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ALGORITHMIQUE & PROGRAMMATION LANGAGE C/C++.
PROGRAMMATION ALGORITHMIQUE LANGAGE C/C++. | Prof. E. El Bachari
Introduction Apparu au début des années 90, le langage C++ est actuellement l’un des plus utilisés dans le monde, aussi bien pour les applications scientifiques que pour le développement des logiciels. En tant qu’héritier du langage C, le C++ est d’une grande efficacité. Mais il a en plus des fonctionnalités puissantes, comme par exemple la notion de classe, qui permet d’appliquer les techniques de la programmation-objet. Le but de ce cours est de présenter la syntaxe de base du langage C++. La programmation-objet, quant à elle, sera abordé dans un autre cours au deuxième semestre. Ce document est la compilation de notes de cours Algorithmique et programmation C/C++ données aux étudiants de la filière Mathématiques (SMA S3) à la faculté des sciences Semlalia Université Cadi A à Marrakech. Toute remarque ou erreur peut être notifiée à l’auteur à l’adresse électronique suivante :
[email protected]
Plan du cours o o o o o o o
Chapitre I. Chapitre II. Chapitre III. Chapitre IV. Chapitre V. Chapitre VI. Chapitre VII.
Généralités Identificateurs, types et variables Opérateurs, expressions et conversions Entrées/Sorties Instructions de contrôle Fonctions Tableaux et pointeurs
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Chapitre I. Généralités Introduction Programmer un ordinateur, c’est lui fournir une série d’instructions qu’il doit exécuter. Ces instructions sont généralement écrites dans un langage dit évolué, puis, avant d’être exécutées, sont traduites en langage machine (qui est le langage du microprocesseur). Cette traduction s’appelle compilation et elle est effectuée automatiquement par un programme appelé compilateur. Pour le programmeur, cette traduction automatique implique certaines contraintes : – il doit écrire les instructions selon une syntaxe rigoureuse, – il doit déclarer les données et fonctions qu’il va utiliser (ainsi le compilateur pourra réserver aux données une zone adéquate en mémoire et pourra vérifier que les fonctions sont correctement employées). La seule langue connue par l’ordinateur est le langage binaire (machine) qui ne s’écrit qu’avec les chiffres 0 et 1. Dans notre cas, on va étudier le langage de programmation C++. C’est un langage à vocation générale, il est efficace dans les applications commerciales, la programmation système et dans les applications techniques. La présentation du système en couches
Usager
Langage
Compilateur
Système
Hardware
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La structure d’un programme C++ Un programme C++, se compose de trois parties
1
Les fichiers en-tête
2
Les déclarations
3
Le corps du programme
1- Les fichiers en-tête Ils sont composés des instructions < include >. Ils contiennent les données, des types et des fonctions utilisées par le compilateur. 2- Les déclarations Cette partie contient les déclarations et les définitions de toutes les variables et fonctions. 3- Le corps du programme Cette partie contient des fonctions utilisées dans le programme. Un programme C++ peut contenir un nombre indéfini de fonctions. Il doit au minimum en contenir une appelée main. Cette fonction obligatoire constitue la fonction principale de tout le programme C++. Elle contient les instructions exécutées au démarrage du programme. Elle a la forme suivante:
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• Directives au processeur - C’est une ligne de programme commençant par le caractère #. - Elle permet de manipuler le code du programme source avant sa compilation. - Parmi les directives, on trouve : inclusions de fichiers, substitutions, macros, compilation conditionnelle. - La ligne « #include » est interprétée par le préprocesseur qui recherche dans des répertoires standards le fichier dont le nom est « iostream ». - Si le préprocesseur trouve ce fichier, il l’« inclut » en lui faisant subir le même traitement que le fichier initial (traitement des lignes commençant par #, recherche des macros etc.). - Ce simple programme nécessite l’inclusion du fichier externe « iostream » contenant les méthodes nécessaires pour manipuler les entrées et les sorties. •
Espace de noms
- La bibliothèque standard C++ est définie dans son propre espace de noms, un bloc (ou espace) portant le nom « std ». - La directive « using namespace std » dit au compilateur que toutes les choses définies dans « std » doivent être rendues accessibles pour être directement utilisées. - La bibliothèque « std » contient par exemple la définition de la fonction « cout » utilisée pour l’affichage en sortie. Programme Principal fonction « main » est le point d’entrée d’un programme C++. - C’est à travers cette fonction « main » qu’un programme C++ démarre. - La signature de la méthode « main » peut-être avec paramètres ou sans, comme suit:
- La
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-Les paramètres « argc » et « argv » permettent de récupérer les arguments de la ligne de commande qui a lancé ce programme. - La variable « argc » représente le nombre d'arguments, nom du programme compris. - La variable « argv » est un tableau de chaînes de caractères contenant la liste des arguments. - La méthode « main » retourne une valeur entière représentant l’état de l’exécution du programme. - La valeur entière retournée est par convention positive non nulle en cas d’erreur. - Dans notre exemple, la valeur retournée est « 0 » pour signifier que l’exécution du programme s’est faite correctement. Génération d’un programme exécutable Le développement d’un programme passe par trois phases successives : 1) écriture et enregistrement des différents fichiers-source, 2) compilation séparée des fichiers .cpp, chacun d’eux donnant un fichier-objet portant le même nom, mais avec l’extension .obj, 3) lien des fichiers-objets (assurée par un programme appel´e linker) pour produire un unique fichier-exécutable, portant l’extension .exe ; ce dernier pourra être lancé et exécuté directement depuis le système d’exploitation. Les différentes étapes intervenant dans le processus d’élaboration d’un programme exécutable sont comme suit :
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Les outils nécessaires au programmeur Voici le strict minimum pour un programmeur : • Un éditeur de texte pour écrire le code source du programme en C++. En théorie un logiciel comme le Bloc-Notes sous Windows ou vi sous Linux fait l'affaire. L'idéal, c'est d'avoir un éditeur de texte intelligent qui colore tout seul le code, ce qui permet de s’y repérer bien plus facilement. • Un compilateur pour transformer (« compiler ») le code source en binaire. • Un débugger (« Débogueur » ou « Débugueur » en français) pour traquer les erreurs dans le programme N.B. On n'a malheureusement pas encore inventé le « correcteur », un truc qui corrigerait tout seul nos erreurs). Il existe plusieurs environnements de développement IDE incluant ces trois outils. • Visual Studio .NET Page 7
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Visual C++ 2005 Express Borland C++ Builder Code::Blocks Dev C++ Eclipse + CDT etc.
Pour ce cours, nous allons utiliser le compilateur gratuit du domaine public le plus récent g++. Comme IDE nous optons pour Code::Blocks incluant entre autre ce compilateur. Il est également gratuit et disponible pour la plupart des systèmes d'exploitation (Linux, Macintosh, Windows). La figure suivante inclut toutes les commandes nécessaires (variantes) pour compiler un code.
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Chapitres II. Identificateurs, types et variables Les éléments du langage Pour écrire un texte dans une langue définie, il est indispensable de connaître les symboles nécessaires à la formation des mots et des phrases. Pour écrire un programme en C++ les caractères suivants sont autorisés. - les majuscules - les minuscules - les caractères spéciaux - les chiffres - les caractères invisibles (retour chariot, saut de ligne, saut de page, tabulation) On distingue habituellement les notions suivantes : - Les commentaires - Les identificateurs - Les mots réservés - Les types primitifs - Les variables et les constantes, - etc. Exemple int main ( ) { a=2; b=3; mult= a * b ; cout
