Как написать простую программу

Как написать простую программу

В статье мы напишем пару простейших программ на C++ и посмотрим, как происходит их компиляция.

Содержание

Следуйте инструкциям. Также выполните задания, указанные в тексте.

Создаём каталог проекта

Перейдите в каталог пользователя, и создайте каталог, в котором вы будете размещать свои проекты. Его можно назвать, например, “lw1” (laboratory work 1)

В Visual Studio Code откройте этот каталог. Для этого используйте меню “File”>”Open Folder…”.

Теперь вы можете добавить новый файл в каталог прямо из Visual Studio Code. Попробуйте, это так просто!

Простейшая программа

Откройте редактор, создайте файл hello.cpp и перепишите следующий текст:

Это — минимальная программа на языке C++. Она выводит в терминал строку “Hello, world!” и завершается. Она состоит из:

• директива #include <iostream> подключит библиотеку потоков ввода-вывода, в том числе станут доступны поток вывода std::cout и манипулятор std::endl.
• функция main служит точкой входа в программу в тот момент, когда операционная система запускает программу
• в функции сейчас находится ровно одна инструкция, которая передаёт строку в поток вывода cout и затем передаёт туда же манипулятор endl (сокращение от endline), чтобы добавить перенос строки и завершить операцию вывода cout

Сохраните файл — это можно сделать в меню “File” либо горячей клавишей Ctrl+S :

Затем откройте терминал. В Visual Studio Code терминал можно открыть в меню “Вид”>”Интегрированный терминал” либо сочетанием клавиш “CTRL + `”

Введите в терминале команду dir . Команда выведет список файлов, и среди этих файлов должен быть файл hello.cpp .

Введите команду g++ —version . Программа g++ — это компилятор C++ из состава GCC (GNU Compiler Collections). Передав ей флаг —version , вы заставите программу вывести свою версию и завершиться. Ожидается, что у вас будет g++ 7.0 или выше:

Введите команду g++ hello.cpp -o hello . Эта команда компилирует файл hello.cpp в исполняемую программу называет исполняемый файл hello.exe на платформе Windows либо hello на Linux и MacOSX. Команда не должна выводить чего-либо, она должна просто успешно завершиться.

Теперь вы можете запустить исполняемую программу hello.exe , набрав в терминале команду hello .

Задание cpp1.1

Убедитесь, что у вас есть файл hello.cpp , в котором записана работоспособная программа “Hello, World”. Доработайте программу, чтобы вместо “Hello, World” она выводила “Hello, Name”, где Name — ваше имя в английской транскрипции.

Ошибки компиляции

Теперь попробуем составить неправильную программу. Например, уберём символ ; в конце единственной инструкции:

Запустите компиляцию снова. Вы увидите ошибку компиляции, примерно такую:

Компилятор достаточно умён, чтобы показать вам точное место ошибки и способ её исправления! Именно поэтому сообщения от компиляторов C/C++ следует внимательно читать.

Теперь попробуем внедрить другую ошибку: точку с запятой вернём на место, а в названии cout перепутаем две буквы: “cuot”

Запустите компилятор и прочитайте сообщение. Оно должно быть таким:

Компилятор снова показал себя с лучшей стороны: он догадался, что программист опечатался, и предложил свой вариант замены. К сожалению, вариант не самый удачный: компилятор предложил clog вместо cout . Тем не менее, во многих случаях компилятор угадывает правильно.

Задание cpp1.2

• Попробуйте самостоятельно найти такую опечатку в слове cout, чтобы компилятор правильно предложил способ исправления опечатки.
• Этот вариант программы сохраните в файле hello_err.cpp , чтобы затем показать преподавателю.

Вывод в стиле языка C

Вывод в cout, которым мы воспользовались, относится к языку C++. Есть и другой способ: C++ позволяет использовать возможности языка C, в том числе функции ввода-вывода в стиле языка C.

