1 / 45

Tietorakenteet ja C-kieli

Tietorakenteet ja C-kieli. TkT Jarno Mielikäinen. e-mail: Jarno.Mielikainen@lut.fi Vastaanotto: ke 11-12. Luennot. Noudattavat Lasse Lensun luentomonistetta, josta tulee korjattu versio lähiaikoina Mahdollisista eroavaisuuksista kerrotaan kurssin kotisivuilla To 16-17:45 Pe 12-13

maik
Download Presentation

Tietorakenteet ja C-kieli

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Tietorakenteet ja C-kieli TkT Jarno Mielikäinen e-mail: Jarno.Mielikainen@lut.fi Vastaanotto: ke 11-12

  2. Luennot • Noudattavat Lasse Lensun luentomonistetta, josta tulee korjattu versio lähiaikoina • Mahdollisista eroavaisuuksista kerrotaan kurssin kotisivuilla • To 16-17:45 • Pe 12-13 • Luentoviikot 1-4: C-kieli • Luentoviikot 5-7: tietorakenteita • Loput: algoritmeja

  3. Harjoitukset • EI pakolliset, mikroluokassa 6325 • ti 16-18, 18:00-19:30, ke 12-14to 8.30-10, 10-12, 12-14, pe 10-12 • Olennainen osa oppimista • Kokeile, jos et osaa, kysy • Ratkaisut annetaan, jos et ymmärrä, kysy • Jos löydät vaihtoehtoisen/paremman ratkaisun, kerro

  4. Harjoitustyöt • 1. harjoitustyö 3. periodin lopussa • 2. harjoitustyö 4. periodin lopussa

  5. Tentit • 1. välikoe 5.3 klo 16 • 2. välikoe 7.5 klo 16 • Tentti 14.5 klo 16

  6. Kurssin tavoitteet: C-kieli • C-kielisten ohjelmien luku ja kirjoitustaidot • Ymmärrät kaikki C:n rakenteet • Osoittimien (pointterien) käyttötaito • Yleiskatsaus kirjastofunktioihin • Tietoinen C:n sudenkuopista

  7. Kurssin tavoitteet: tietorakenteet • Yleisempien tietorakenteiden tuntemus:taulukot, pinot, jonot, listat, puut, keot ja graafit • Tietorakenteen valinta käytettävien operaatioiden perusteella (lisääminen, poistaminen, jne.)

  8. Kurssin tavoitteet: algoritmit • Johdattelua algoritmien kompleksisuus analyysiin • Lajittelualgoritmeja • Hakualgoritmeja

  9. Miksi C-kieli? • C-kielen data-tyypit ja operaatiot vastaavat laitteistotason tarjoamia • Ohjelmat ovat hyvin siirrettävissä toisiin laitteisto- ja käyttöjärjestelmäympäristöihin • Yleisesti käytössä • Linux, Apache, gcc, jne. • MISRA C, http://www.misra.org.uk/ • NVIDIA:n Cg, DX9:n HLSL, OpenGL 2.0:n shader kielet, BrookGPU

  10. C-kielen historia • Kernigan & Ritchie (K&R), 1972 • ISO/IEC 9899-1990 (C89, ANSI C) • ISO/IEC 9899-1999 (C99) • Tällä kurssilla käsitellään C89:ä

  11. C-Ohjelma Kertoo kääntäjälle syöttö- ja tulostusfunktioista (printf + muut) Pääohjelma ”Alku” ”Loppu” #include <stdio.h> int main(void) { printf(”Tervetuloa kurssille!\n”); return 0; /* paluuarvo == 0  OK */ }

  12. Merkkijonovakiot • Ympäröidään lainausmerkeillä • Vie muistitilaa merkkien lukumäärän verran + 1, jonka vie merkkijonon päättävä merkki ’\0’ • Voidaan jatkaa toiselle riville”merkki””jono”tai”merkki\jono” • Kenoviivalla voidaan myös jatkaa mitä tahaansa tekstiä toiselle riville

  13. Muuttujat • Muuttujat on määriteltävä ennen käyttöä, välittömästi ’{’:n jälkeen • Muuttujan nimi alkaa kirjaimella(a-z, A-Z) • Seuraavat merkit voivat olla kirjaimia tai ’_’ tai numeroita (0-9) • Muuttujanimen maksimipituus 31 merkkiä • Nimet ’A’ ja ’a’ eivät ole samat

