COURS DE LANGAGE C. DIAO Oumar. Université de Rennes 1. Master 1

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1 COURS DE LANGAGE C DIAO Oumar oumar.diao@univ-rennes1.fr Université de Rennes 1 Master 1 théorie de l'information & cryptographie analyse numérique & modélisation Année universitaire

2 Table des matières Table des matières 1 Généralité du langage C Introduction Historique du langage C Fonctionnement du langage C Rappel sur les langages de programmation Compilation du langage C Exemple de compilation sous Linux Les mots-clés de C Les commentaires Les types de base Les entiers Les otants Les caractères Structure d'un programme en C Directives au préprocesseur Déclarations de variables Les fonctions Exemple d'un programme en C Les bases de la programmation en C Opérateurs de base Opérateurs arithmétiques Opérateurs relationnels Opérateurs booléens Opérateurs bit à bit Opérateur d'adresse Opérateur de conversion de type Opérateurs d'aectation Règles de priorité Principales fonctions d'entrées-sorties standard Fonction printf Fonction scanf Fonctions getchar et putchar Structure de contrôles Instruction if...else Instruction switch Instruction for Instruction while Instruction do...while Instruction break Instruction continue Instruction goto DIAO O. Cours de langage C

3 Table des matières 3 Les types composés Les tableaux Tableau unidimentinel Tableau multidimentinel Les structures Les champs de bits Les unions Les énumérations Les types synonymes avec typedef Fonction et types composés Les pointeurs Notion de pointeurs Déclaration d'un pointeurs Opérations sur les pointeurs Pointeurs et tableaux Allocation dynamique de la mémoire Pointeurs et fonctions Structures auto-référencées Gestion des chiers Ouverture et fermeture de chiers Ouverture d'un chier : fopen Fermeture d'un chier : fclose Lecture et écriture par caractères sur chier Lecture par caractères : fgetc Ecriture par caractères : fputc Relecture d'un caractère : ungetc Lecture et écriture par lignes sur chier Lecture par lignes : fgets Ecriture par lignes : fputs Entrées et Sorties formatées sur chiers Entrée formatée : fscanf Sortie formatée : fprintf Entrées-sorties binaires : fread et fwrite Positionnement dans un chier rewind, fseek et ftell Interaction entre C et les autres langages Interaction avec le système Exécution d'une commande ou d'un programme Programmation modulaire et automatisation Interaction avec Maple Bibliothèque standard #include <assert.h> : diagnostiques d'erreurs #include <complex.h> : gestion des nombres complexes #include <ctype.h> : manipulation de caractères #include <errno.h> : gestion des erreurs #include <fenv.h> : environnement à virgule ottante Gestion des erreurs ou exceptions DIAO O. Cours de langage C

4 Table des matières Gestion des arrondis Gestion des environnements #include <float.h> : paramétrage des nombres ottants #include <inttypes.h> : autres types entiers de taille xée #include <iso646.h> : alias d'opérateurs logiques et binaires #include <limits.h> : valeur limite des entiers #include <locale.h> : paramètres régionaux #include <math.h> : fonctions mathématiques #include <setjmp.h> : sauts non locaux #include <signal.h> : gestion des signaux #include <stdarg.h> : nombre variable d'arguments #include <stdbool.h> #include <stddef.h> #include <stdint.h> : version allégée de inttypes.h #include <stdio.h> : entrée/sortie standard #include <stdlib.h> : fonctions utilitaires Conversion de nombres Génération de nombres pseudoaléatoires Arithmétique sur les entiers Allocation dynamique de la mémoire Contrôle de processus Gestion de l'environnement et des signaux Trier un tableau et rechercher un élément #include <string.h> : chaînes de caractères (strings) Constantes et types Fontions de string.h #include <tgmath.h> : fonctions mathématiques génériques #include <time.h> : date et heure Fonctions de manipulation du temps Fonctions de conversion de date #include <wchar.h> et #include <wctype.h> : manipulation de caractères étendus DIAO O. Cours de langage C

