Osnovni tipovi podataka i operatori

Kolegij: Programski jezik C++

Ak. god. 2016/2017

Doc. Dr. Sc. Marko Maliković

Programiranje - Osnovni tipovi podataka i operatori -

Osnovni tipovi podataka Općenito podatke dijelimo na:

Konstante – nepromijenjive vrijednosti Najjednostavniji primjer su brojevi: 2, 5, 3.14159, ...

Varijable – podaci koji općenito mogu mijenjati svoj iznos Predstavljaju se svojim imenom (simboličkom oznakom):

x, y, i, j, BrojCipele, cijena_ulaznice, …

Svaki podatak ima dodijeljen deklarirani tip koji nam kaže: Koje su njegove moguće vrijednosti i dozvoljeni raspon Kakve operacije su moguće nad tim podacima

U jezik C++ su neki osnovni tipovi i operacije nad njima već ugrađeni Već znamo za tip int – tip cjelobrojnih vrijednosti

... ali postoje i drugi

Identifikatori (među koje spadaju i imena

varijabli) Identifikatori = Imena koja se dodijeljuju mnogim dijelovima

C++ programa kao na primjer: Varijablama Funkcijama (o kojima ćemo govoriti pred kraj kolegija) Klasama (o kojima će biti malo riječi na kraju kolegija) ...

Imena su proizvoljna ali se moraju poštovati tri pravila: 1. Mogu biti sastavljeni od:

Engleskog alfabeta

dakle, isključeni su hrvatski dijakritički znakovi

velika i mala slova se razlikuju

Znamenki

Znaka za podcrtavanje "_" (underscore)

2. Prvi znak mora biti slovo ili "_" 3. Ne smiju biti jednaki ključnim riječima (vidi tablicu →)

Ključne riječi jezika C++

Deklaracija varijabli Svaku varijablu treba prije korištenja deklarirati

Deklaracija varijable = Određivanje njenog tipa

Primjer: int a; - naredba kojom se određuje da će varijabla a biti cijeli broj

Brojevi: U C++ je ugrađeno nekoliko tipova brojeva:

Pozitivni i negativni cijeli brojevi (integer) tipa int

Vrlo kratki cijeli brojevi tipa short int

Dulji cijeli brojevi tipa long int

ako trebamo raditi s cijelim brojevima većim od određene vrijednosti

Još dulji cijeli brojevi tipa long long int

Realni brojevi tipa float

Dulji realni brojevi tipa double

Još dulji realni brojevi tipa long double

unsigned - neke cjelobrojne varijable ne mogu nikada poprimiti negativnu vrijednost pa ih možemo deklarirati kao:

unsigned int

unsigned long

Zašto uopće postoji deklaracija varijabli? Prevoditelj će varijable pohranjivati u memoriju prema prigodnim pravilima

Prevoditelj će znati kako provoditi operacije nad varijablama

Pridruživanje vrijednosti objektima

(inicijalizacija) Pridruživanjem vrijednosti objektu se mijenja njegova vrijednost, a tip ostaje isti:

objekt = vrijednost;

Na primjer:

Cijena = 25.65;

Ako su objekt i vrijednost različitog tipa onda se vrijednost svodi na tip objekta prema definiranim pravilima pretvorbe (pravila pretvorbe →)

Deklaracija i pridruživanje vrijednosti mogu se obaviti u istom retku:

int i = 5;

S desne strane pridruživanja se mogu nalaziti konstante i varijable:

int i = 5;

i = i + 3;

k = m + n;

Realni brojevi Realni brojevi (Floating-point) – brojevi s pomičnom

decimalnom točkom Deklariraju se riječju float:

float pi = 3.1415926;

Realni brojevi tipa double ili long double ako nam raspon i točnost broja float nije dovoljan

Svaki prevoditelj ima svoja ograničenja na raspone vrijednosti brojeva

Ako postoji mogućnost numeričkog preljeva (pojave broja većeg od predviđenog maksimuma): treba koristiti dulji tip jer se program može ponašati

nepredvidljivo

Provjera veličine pojedinih tipova #include <iostream>

#include <conio.h>

#include <climits>

#include <cfloat>

using namespace std;

int main()