Мы воспользуемся функцией std::puts. Для доступа к ней надо подключить <cstdio> . Теперь программа будет выглядеть так:

Выполните в терминале команду del hello.exe для удаления старого исполняемого файла, затем g++ hello.cpp -o hello для компиляции и запустите программу hello.exe . Вы должны получить тот же результат, что и раньше:

Ввод-вывод

Теперь напишем программу, которая читает два числа из стандартного ввода и пишет их обратно в стандартный вывод. Эта программа будет использовать функции языка C: std::scanf и std::printf .

Создайте файл ab.cpp и напечатайте в нём следующий код:

Скомпилируйте код командой g++ ab.cpp -o ab . Запустите, и введите

• два целых числа: 12 88
• одно целое число и одно число с плавающей точкой: 12 88.7
• одно целое число и одну букву f: 12 f
• только букву f: f
• ничего не вводить, сразу нажать “Ctrl+Z” на Windows или “Ctrl+D” на остальных платформах, что означает “конец ввода”

Если что-то пошло неправильно, вы можете нажать в терминале Ctrl+C для завершения программы.

Мы прокомментировали код, чтобы вы поняли, что происходит. В языке C++ однострочные комментарии начинаются с символов // . Комментарии помогают понять текст программы, и поэтому хороший комментарий поясняет намерение там, где оно не очевидно из кода. Плохие комментарии поясняют очевидные вещи: писать такое — бесполезный труд. В то же время хороший комментарий может уберечь программиста от неосторожных и неправильных действий.

Теперь доработаем программу

Задание cpp1.3

Создайте файл abc.cpp и напишите программу, которая читает три числа и складывает их, а результат выводит в терминал.

Решение линейного уравнения

Рассмотрим линейное уравнение ax + b = 0 — оно также называется уравнением прямой. Мы напишем программу, способную решать такие уравнения. Но прежде чем приступить к кодированию, мы составим план действий с помощью комментариев:

Первый шаг мы реализуем с помощью puts. Второй — с помощью scanf и объявления переменных a, b. Третий шаг — с помощью printf. Создайте файл linear_equation.cpp .

Перепечатайте в него следующий код:

Скомпилируйте программу и запустите её. Попробуйте ввести две пары коэффициентов:

• -10 и 2
• 2 и -10
• 0 и 2
• 0 и 0

Везде ли программа решила задачу правильно?

Числа с плавающей точкой

Конечно же, решить уравнение в целых числах получится не всегда. Но в C++ есть поддержка чисел с плавающей точкой:

• тип данных называется float
• ему соответствует формат %f для scanf и printf

Перепишите программу следующим образом:

Попробуйте снова ввести две пары коэффициентов:

• -10 и 2
• 2 и -10
• 0 и 2
• 0 и 0

Как вы думаете, что получилось в последних двух случаях? Почему такое происходит?

Какие знания нужны, чтобы написать первую программу

В мае образовательный проект Geekbrains начинает набор на бесплатный курс основ программирования. Ученики познакомятся с терминами и понятиями, основными направлениями программирования и получат инструкции для дальнейшего развития. На vc.ru — материал о том, что нужно, чтобы создать свою первую программу.

Материал подготовлен при поддержке Geekbrains.

К концу 2014 года программистов было уже более 18 миллионов, но это не сделало профессию менее востребованной. Специалистов много, но вакансий для действительно хороших программистов еще больше.

Неудивительно, что профессия программиста так популярна: она позволяет, не вставая из-за стола, совершенствовать продукты и создавать решения, которыми будут пользоваться миллионы людей. Некоторых останавливает то, что разработчиков уже и так много. Но программисты нужны — особенно те, которые умеют наблюдать, проектировать и находить новые решения проблем.

Бесплатный курс Geekbrains «Основы программирования» нужен тем, кто хочет обучиться этой профессии и получить реальный опыт разработки, но не знает, с чего начать. Воспользовавшись материалами курса, мы составили краткий план того, как создать первую программу.