5 1 Généralité du langage C 1.1 Introduction Le langage C est conçu pour de multiples utilisations comme : la programmation embarquée, le calcul numérique, les jeux vidéos, l'écriture de systèmes d'exploitation, etc... Il permet de gérer directement les ressources systèmes comme la mémoire. C'est pourquoi, on le qualie parfois de langage de bas niveau dans le sens où il peut être directement converti en langage machine (langage binaire). Il a beaucoup inuencé l'écriture de nombreux langages comme le C++, le java, le PHP. 1.2 Historique du langage C Le langage C est crée dans les années 70 par Denis Ritchie et Ken Thompson des Laboratoires Bell. A l'origine, le C est utilisé pour écrire, sur un DEC PDP-7, le système Unics (Uniplexed Information and Computing System) qui sera dénommé UNIX. Le C est dérivé du langage BCPL (Basic Combined Programming Language) de Martin Richards. Le C était limité à l'usage interne de Bell jusqu'au jour où Brian Kernighan et Denis Ritchie publièrent une première dénition du langage dans un ouvrage intitulé The C Programming Language. Grâce à sa puissance, le langage C devint rapidement très populaire. A partir des années 80, il fut standardisé et normalisé en 1989 par l'ansi (American National Standards Institute), en 1990 & 1999 par l'iso (International Organization for Standardization) et en 95 par l'iec (International Electrotechnical Commission). Le BCPL est un langage non typé, contrairement au langage C qui fournit diérents types de données (entier, nombre réel, caractère, etc.). 1.3 Fonctionnement du langage C Rappel sur les langages de programmation Pour un langage de programmation, il sera nécessaire d'opérer une opération la traduction en langage machine. Selon la méthode utilisée, on distingue deux types de traducteurs en langage machine : a. l'interpréteur qui traduit les programmes instructions par instructions (Bash, DOS) ; b. le compilateur qui traduit les programmes dans leur ensemble (C, C++, java) Compilation du langage C Pour le langage C, la compilation d'un chier source (extension.c) peut se décomposer en 4 phases : 5 DIAO O. Cours de langage C

6 1.4 Les mots-clés de C 1. La précompilation : il s'agit du préprocesseur qui eectue des transformations purement textuelles ; 2. La compilation proprement dite : il reconnaît les mots clés du langage, analyse la structure du programme (sa conformité avec la norme) et traduit le chier généré par la précompilation en code assembleur ; 3. L'assemblage qui traduit le code assembleur en code machine ou chier binaire ; 4. L'édition des liens permet de réunir tous les éléments d'un programme Exemple de compilation sous Linux Sous Linux, le programme pour compiler est cc (ou gcc). Par exemple pour compiler le chier file.c, on tape la commande suivante : gcc Wall file.c o outfile.exe Les options de gcc 1 : Wall active les messages d'avertissement supplémentaires (warnings). o permet de spécier un chier de sortie qu'on peut exécuter en tapant./outfile.exe. 1.4 Les mots-clés de C Un certain nombre de mots sont réservés pour le langage C. La liste exhaustive des 32 mots-clés du langage C est : auto const double float int short struct unsigned break continue else for long signed switch void case default enum goto register sizeof typedef volatile char do extern if return static union while On peut classer les diérents mots-clés en catégories, selon leur fonction : le stockage : auto, register, static, extern, typedef le typage : char, double, enum, float, int, long, short, signed, struct, union, unsigned, void le contrôle : break, case, continue, default, do, else, for, goto, if, switch, while Remarque : le point-virgule ; désigne la n d'une commande : déclaration ou instruction du langage. Une commande est une suite de texte qui ordonne à la machine d'eectuer une tâche bien dénie. Par exemple, si on écrit le texte intnombre; on ordonne à la machine (par l'intermédiaire du compilateur) de créer une variable (chose qui peut changer au cours de l'exécution) de type int et de l'appelé nombre. 1. Pour avoir toutes les options de gcc, on fait man gcc. 6 DIAO O. Cours de langage C