{

cout << "Najmanji broj tipa short int: " << SHRT_MIN << endl;

cout << "Najveci broj tipa short int: " << SHRT_MAX << endl;

cout << "Najmanji broj tipa int: " << INT_MIN << endl;

cout << "Najveci broj tipa int: " << INT_MAX << endl;

cout << "Najmanji broj tipa long int: " << LONG_MIN << endl;

cout << "Najveci broj tipa long int: " << LONG_MAX << endl;

cout << "Najmanji broj tipa long long int: " << LLONG_MIN << endl;

cout << "Najveci broj tipa long long int: " << LLONG_MAX << endl;

cout << "Najmanji broj tipa float: " << FLT_MIN << endl;

cout << "Najveci broj tipa float: " << FLT_MAX << endl;

cout << "Najmanji broj tipa double: " << DBL_MIN << endl;

cout << "Najveci broj tipa double: " << DBL_MAX << endl;

cout << "Najmanji broj tipa long double: " << LDBL_MIN << endl;

cout << "Najveci broj tipa long double: " << LDBL_MAX << endl;

getch();

return 0;

}

Rezultat prethodnog programa

Aritmetički operatori Binarni operatori:

x + y – zbrajanje

x - y – oduzimanje

x * y – množenje

x / y – dijeljenje

x % y – modulo (ostatak dijeljenja cijelih brojeva)

Unarni operatori:

+x i -x – unarni plus i minus (mijenjanju predznak broju (+ nije obavezan))

x++ – uvećaj nakon (dohvaća vrijednost od x i onda je uveća za 1)

++x – uvećaj prije (uveća vrijednost od x za 1 i onda je dohvaća)

x-- – umanji nakon (dohvaća vrijednost od x i onda je umanji za 1)

--x – umanji prije (umanji vrijednost od x za 1 i onda je dohvaća)

Aritmetički operatori - potenciranje C++ nema automatski ugrađen operator za potenciranje

Potrebno je koristiti funkciju pow iz standardne matematičke biblioteke deklarirane u datoteci zaglavlja cmath:

// Potenciranje – ispisuje broj 3 na 5

#include <iostream> #include <cmath> using namespace std; int main() { cout << pow(3,5); return 0; }

Pravila provjere i pravila pretvorbe

Postoje dvije važne grupe pravila za rad s

tipovima podataka i operatorima:

Pravila provjere (eng. Type-checking rules) –

uočavaju neispravne operacije nad objektima

Pravila pretvorbe (eng. Conversion rules) –

određuju što će se dogoditi ako neka operacija

očekuje jedan tip podataka, a pojavi se drugi tip

podataka

Pravila pretvorbe odnosno: - Kako se ponašaju binarne operacije nad dva broja različitog tipa -

Ako su operandi različitih tipova tada se oni prije operacije svode na zajednički tip (to je obično složeniji tip)

Ova pravila su inače u programskom jeziku C++ vrlo precizno opisana ali mi ih opisujemo samo načelno i djelomično

Na primjer:

1. Ako je jedan broj tipa long double tada se i drugi broj pretvara u tip long double

long double x;

float y;

cout << x+y;

2. Ako je jedan broj tipa float tada se i drugi broj pretvara u tip float:

int a;

float b;

float c;

a=5;

b=7.36;

c=a+b;

cout << c;

Pažnja! Ako napišemo:

float x = 3 / 2;

… prevoditelj će brojeve 3 i 2 shvatiti kao cijele jer ne sadrže decimalnu točku

Zato će primjeniti cjelobrojno dijeljenje i rezultat će biti broj 1 Rješenje 1:

float x = 3. / 2.;

Rješenje 2:

float x = static_cast<float>(3)/static_cast<float>(2)

Naredbom static_cast <Tip> (Izraz) se izrazu Izraz privremeno dodjeljuje tip Tip

Pažnja! U slučaju kada baratamo varijablama, a ne konstantama, rješenje 1 nije moguće jer iza

naziva varijable ne možemo dodati točku (prevoditelj bi javio grešku)

Potrebno je upotrijebiti naredbu static_cast:

#include <iostream>

using namespace std;

int main()