Что такое программа

Программа — это последовательность команд, которые показывают компьютеру, как решить задачу. Простейшая программа — дать компьютеру три числа, чтобы он произвел с ними операции и показал ответ. Разумеется, компьютер не поймет команд на русском — они должны быть четко прописаны на одном из языков программирования. Но общий смысл ясен: программист дает компьютеру команды и предоставляет необходимые данные.

Для тех, кому нужно найти самый дешевый отель, создали программу Booking. Если нужно написать заметку — Evernote, отредактировать фотографию — Photoshop. Для пользователя программа — это продукт, который должен решить его задачу.

Как это выглядит для компьютера

В обработке программы участвуют три компонента компьютера: процессор (ЦПУ), запоминающее устройство (HDD) и оперативная память (ОЗУ). Процессор обрабатывает и исполняет указанные инструкции, жесткий диск их хранит, а оперативная память служит буфером для процессора: отсюда берутся данные и команды, необходимые процессору для выполнения операций.

Простой пример: пользователю нужно открыть калькулятор и произвести математическую операцию. Пока программа еще не открыта, она хранится на жестком диске. Как только пользователь открывает программу, все инструкции и данные попадают в оперативную память. Процессор начинает выполнять операции, которые указывает пользователь. Во время работы все данные хранятся в оперативной памяти. Когда работа прекращается, программа выгружается из оперативной памяти и переходит «в спячку» на жесткий диск.

Постановка задачи

Чтобы создать программу, нужно четко поставить первоначальную задачу. Для этого нужно сформулировать условия и описать всю входящую и исходящую информацию. Программист сразу понимает, что он даст программе и что хочет получить в ответ.

Возьмем, к примеру, ту программу, которая производит операции с несколькими числами и выводит пользователю ответ. Входящей информацией будут числа, исходящей — результат вычислений, который покажет программа. Для обработки этой информации программист создает наборы инструкций — алгоритмы.

Что такое алгоритмы

Алгоритмы — это прослойка операций между входящими и исходящими данными. По сути, это все то, что будет делать компьютер с имеющейся информацией, чтобы дать пользователю ответ.

Повседневная жизнь также состоит из алгоритмов. К примеру, вы хотите выпить кофе в обеденный перерыв: идете к кофейному автомату, вставляете деньги в купюроприемник, выбираете нужный кофе, подставляете стаканчик и подтверждаете свой выбор. Как и в реальной жизни, в программировании очень важна последовательность и точность исполнения действий: не подставите стаканчик — кофе прольется, не скормите автомату деньги — не получите кофе. Алгоритм — это суть программы.

Языки программирования

В курсе «Основы программирования» от Geekbrains используется язык программирования JavaScript. Во-первых, у него широкая область применения: JavaScript используют в веб-разработке, в разработке офисных и серверных приложений. Во-вторых, он универсален. Для работы с JavaScript не нужно устанавливать среду разработки, то есть систему для написания программного обеспечения — все операции проводятся в браузере.

Начать писать на JavaScript довольно просто. Нужно создать файл с расширением HTML (подойдет любой текстовый редактор, даже «Блокнот») и прописать в нем несколько строчек кода.

На Windows лучше всего использовать программу Notepad++. На OS X ее нет, но есть неплохие аналоги, например Sublime Text или TextMate. Чтобы вывести на экран всем знакомую надпись ‘Hello, World!’, нужно прописать в редакторе следующие строчки:

После этого сохранить файл в формате HTML и открыть. Он откроется в браузере — если все сделано верно, то появится окно с введенным текстом.

Циклы и массивы

Чтобы не повторять одну и ту же команду несколько десятков или сотен раз, используются циклы. Это конструкции, которые автоматически повторяют определенные наборы команд.

В JavaScript существует три основных вида циклов:

• while — выполняет команды, пока условие их выполнения не станет ложным;
• do-while — команды выполняются хотя бы один раз, даже если условие их выполнения ложно;
• for — начальное выражение выполняется один раз, а условия проверяются перед каждой итерацией цикла.

Массив — это набор ячеек для хранения данных одного типа.