7 1.5 Les commentaires 1.5 Les commentaires Les commentaires permettent de documenter les chiers sources du langage C. Ajouter des commentaires au chier source est un bon moyen pour le rendre plus facilement lisible par d'autres, ou par vous-même plus tard. La première manière d'insérer des commentaires dans un chier source de C consiste à placer du texte entre les caractères /* d'un côté, et */ de l'autre. Dès que le compilateur rencontre /*, alors il ignore les lignes qui suivent jusqu'à rencontrer */, autrement dit les commentaires ne peuvent pas être imbriqués et surtout, il ne faut pas oublier de fermer les commentaires. Une autre manière de mettre du texte en commentaire vient à l'origine du langage C++. Elle a été ociellement intégrée au langage C en 1999 et fonctionne dans la plupart des compilateurs. Cependant certains compilateurs ne l'autorisent pas et vous devez éviter de l'utiliser si vous souhaitez que votre programme puisse être compilé sur toutes sortes de machines. Cette deuxième méthode permet de commenter tout ce qui se trouve sur une ligne, à droite d'un endroit donné. Tout ce qui suit les caractères // est en eet ignoré, jusqu'à la n de la ligne. Dans le domaine général de la programmation, une bonne habitude à prendre est de découper chaque chier source selon plusieurs niveaux de commentaires : 1. le chier : nom de l'auteur, nom du chier, le copyright, date de création, dates de modications ainsi que la raison d'être du chier ; 2. la procédure : pour indiquer les paramètres et la raison d'être de la procédure 3. déclarations ou instructions : pour exprimer leur raison d'être. Les commentaires peuvent aussi être très utiles en cours de développement, en particulier pour les fonctions qui ne sont pas terminées. Par exemple, vous pouvez insérer des commentaires aux endroits où il reste des choses à faire, à améliorer, ou à modier. Plutôt que de remettre simplement quelque-chose à plus tard, au risque de l'oublier, mettez une note en commentaire à l'endroit concerné. Une notation usuelle pour indiquer une chose restant à faire consiste à commencer le commentaire par le texte "TODO:". 1.6 Les types de base Le langage C est un langage typé, autrement dit tout objet (variable, constante, fonction) est d'un type précis. Le type d'un objet dénit la façon dont il est représenté en mémoire. En C, il y'a 3 types de bases : les entiers, les réels (ou otants) et les caractères Les entiers Le mot clé désignant les entiers est int. Par exemple : int a,b = 2; (ou bien en deux instructions int a,b; a = 2 ;) identie l'objet a comme un entier valant 2 et l'objet b comme un entier sans initialisation. En C, notons qu'un entier peut être exprimé dans trois bases diérentes : ˆ Base 10 (décimale) : c'est l'écriture usuelle ou l'entier est représenté par une suite de chires unitaires (de 0 à 9) ne devant pas commencer par le chire 0. ˆ Base 8 (octale) : on commence par le chire 0 suivi de chires octaux (de 0 à 7). 7 DIAO O. Cours de langage C

8 1.6 Les types de base ˆ Base 16 (hexadécimale) : on commence par 0x ou 0X suivis de chires hexadécimaux (de 0-9 et/ou de a-f). Les entiers peuvent être aectés de deux types d'attributs : un attribut de précision (short ou long) et un attribut de représentation (unsigned). On peut combiner les attributs de précision et l'attribut de représentation et avoir par exemple un unsigned long int. En résumé, on dispose donc de six types d'entiers : int : entier relatif codé sur 16 bits ou bien sur 32 bits (selon les compilateurs) short int : entier relatif codé sur 16 bits long int : entier relatif codé sur 64 bits unsigned int : entier naturel unsigned short int : entier naturel unsigned long int. : entier naturel Selon le compilateur utilisé, il est possible de spécie un long long int sur 64 bits. Lors de l'écriture d'un nombre, on peut spécier explicitement le type en ajoutant un suxe : ˆ le suxe l ou L pour le type long ; ˆ le suxe ll ou LL pour le type long long ; ˆ le suxe u ou U pour le type unsigned. entier long, on ajoute le suxe l ou L Les otants En langage C, on distingue trois types de otants (ou réel) selon leur précision : float représenté sur 32 bits (4 octets) double représenté sur 64 bits (8 octets) long double représenté sur 80 bits (10 octets) Un réel est un nombre à virgule, il peut toutefois être représenté de diérentes façons : ˆ un entier décimal : 895 ˆ un nombre comportant un point (et non une virgule) : ˆ une fraction : 27/11 ˆ un nombre exponentiel, c'est-à-dire un nombre (éventuellement à virgule) suivi de la lettre e (ou E), puis d'un entier correspondant à la puissance de 10 (signé ou non, c'est-à-dire précédé d'un + ou d'un -) : 2.75e-2 ou 35.8E+10 Par défaut, un nombre réel est représenté avec le format du type double. On peut cependant inuer sur la représentation interne d'un ottant en lui ajoutant un des suxes f ou F (float) et l ou L (long double) Les caractères Le mot-clé permettant de désigner un caractère est char. Un caractère est en fait un entier codé sur 8 bits et interprété selon le code ASCII. Par exemple : char c1 = 'a' ; // c1 est une variable de type char valant la lettre a char c2 = 65 ; // c2 est une variable caractère équivalent au code ASCII de 65 (A) 8 DIAO O. Cours de langage C