  14. Muistimääritteet

  15. C-kielen varatut sanat

  16. Kokonaislukutietotyypit

  17. GNU Compiler Collection(GCC) • GCC, http://gcc.gnu.org/, on käytössä ainakin koulun Unix koneissa • Käyttö:gcc –ansi –Wall –okohde lahde.cmissä kohde on ajettavan ohjelman nimi jalahde.c lähdetiedoston nimi • käännetty ohjelma ajetaan:./kohde

  18. Liukulukutyypit

  19. Vakiot c:n E+X tarkoittaa 10+X -1.23 25E+34 • . tai E:n sisältävät luvut ovat tyyppiä double • F numeron perässä määrittää floatin • Tyypille long double lisää L • Muutoin luku on tyyppiä int • Kokonaisluvuille L määrittäätyypin long int -1.23F 25E+34F -1.23L 25E+34L 123 2534 123L 2534L

  20. Liukulukuja ei vertailla näin #include <stdio.h> int main(void) { float a=1.345,b=1.123,c; c=a+b; if (c == 2.468) printf("Yhtäsuuret\n"); else printf("Erisuuret! c:n arvo on %13.10f, tai%f\n",c,c); } Yhtäsuuruuden testaamiseen käytetään == operaattoria % leveys . tarkkuus f, määrittää tulostuskentän leveyden ja liukuluvun tarkkuuden

  21. Liukulukujen vertailua #include <stdio.h> #define EPSILON 0.0001 int main(void) { float a=1.345,b=1.123,c; c=a+b; if (abs(c-2.468)<EPSILON) printf("Yhtäsuuret\n"); else printf("Erisuuret! c:n arvo on %13.10f, tai%f\n",c,c); } EPSILON korvataan 0.0001:llä ennen varsinaista käännöstä abs() on itseisarvofunktio

  22. C:n operaattorit • Vertailuoperaattorit • Aritmeettiset operaattorit • Bittitason operaattorit • Sijoitusoperaattorit • sizeof operaattori • Ehtolauseke • Tyyppimuunnos

  23. Vertailuoperaatoreita

  24. Vertailua #include <stdio.h> int main(void){ int a=3; const int alaraja=3; const int ylaraja=7; if(a<ylaraja && a>=alaraja) printf("%i <=a<%i\n", alaraja, ylaraja); } luodaan kokonaislukuvakiot alaraja <= a < ylaraja

  25. Short-Circuit Evaluation • Ensimmäinen epätosi &&-operaatorin yhdistämä lauseke päättää evaluoinnin b saa arvoksi 0:n ei 2+2=4 koska (b=a) on epätosi eli nolla int a=0, b=1, c=2; if((b=a) && (b=c+2)) printf("Ihme\n"); • Ensimmäinen tosi ||-operaatorin yhdistämä lauseke päättää evaluoinnin int b=1, c=2; if(!((b=c) || (b=c+2))) printf("Ihme\n"); b saa arvoksi 2:n ei 2+2=4 koska (b=c) on tosi eli ei-nolla

  26. Jakolasku suoritetaan tyypille int, jonka jälkeen tulos sijoitetaan tyyppiin float int x=23,y=2; float z; z=x/y; /* z == 11 */ Tapahtuu implisiittinen tyyppimuunnos Aritmeettiset operaattorit

  27. Tyyppimuunnokset • Lausekkeessa olevat eri tyyppiset tietotyypit muutetaan samaksi ennen lausekkeen arvon laskentaa • Implisiittisessä tyyppimuunnoksessa”alempi” korotetaan ”ylemmäksi”esim. int -> float int x=23; float y=2, z; z=x/y; /* z == 11.5 */

  28. Eksplisiittinen tyyppimuunnos • Muoto: (tyyppi) lauseke int x=23,y=2; float z; z=(float)x/y; /* z == 11.5 */ • Ekspliittisen tyyppi-muunnoksen käyttö selkeyttää koodia int a=2; float b, c=4; b=(float)a+c; /* b = a+c */

  29. ++ ja -- operaattorit • ++ lisää muuttujan arvoa yhdellä • -- vähentää yhden • operaattori muuttujan nimen edessä (++a): ensin muutetaan arvoa ja sitten lasketaan lausekkeen arvo • operaattori nimen perässä (a--): ensin lasketaan lausekkeen arvo ja sitten muutetaan arvoa int x=1,y=2; x=y++; /* x==2, y==3 */ x=--y; /* x==2, y==2 */