{

int brojnik;

int nazivnik;

cin >> brojnik;

cin >> nazivnik;

float decimalan_broj = static_cast<float>(brojnik)/static_cast<float>(nazivnik);

cout << endl << decimalan_broj << endl;

return 0;

}

Gubitak podataka U slučaju kada varijablu inicijaliziramo znakom "="

moguće je izgubiti dio podataka zbog implicitnih

pretvorbi koje se dogadjaju

Npr, naredbom:

int a = 3.14;

se cjelobrojnoj varijabli pridružuje decimalan broj

Decimalan broj će se pretvoriti u cijeli odn. decimalne

znamenke će biti odbačene

Prevoditelj neće javiti grešku

Neki prevoditelji će javiti upozorenje da je moguć

gubitak podataka

Gubitak podataka

Inicijalizacija listom inicijalizatora U Standardu C++ 11 (uvedenom 2011) je uvedena

nova dodatna sintaksa za inicijalizaciju

Vrijednosti kojima se objekt inicijalizira se mogu

navesti u listi inicijalizatora unutar vitičastih zagrada: int a{2};

U slučaju kada je potrebno provesti sužavajuću

pretvorbu, prevoditelj u Code::Blocks će javiti

upozorenje:

int a{3.14};

(u slučaju int a = 3.14; nije javio niti

upozorenje)

Inicijalizacija listom inicijalizatora

Inicijalizacija listom inicijalizatora

Ako objektu proslijedimo praznu listu

inicijalizatora:

int a{};

tada će biti inicijaliziran na podrazumijevanu

vrijednost

U slučaju brojčanih tipova podrazumijevana

vrijednost je nula:

int a{};

cout << a << endl;

ispisuje nulu

Simboličke konstante Nekim veličinama ne želimo tijekom programa promijeniti

vrijednost

Da bismo to izbjegli, možemo upotrijebiti naredbu const:

const float povrsina = pow(r,2)*3.1415926;

Ako bismo nakon ovoga napisali:

povrsina = povrsina+1;

onda bi prevoditelj javio slijedeću grešku:

error: assignment of read-only variable 'povrsina'

Pobrojenja Ako u programu želimo koristiti elemente pojmovnih

skupova tada možemo koristiti takozvane pobrojane tipove (eng. Enumerated types):

enum Dani {Ponedjeljak,Utorak,Srijeda,Cetvrtak,Petak,Subota,Nedjelja};

Dani su tip podataka

Ponedjeljak, Utorak, ..., Nedjelja su identifikatori

Također, C++ prvom identifikatoru automatski dodjeljuje vrijednost 0, drugom vrijednost 1, itd

Pobrojenja omogućavaju da u kôdu umjesto brojčanih vrijednosti koristimo razumljivije simboličke nazive

Pobrojenja Vrijednost varijablama možemo pridružiti ovako:

#include <iostream> #include <conio.h> using namespace std; int main() { enum Dani {Ponedjeljak, Utorak, Srijeda, Cetvrtak,

Petak, Subota, Nedjelja}; Dani PosljednjiDanTjedna = Petak; getch(); return 0; }

Pobrojenja Ako želimo da niz počinje nekim drugim brojem (umjesto

nule) tada to moramo eksplicitno reći:

enum Dani {Ponedjeljak=1,Utorak,Srijeda,Cetvrtak,Petak,Subota,Nedjelja};

Eksplicitna dodjeljivanja vrijednosti možemo raditi svakako:

enum Likovi {Trokut = 3,

Cetverokut = 4,

Kvadrat = 4,

Peterokut,

Sesterokut,

Sedmerokut,

Osmerokut,

Oktagon = Osmerokut};

Još jedan primjer - šahovska ploča -

enum stupci {a = 1, b, c, d, e, f, g, h};

Pobrojenja

Pobrojanim tipovima se ne može baratati kao

cjelobrojnim vrijednostima u aritmetičkim

operacijama

Na primjer, slijedeći izraz će javiti grešku:

Dani PosljednjiDanTjedna = Petak;

Dani PrviDanVikenda = PosljednjiDanTjedna + 1;

Gornji problem se može riješiti ovako:

Dani PrviDanVikenda = static_cast <Dani> (PosljednjiDanTjedna + 1);

Poredbeni operatori

x < y - manje

x <= y - manje ili jednako

x > y - veće

x >= y - veće ili jednako

x == y - jednako

x != y - različito

Znakovne konstante tipa char Pišu se kao jedan znak unutar jednostrukih znakova navodnika:

char slovo_a = 'a';

cout << 'b' << endl;

Znakovne konstante i varijable se mogu uspoređivati:

// Uspoređivanje znakova

#include <iostream>

using namespace std;

int main()

{

cout << ('a' < 'b') << endl;

return 0;

}

Gornji kôd će ispisati broj 1 (koji označava true) jer je slovo a ispred slova b

Pseudonimi tipova Ponekad je čitljivije umjesto oznaka ugrađenih tipova

upotrebljavati sinonime čiji naziv preciznije opisuje sam objekt

U tu svrhu možemo koristiti ključnu riječ using: using NoviNazivTipa = IzvorniNazivTipa:

#include <iostream>

#include <cmath>

using namespace std;

int main()

{

using Koordinate = float;

Koordinate X;

Koordinate Y;

cin >> X;

cin >> Y;

float UdaljenostTockeOdIshodista=sqrt(pow(X,2)+pow(Y,2));

cout << endl << UdaljenostTockeOdIshodista << endl;

return 0;

}

Pseudonimi tipova Posebno je korisno upotrebljavati pseudonime tipova u

slučaju opisivanja vrlo složenih korisničkih tipova

Na primjer:

using Vektor3D = vector<vector<vector<double> > >;

Prije nego što je u C++ uvedena deklaracija pseudonima pomoću ključne riječi using, novo ime za već postojeći tip moglo se uvesti isključivo korištenjem ključne riječi typedef:

typedef double broj; // Vidimo da je redoslijed obrnut

Deklaracija pomoću typedef je i dalje podržana

Operator sizeof Unarni operator koji kao rezultat daje broj bajtova što ih operand zauzima u memoriji računala:

#include <iostream>

#include <iomanip>

using namespace std;

int main()

{

cout << setw(13) << "char: " << sizeof(char) << endl;

cout << setw(13) << "short: " << sizeof(short) << endl;

cout << setw(13) << "int: " << sizeof(int) << endl;

cout << setw(13) << "long: " << sizeof(long) << endl;

cout << setw(13) << "long long: " << sizeof(long long) << endl;

cout << setw(13) << "float: " << sizeof(float) << endl;

cout << setw(13) << "double: " << sizeof(double) << endl;

cout << setw(13) << "long double: " << sizeof(long double) << endl;

return 0;

}

Operator sizeof

Operator sizeof Operator sizeof se može primijeniti i na izraze, pokazivače, reference, polja, korisnički

definirane tipove i objekte, …

Primjer:

#include <iostream>

#include <iomanip>

using namespace std;

int main()

{

int x;

cout << "Duljina od x u bajtovima: " << sizeof(x) << endl;

double f;

cout << "Duljina od f u bajtovima: " << sizeof(f) << endl;

cout << "Duljina od f*x u bajtovima: " << sizeof(f*x) << endl;

return 0;

}

Operator sizeof

Hijerarhija i redoslijed izvođenja operatora U matematici:

Podrazumijevani slijed operacija je slijeva na desno Međutim, ako se dvije operacije različitog prioriteta nađu jedna

do druge, prvo se izvodi operacija s višim prioritetom Na primjer:

U matematičkom izrazu: a+b∙c/d se prvo izvodi množenje b∙c, onda se rezultat dijeli sa d, i tek na kraju se rezultat pribraja broju a

Jednako funkcionira i C++ kôd: y=a+b*c/d Okruglim zagradama se može zaobići ugrađena hijerarhija

operatora Npr: Možda baš želimo izračunati y=(a+b)*c/d

U knjizi “Demistificirani C++” je u tablici 3.15 na strani 97 navedena hijerarhija i redoslijed izvođenja operatora Tablica u knjizi je vrlo široka jer sadrži sve operatore koji se

koriste u programskom jeziku C++ Za ovaj kolegij nam ta tablica nije potrebna