9 1.7 Structure d'un programme en C Pour désigner un caractère imprimable, il sut de le mettre entre simple quotte ou apostrophes ' (sauf les caractères antislash et apostrophe). Par exemple 'A' et '$' désignent respectivement le a majuscule et le symbole dollar. Pour désigner l'antislash et l'apostrophe, on utilise respectivement '\\' et '\. Les caractères nom-imprimables disposent d'une notation simple : \n : nouvelle ligne \f : saut de page \t : tabulation horizontale \v : tabulation verticale \b : retour arrière \r : retour chariot 1.7 Structure d'un programme en C Généralement, un programme en C se présente de la façon suivante : [ directives au préprocesseur ] [ déclarations de variables ] [ fonctions secondaires ] fonction main. Pour pouvoir s'exécuter un programme en C doit nécessairement contenir la fonction main, c'est le point d'entrée du programme. En C, nous appellerons nécessairement des fonctions prédénies. Ces fonctions prédénies sont contenues dans des chiers spéci- ques appelés library les (chiers bibliothèques). Ces chiers bibliothèques vont être inclut grâce à la directive #include du préprocesseur Directives au préprocesseur Le préprocesseur est un programme exécuté lors de la première phase de compilation (sous Linux, c'est le programme cpp). Le préprocesseur eectue des modications textuelles sur le chier source à partir de directives. Les diérentes directives du préprocesseur, introduites par le caractère #, ont pour but : d'incorporer des chiers grâce à la directive #include, de dénir des constantes grâce à la directive #define. Pour inclure un chier de la bibliothèque standard (c'est à dire les chiers d'extension.h du répertoire /usr/include/), on utilise la syntaxe : ˆ Directive #include. #include < library_file > Les bibliothèques standards importants sont (nous reviendrons plus en détails sur les bibliothèques) : <math.h> : fonctions mathématiques de base (sqrt, cos, log, pow, ceil, floor) <stdio.h> : pour les entrées/sorties de base (printf, scanf, getchar, putchar) Cependant, pour inclure un chier utilisateur, on utilise la syntaxe : #include nom_fichier 9 DIAO O. Cours de langage C

10 1.7 Structure d'un programme en C ˆ Directive #define. La directive : Cette directive permet généralement de dénir des constantes. #define moi professeur demande au préprocesseur de substituer toute occurrence de moi par la chaîne professeur Déclarations de variables En langage C, tout objet doit être d'abord créer avec de pouvoir être utilisé. Une variable est un objet qui peut changer de valeur au cours de l'exécution du programme. Déclarer une variable correspond à sa création, dès lors on ordonne au système de réserver un emplacement mémoire à la variable. Pour créer une variable, nous devons indiquer obligatoirement son type (le C est un langage typé) et son nom appelé aussi identiant (c'est le nom qui identie de manière unique une variable). L'identiant d'une variable doit être signicatif pour la clarté du programme. Attention, conformément à la norme du langage C, un identiant doit être formé de lettres minuscules ou majuscules (de a à z, ou de A à Z), de chires, et de caractères soulignés (le symbole "_", appelé underscore en anglais). Il ne doit en outre pas commencer par un chire, ni contenir d'espaces, de lettres accentuées ou tout autre caractère spécial. Il n'est pas permis qu'un identiant soit un mot clé, car un mot clé est déjà réservé et reconnu par le système. La syntaxe de création d'une variable est de la forme : type nom_variable [= <valeur> ] ; Par exemple, unsigned int a,b=7; ou long double c; sont des déclarations des variables entiers positifs a et b (qui est initialisé à 7) et d'une variable réel c. Toute déclaration d'une variable, comme toute instruction, se termine par un point virgule Les fonctions Répéter plusieurs fois les mêmes instructions au sein d'un même programme est une chose qu'il faut éviter au maximum. Parce que d'une part, l'écriture devient vite fastidieux et d'autre part cela rend le programme plus dicile à lire et à maintenir. Pour éviter la répétition d'un bloc d'instructions dans le même programme, l'outil le plus adapté (et même indispensable) est une fonction. Une fonction est constituée d'une suite d'instructions permettant d'éviter la récriture de ce bloc d'instructions plusieurs fois dans un même programme. Chaque fonction permet de réaliser une certaine tâche et se constitue de la forme suivante : type_résultat nom_fonction ( liste-de-déclarations-de-paramètres ) { liste-de-déclarations-de-variables-locales liste-d'instructions Les noms que l'on peut utiliser comme identiants de fonctions sont les mêmes que ceux possibles pour les identiants de variables. Comme pour le choix des noms de 10 DIAO O. Cours de langage C