  30. Lukujärjestelmät • Kymmenjärjestelmä:13.5610 = 1*101+3*100+ 5*10-1+ 6*10-2 • Binääriluvut:011011112=0*27+1*26+1*25+0*24+1*23+1*22+1*21+1*20=11110 • Sama heksadesimaalimuodossa:0110 1111 6 F6F16 A=1010, B=1110, C=1210 D=1310, E=1410, F=1510

  31. Bittien käsittely operaattorit

  32. Bittioperaatioiden käytöstä • |-operaatiota käytetään bittien päälle laittamiseen • ^ -operaatiota käytetään bittien tilan vaihtamiseen • &-operaatiolla voidaan nollata halutut bitit

  33. Etuliitteellä 0x merkitään heksadesimaalilukuja Bittitason ja (AND) Looginen ja operaatio Bittien käsittelyä #include <stdio.h> tulosta_bitit(char str[], unsigned char c); int main(void){ unsigned char a=0x5F, b=0xF5; tulosta_bitit("a", a); tulosta_bitit("b", b); tulosta_bitit("a & b", a & b); tulosta_bitit("a && b", a && b);

  34. Bittien käsittelyä II Bittitason tai (OR) tulosta_bitit("a | b", a | b); tulosta_bitit("a ^ b", a ^ b); tulosta_bitit("a << 1", a << 1); tulosta_bitit("a >> 2", a >> 2); tulosta_bitit("~a", ~a); return 0; } Bittitason poissulkeva tai (XOR) Yhden komplementti (kääntää bitit)

  35. Bittien tulostus tulosta_bitit(char str[], unsigned char c){ int bitti; printf("%s:\t", str); for(bitti = 7; bitti >= 0; bitti--) { if((c & (1 << bitti )) != 0 ) printf( "1" ); else printf( "0" ); } printf("\n"); }

  36. X*=(Y+Z); X=X*(Y+Z); Sijoitusoperaattorit Sijoitusoperaattorin ’=’ lisäksi löytyy joukko tiivistettyjä sijoitusoperaattoreita Seuraaville sijoitusoperaattoreille (lauseke1) = (lauseke1) operaattori (lauseke2) tiivistetty muoto on lauseke1 operaattori=lauseke2

  37. sizeof operaattori ja ehtolauseke • sizeof operaattori antaa muuttujan viemän tilan tavuina, kaksi muotoa:sizeof(tyyppi) sizeof muutuja • lauseke1 ? lauseke2 : lauseke3jos laukeke1 on tosi koko lausekkeen arvoon lauseke2 muutoin lauseke3 Z=(X>Y)?X:Y; if(X>Y) Z=X; else Z =Y;

  38. Tärkeysjärjestys/assosiatiivisuus taulukko

  39. Operaattoreiden tärkeysjärjestys • a=c==4;a=(c==4) • Sulkujen käyttö selkeyttää järjestystä • a=b+=c;a=(b+=c); • 2*5%3(2*5)%3 == tärkeämpi kuin = = ja += yhtätärkeitä assosiatiivisuus oikealta vasemmalle * ja % yhtätärkeitä assosiatiivisuus vasemmalta oikealle (2*5)%3 == 1

  40. Itsemääritellyt tietotyypit enum luku {nolla, yksi, kaksi}; enum luku l=yksi;

  41. Tietueet (structure) struct paivays{ int paiva; int kuukausi; int vuosi; }; struct paivays paiva1={15, 1, 2004}, paiva2; Ei voi sisältää struct paivays tyyppistä muuttujaa • Tietoalkioiden ryhmittelyyn • Useiden arvojen palauttamiseen funktiosta • Linkitettyjen listojen rakentamiseen

  42. Union • union U{ double d; char c[2]; int i; } d (8 tavua) c (2) i (4 tavua)

  43. Toisessa lähdekooditiedostossa määritellyn funktion esittely Funktion paluuarvo muuttaa pääohjelman muuttujan arvoa printf():n parametri %d tai %i tulostaa kokonaisluvun Kaksi lähdekooditiedostoa #include <stdio.h> extern int lisaa(int); int main(void){ int a = 0; a = lisaa(a); printf("a = %i\n", a); a = lisaa(a); printf("a = %d\n", a); return 0; }

  44. Muuttuja j on staattinen eli olemassa koko ohjelman suorituksen ajan. Ensimmäisellä kutsukerralla funktio alustaa muuttujan j arvoon ’1’. j:tä kasvatetaan yhdellä paluuarvon määräämisen jälkeen Funktion lisaa() määrittely int lisaa(int i) { static int j = 1; return i + (j++); }

More Related