Представьте себе супермаркет, при входе в который нужно сдавать сумки. Одна ячейка в камере хранения является переменной, в которую вы положите значение, равное своей сумке. А вот сама камера хранения — набор ячеек — является массивом. Проверим данный пример с точки зрения определения массива. Действительно, набор ячеек упорядочен (у каждой есть свой номер), и в них мы кладем данные одинакового типа (тип «сумка»).

Цитата из методички курса

Пройдя курс по основам программирования, создав свою первую программу и на практике осознав, насколько вам интересно это направление, можно определяться со специализацией. Разработка приложений для Windows, OS X, разработка мобильных платформ, веб-разработка — каждое из этих направлений требует знания разных языков программирования, о которых подробно рассказывается в одном из последних уроков курса. Таким образом, ваш выбор языка и технологии будет осознанным.

Разработка программ для Windows — по прежнему востребованная классика. Мобильная разработка сейчас на пике популярности, и многие программисты переходят туда, мотивируясь интересными задачами и высокой заработной платой. В любом случае, хорошие программисты нужны во всех направлениях. На сайте Geekbrains можно ознакомиться со средними зарплатами в отрасли и навыками, которые необходимы работодателям.

Это не полный набор информации, которая нужна для создания первой программы, но после прочтения этой статьи ориентироваться в курсе Geekbrains будет гораздо проще.

Как научиться писать программы

Соавтор(ы): Stephen Cognetta, MBA. Стивен Коньетта — сооснователь и исполнительный директор обучающей платформы Exponent, которая помогает людям готовиться и мастерски проходить технические собеседования. Специализируется на подготовке к собеседованиям по управлению продуктом, программированию, маркетингу продукта, менеджменту, управлению техническими проектами и науке о данных. Получил диплом бакалавра с отличием по компьютерной инженерии в Принстонском университете и магистра делового администрирования в Стэнфордском университете. До того как основать Exponent, работал менеджером по продукту в Google и был сооснователем HackMentalHealth.

Первый опыт написания полноценной программы

Каждый начинающий программист мечтает реализовать свой собственный проект. Не написать простенький код, по заданию преподавателя, а воплотить в жизнь свои идеи. Так и я, изучая C++ 3-4 месяца, решился попробовать разработать макет электронного журнала для преподавателей.

Определившись с темой, приступил к определению необходимых функций программы. Для этого я провел анализ уже существующих сервисов, выполняющих похожие задачи.

По итогу, пришел к выводу, что в программе потребуется реализовать:

Выбор группы (GroupSelection),

Возможность выставлять оценки (Grades),

Возможность выставлять посещаемость (Attendance),

Возможность писать комментарии к датам (Comment),

Возможность устанавливать dedlin’ы (Deadline).

Для понимания логики работы программы, отражения принципов взаимодействия с ней, упрощения дальнейшего написания кода, была создана полная блок-схема.

блок-схема программы

Аналогично, были созданы блок схемы для каждой функции.

авторизация регистрация выбор группы выставление оценок простановка посещаемости написание комментариев к датам установка dedlin’ов

Написание кода программы

Первым шагом написания программы является добавления необходимых заголовочных файлов, а именно:

iostream — заголовочный файл с классами, функциями и переменными для организации ввода-вывода.

string — это заголовочный файл для взаимодействия с
классами string (строками).

fstream — заголовочный файл, включающий набор классов, методов и функций, которые предоставляют интерфейс для чтения/записи данных из/в файл.

Далее была добавлена глобальная переменная, то есть переменная, область действия которой охватывает всю программу. Использование такой переменной потребовалось для реализации удобного взаимодействия с информацией.

Чтобы удобно группировать данных в одной переменной для каждого объекта, который оперирует этими данными, мною было объявлено несколько классов, а именно:

Класс данных о преподавателе – DataofTeature.

Класс данных о студенте – DataofStudent.

Основываясь на ранее представленных блок схемах, был написан код для всех функций. Разберемся с каждой функций подробнее.

