékelés után növeljük/csökkentjük eggyel el tagos inkrementálás el tagos dekrementálás ++<balérték> --<balérték> kiértékelés el tt növeljük/csökkentjük eggyel 1 b = a ++; /* b = a; a += 1; */ 2 b = ++ a; /* a += 1; b = a; */ 1 for (i = 0; i < 5; ++ i) { /* ö tsz ör */ } c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

18 Mutatókhoz kapcsolódó operátorok m velet dereferencia címképzés dereferencia és struktúratag-hivatkozás szintaxis *<mutató> &<balérték> <mutató> -> <tag> Dereferencia esetén operandusként egy mutatót eredményül adó kifejezés kell álljon. 1 c = *( t +3); /* * */ 2 p = &c; /* & */ 3 sp ->a = 2.0; /* -> */ c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

19 További operátorok m velet kényszerített típusmódosítás (casting) tárolás helyigénye (bájtokban) szintaxis (<típus>)<kifejezés> sizeof <kifejezés> a kifejezést nem értékeljük ki 1 int a1 =2, a2 =3, meret ; 2 double b; 3 b = a1 /( double ) a2 ; 4 meret = sizeof 3/ a1 ; 5 meret = sizeof ( double ) a1 ; 6 meret = sizeof ( double ); c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

20 További operátorok m velet vessz szintaxis <kifejezés>, <kifejezés> Az operandusokat balról jobbra értékeli ki Az els kifejezés értékét eldobjuk. A teljes kifejezés értéke és típusa a második kifejezés értéke illetve típusa lesz. 1 int step, j; 2 /* A ketjegy ek nö vekv lépé sk ö zzel */ 3 for ( step =1, j =10 ; j <100; j += step, step ++) 4 printf ("%d\n", j ); c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

21 További operátorok m velet szintaxis feltételes kifejezés <felt.>? <kif.1> : <kif.2> ha <felt> igaz, akkor <kif.1>, egyébként <kif.2> <kif.1> és <kif.2> közül csak az egyiket értékeljük ki Nem helyettesíti az if utasítást 1 a = a < 0? -a : a; /* abszol út é rt ék ké pz é se */ c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

22 Adatokkal végzett operációk (m veletek) jellemz i Precedencia eltér m veletek közül melyiket hajtjuk el ször végre? 1 int a = * 4; /* 2 + (3 * 4) */ Asszociativitás azonos m veletek közül melyiket hajtjuk el ször végre? (Balról jobbra vagy jobbról balra köt?) 1 int b = ; /* (11-8) - 2 */ 2 int a = b = 3; /* a = (b = 3) */ A szabályok megjegyzése helyett inkább zárójelezzünk! c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

23 A C nyelv operátorainak listája A precedencia sorrend szerint rendezve (az azonos precedenciájúak egy sorban) 1 () []. -> /* leger sebb */ 2! ~ * & (< type >) sizeof 3 * / % << >> 6 < <= > >= 7 ==!= /* tilos precedenci át tanulni! */ 8 & /* tess ék záró jelezni! */ 9 ^ && 12 13?: 14 = += -= *= /= %= &= ^= = <<= >>= 15, /* leggyeng é bb */ c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

24 A C nyelv operátorai Összefoglalva Sok, hatékony operátor Egyes operátoroknál a kiértékelés során mellékhatások is fellépnek Mindig igyekezzünk szétválasztani a f - és mellékhatást ehelyett: 1 t [++ i] = func (c -=2); írjuk inkább ezt: 1 c -= 2; /* ugyanazt jelenti */ 2 ++ i; /* ugyanolyan hat é kony */ 3 t[ i] = func ( c ); /* holnap is é rteni fogom */ c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

25 Mellékhatások szinkronizálása A kifejezések kiértékelési sorrendje sokszor deniálatlan. 1 int i = 0, array [8]; 2 array [++ i] = i ++; /* array [2] = 0;? array [1] = 1;? */ Deniálatlan m ködés, véletlen program. Sorrend-határ pont (sequence point) A program végrehajtásának azon pontja, ahol minden el z leg végrehajtott tevékenység mellékhatásának be kell fejez dnie. egyetlen kés bbi végrehajtandó tevékenység mellékhatása sem kezd dhet el. Ha normális programokat írunk, és nem keverjük a f - és mellékhatásokat, nem kell foglalkoznunk vele. c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

26 Operátorok Típuskonverzió Nagy házifeladat 2. fejezet Típuskonverzió c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

27 Operátorok Típuskonverzió Nagy házifeladat Mi az? Bizonyos esetekben a C-programnak konvertálnia kell kifejezéseink típusát. 1 long func ( float f) { 2 return f; 3 } 4 5 int main ( void ) { 6 int i = 2; 7 short s = func ( i ); 8 return 0; 9 } A példában: int float long short int float kerekítés, ha a szám nagy float long túlcsordulhat, egészre kerekítés long short túlcsordulhat c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

28 Operátorok Típuskonverzió Nagy házifeladat Típusok konverziója Alapelv érték meg rzése, ha lehet Túlcsordulás esetén a kapott érték elvileg deniálatlan Egyoperandusú konverzió (ezt láttuk) értékadáskor függvény hívásakor (a formális paraméterek aktualizálásakor) Kétoperandusú konverzió (pl. 2/3.4 ) m veletvégzéskor c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

29 Operátorok Típuskonverzió Nagy házifeladat Kétoperandusú konverzió A két operandus azonos típussá alakítása az alábbi szabályoknak megfelel en egyik operandus másik operandus közös, új típus long double bármi long double double bármi double float bármi float unsigned long bármi unsigned long long bármi (int, unsigned) long unsigned bármi (int) unsigned int bármi (int) int c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

30 Operátorok Típuskonverzió Nagy házifeladat Típuskonverziók Példa a konverzióra 1 int a = 3; 2 double b = 2.4; 3 a = a* b; c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

31 Operátorok Típuskonverzió Nagy házifeladat Adatszerk Algo 3. fejezet Nagy házifeladat c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

32 Operátorok Típuskonverzió Nagy házifeladat Adatszerk Algo Helyzet Mostanra mindenki egyeztette és beadta a házi feladat specikációját. Megismertük a megoldáshoz szükséges nyelvi elemeket és módszereket. Ami most következik: Pontosan milyen típusú adatként fogom tárolni az egyes információkat Hogyan fogja számolni a program a megoldást És aztán hamarosan: Hogy fogják hívni a forrásfájlt, és mi lesz benne Milyen adatokkal fogom kipróbálni, hogy jól m ködik-e c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

33 Operátorok Típuskonverzió Nagy házifeladat Adatszerk Algo Adatszerkezet választás A feladat bemen adataiból és a kérdés(ek) alapján kell megfelel adatszerkezetet választani. A különböz adatsorok (a két fájl) egymásra hivatkozásait az adatszerkezetben legalább az egyik irányban meg kell oldani. Hatékonyság szempontjából az sem mindegy, hogy melyik irányban. A mi feladatunkban például egy versenyz t a Rajtszáma azonosít az id eredménynél a Rajtszám segítségével hivatkozunk a versenyz re Az adatszerkezetben az így felismert kapcsolatokat közvetlenül hivatkozó adatként is tárolhatjuk. Egy mutató hatékonyabb lehet, mint mindig azonosítók alapján keresgélni. Összetartozó adatok csoportjai is köthet k egy másik adathoz. c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

34 Operátorok Típuskonverzió Nagy házifeladat Adatszerk Algo Adatszerkezet a példához Egy kis gondolkodás után... A versenyz ket tároljuk el Minden versenyz höz tároljuk el az id adatokat Valahogy így: Monaco VET 1 WEB 2 ROS K7.222 K B K K K K K Ezt milyen tanult adatszerkezetként lehet leprogramozni? c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

35 Operátorok Típuskonverzió Nagy házifeladat Adatszerk Algo Fájlok feldolgozása A feldolgozás sorrendje illeszkedjen az adatszerkezethez El ször olvassuk be a verseny adatait, aztán a versenyz k adatait, építgetve az ket tartalmazó listát, végül az egyes id adatokat, felvéve ket a megfelel versenyz khöz. A fájlok végigolvasásának tanult sémáját használjuk fel! A számításoknál mindenképpen a memóriába beolvasott adatokon dolgozzunk, nem a fájlokban keresgélünk újra meg újra! c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

36 Operátorok Típuskonverzió Nagy házifeladat Adatszerk Algo Felépítés példa Monaco VET 2 2 WEB 3 8 ROS 4 4 HAM 5 1 GRO 6 5 ALO 7 6 MAS 8 9 RAI 9 18 MAL K K K K B K K K K K B K Monaco VET 1 WEB 2 ROS K7.222 K B K K K K K c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

37 Operátorok Típuskonverzió Nagy házifeladat Adatszerk Algo Kiszámítási algoritmus Mennyi volt az átlagos körideje annak a versenyz nek, aki a leglassabb körid t futotta? El ször számoljuk ki a versenyz khöz az átlagokat AM ÍG vé gig nem é rt él a versenyz k list áján, ISM É TELD v a kö vetkez versenyz ; AM ÍG vé gig nem é rt él a v - hez tartoz ó id kön, ISM É TELD ia a kö vetkez id adat ; sum 0; n 0; HA ia egy kö rid sum sum + az ia - ban tá rolt é rt ék; n n + 1; v á tlagos kö rideje sum / n c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

38 Operátorok Típuskonverzió Nagy házifeladat Adatszerk Algo Kiszámítási algoritmus Aztán pedig a leglassabb körid höz tartozó versenyz t lassu az els versenyz ; max lass ú els kö rideje ; // ez tö bb lépés... AM ÍG vé gig nem é rt él a versenyz k list áján, ISM É TELD v a kö vetkez versenyz ; AM ÍG vé gig nem é rt él a v - hez tartoz ó id kön, ISM É TELD ia a kö vetkez id adat ; HA ia egy kö rid ÉS az ia - ban tá rolt é rt ék > max max az ia - ban tá rolt é rt ék; lassu v; A vá lasz : lassu á tlagos kö rideje c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

39 Operátorok Típuskonverzió Nagy házifeladat Adatszerk Algo És ami még hátra van Leprogramozás (Megvalósítás, Implementálás) Néhány kisebb, átlátható eredmény teszteset kidolgozása Nem kell, hogy valóságos adatok legyenek IMSc pontokat ér, ha részletesen megtervezett és indokolt teszteket készítünk és dokumentálunk Tesztelés és hibajavítás, ha nem az jön ki, mint amit várunk Dokumentáció befejezése és id ben való leadása c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40

40 Operátorok Típuskonverzió Nagy házifeladat Adatszerk Algo Köszönöm a gyelmet. c Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Operátorok, házi október / 40