Функция Reg реализует полноценную регистрацию, с записью данных о пользователе в текстовый файл.

В ходе выполнения функции, пользователю предлагается ввести ФИО, логин и пароль. После получения программой логина, проверяется его наличие в системе, если логин совпадает с ранее записанным в базу логинов, то пользователя предлагается ввести логин повторно. Как только программа получает ФИО, пароль и уникальный логин, происходит запись логина в базу для логинов (при открытие базы данных используется режим открытия ios_base::app, позволяющий открыть файл для записи в конец файла, при этом, сохраняя ранее записанные данные), создание специализированного файла для регистрационных данных пользователя, и запись в него ФИО, аналогично создается специальный файл для хранения логина и пароля конкретного пользователя. Формирования уникальных файлов происходит по принципу сложения строк. Например, path=path+teature1.login+txt, где path-путь к директории, в которой хранятся файлы программы, teature1.login – уникальный логин пользователя, txt- строка, хранящая в себе “.txt”.

Authon

Функция Authon реализует авторизацию пользователя в программу.

В ходе выполнения функции, пользователю предлагается ввести логин и пароль. Следом идет проверка наличия логина в базе логинов, если логина в базе нет, пользователю
предлагается ввести логин повторно. Получив логин, программа открывает
специализированный файл пользователя, получая к нему путь, методом сложения
строк. В этом файле проверяется верность пароля, если пароль не совпадает, то
предлагается ввести пароль повторно. Как только все данные проверены, программа
открывает файл с ФИО пользователя и выводит на экран приветствие, используя ФИО
пользователя.

GroupSelection

Функция реализует полноценный выбор группы в программе.

В ходе выполнения функции на экран выводится полный список групп, содержащихся в системе. Пользователю предоставляется возможность ввести название необходимой ему группы. После получения программой наименования, происходит проверка на наличие данной группы в списке групп, если такая группа отсутствует, то пользователю предлагается ввести название группы повторно. Как только проверка пройдена, название группы передается в глобальную переменную, для дальнейшего использования в других функциях.

Grades

Функция Grades реализует, простановку оценок студентам.

В ходе выполнения функции, пользователю предлагается ввести дату, за которую он хочет выставить оценку. После получения программой даты, происходит проверка на существование файла с оценками на данную дату. Если файл существует, то происходит его запись в специализированный промежуточный файл, это происходит для реализации корректной и органичной записи в файл отметок, без потерь данных. Если файл не существует, то программа копирует данные из файла со списком группы в промежуточный файл. Следом, на экран выводится полный список группы с отметками (если они есть). Пользователю предлагается ввести фамилию и имя студента, которому он хочет выставить оценку. Как только программа получает эти данные, происходит проверка на наличие данного студента в группе, если его нет, то пользователю предлагается ввести фамилию и имя повторно. После получения данных программой, происходит создание файла для оценок на данную дату (принцип нахождения пути файла и формирования его название – сложение строк). Следом, идет поиск данного студента в промежуточном файле. Принцип поиска и записи таков: если фамилия и имя не совпадает с введенными пользователем, то происходит запись этих данных в файл с оценками, если ФИ совпали, то пользователю предлагается ввести студенту оценку, полученная строчка записывается в файл с оценками. В конце работы функции, на экран выводится список группы с внесенными изменениями.

Attendance

Функция Attendance реализует простановку посещаемости студентов с последующей записью в файл.

В ходе выполнения функции, пользователю предлагается ввести дату, за которую он хочет выставить посещаемость. После получения программой даты, происходит проверка на существование файла с посещаемостью на данную дату. Если файл существует, то происходит его запись в специализированный промежуточный файл, это происходит для реализации корректной и органичной записи в файл посещаемости, без потерь данных. Если файл не существует, то программа копирует данные из файла со списком группы в промежуточный файл. Следом, на экран выводится полный список группы с посещаемостью (если она есть). Пользователю предлагается ввести фамилию и имя студента, которому он хочет выставить посещаемость. Как только программа получает эти данные, происходит проверка на наличие данного студента в группе, если его нет, то пользователю предлагается ввести фамилию и имя повторно. После получения данных программой, происходит создание файла для посещаемости на данную дату (принцип нахождения пути файла и формирования его название – сложение строк). Следом, идет поиск данного студента в промежуточном файле. Принцип поиска и записи таков: если фамилия и имя не совпадает с введенными пользователем, то происходит запись этих данных в файл с оценками, если ФИ совпали, то пользователю предлагается ввести посещаемость студента, полученная строчка записывается в файл с посещаемостью. В конце работы функции, на экран выводится список группы с внесенными изменениями.

Comment

Функция Comment реализует в программе написание комментария к дате.

В ходе выполнения функции, пользователю предлагается ввести дату, для которой он хочет написать комментарий. При получении программой даты, происходит открытие файла с режимом открытия ios_base::app (открыть файл для записи в конец файла). Наименование файла и путь его нахождения формируется, путем сложения строк. Пользователю предлагается ввести комментарий. Происходит запись данных в файл. После на экран выводятся изменённые данные файла.

Deadline

Функция Deadline реализует в программе создание dedlin’а и комментария к нему, с записью этих данных в файл.

В ходе выполнения функции, пользователю предлагается ввести дату, на которую он хочет установить deadline. При получении программой даты, происходит открытие файла с режимом открытия ios_base::app (открыть файл для записи в конец файла). Наименование файла и путь его нахождения формируется, путем сложения строк. Пользователю предлагается ввести комментарий. Происходит запись данных в файл. После на экран выводятся изменённые данные файла.

Аналогично, основываясь на блок схеме, был написан код основной части программы.

В ходе выполнения программы, на экран выводится меню. Пользователю предлагается выбрать один из пунктов. При выборе пункта 1, вызывается функция Reg, а затем функция Authon; При выборе пункта 2, вызывается функция Authon; При выборе пункта 3 происходит выход из программы. После успешной авторизации вызывается функция GroupSelection. После выбора группы на экран выводится меню дальнейших действий. Пользователю предлагается выбрать один из пунктов. При выборе пункта 1 вызывается функция Grades; При выборе пункта 2 вызывается функция Attendance; При выборе пункта 3 вызывается функция Deadline; При выборе пункта 4 вызывается функция Comment; При выборе пункта 5 происходит выход из программы.

Для реализации полноценной работоспособности моей программы необходимо создать несколько текстовых файлов и директорий согласно диаграмме.

диаграмма

В файл allgroup.txt необходимо записать название группы. Также папке allgroup нужно создать папку с название группы и текстовый документ с названием группы, в который необходимо занести список группы.

Тестирование и отладка программы

Для проведения корректного и полного тестирования следует поставить несколько тест кейсов, а именно.

Тестирование работы регистрации Тестирование авторизации Тестирование выбора группы Тестирование постановки оценки Тестирование постановки посещаемости Тестирование установки даты конца дедлайна Тестирование написания комментария к дате

В ходе тестирования программы критических ошибок выявлено не было.

Заключение

По итогу у меня получилось разработать макет электронного журнала для преподавателей, содержащий следующие компоненты:

Класс DataofTeature, хранящий в себе информацию о преподавателе.

Класс DataofStudent, хранящий в себе информацию о студенте.

Функция Reg, реализующая регистраци.

Функцию Authon, реализующая авторизацию в программу.

Функция GroupSelection, реализующая выбор группы.

Функция Grades, реализующая простановку оценок.

Функция Attendance, реализующая простановку посещаемости.

Функция Comment, отвечающая за возможность написания комментария к дате.

Функция Deadline, дающая возможность установить дэдлайн и написать к нему комментарий.

Функция main, в которой реализовано основное взаимодействие пользователя с программой (меню и т.д.).

Весь код программы был написан в среде разработки Visual Studio 2022. Суммарный объем строк в тексте программы составляет 724.