11 1.7 Structure d'un programme en C variables, il est important de bien choisir les noms des fonctions, pour qu'ils expriment très clairement ce que fait la fonction Exemple d'un programme en C Voici un petit programme qui ache un message de bienvenue. #include <stdio.h> int main (void) { printf(''soyez le bienvenu \n''); return 0; // car le type de main est un entier. La seule chose indispensable dans notre programme est la fonction main. Cependant, comme on utilise une fonction externe (car non inclut dans le chier source), à savoir printf, alors nous avons besoin du chier bibliothèque où cette fonction est dénie. Ce chier bibliothèque est en l'occurrence stdio.h que l'on trouve dans le répertoire /usr/include/. La fonction printf permet l'impression (c-a-d la sortie) du texte Soyezlebienvenu à l'écran et place le curseur à la ligne grâce à \n. 11 DIAO O. Cours de langage C

12 2 Les bases de la programmation en C 2.1 Opérateurs de base Opérateurs arithmétiques Comme tous les langages, C dispose d'opérateurs arithmétiques unaires (i.e. portant sur un seul opérande) et d'opérateurs arithmétiques binaires (i.e. portant sur deux opérandes). Les opérateurs arithmétiques sont résumés dans le tableau 1. Les opérateurs arithmétiques sont dénis que pour deux opérandes ayant le même type, et ils fournissent un résultat de même type. Par exemple 5/2 donne 2 et non 2.5. Cependant les conversions implicites permettent de calculer deux opérandes de types diérents ou même des opérandes de types char. Par exemple 5.0/2 donne 2.5. Binaire Unaire Opérateur Traduction Exemple Résultat + addition x + y l'addition de x et y soustraction x y la soustraction de x et y * produit x * y la multiplication de x et y / division x / y le quotient de x par y % modulo x % y le reste de la division euclid. de x par y + signe positif +x la valeur de x signe négatif -x l'opposé de x ++x x vaut x incrémentation ou ++x incrémente x avant de l'évaluer x++ x++ incrémente x après son évaluation x x vaut x 1 décrémentation ou x décrémente x avant de l'évaluer x x décrémente x après son évaluation Table 1 Principaux opérateurs arithmétiques Priorité des opérateurs arithmétiques. Les opérations arithmétiques se font de la gauche vers la droite. Cependant la multiplication, la division et le modulo sont plus prioritaires que l'addition et la soustraction. Les opérateurs unaires restent plus prioritaires que les opérateurs binaires. Voir le tableau 3 pour plus de détails sur les règles de priorités. Exemple d'incrémentation. Si n vaut 5, alors : Pré incrémentation : x = ++n ; Résultat : x = 5 et n = 6. Post incrémentation : x = n++ ; Résultat : x = 6 et n = 6. Remarque sur la puissance. L'opérateur d'élévation à la puissance n'existe pas en C. Pour calculer une puissance, on peut utiliser la fonction pow(a,b) de la bibliothèque math.h. Cependant, quand la puissance n'est pas très grande, on peut faire appel à des produits successifs. Par exemple, pour calculer x 3, on fait x*x*x. Exercice 1 Écrire un programme qui permet de résoudre une équation du second degré dans R (utiliser la bibliothèque standard math.h). Vous pouvez créer une fonction permettant de calculer le discriminant et une fonction permettant d'acher le résultat. 12 DIAO O. Cours de langage C

13 2.1 Opérateurs de base Opérateurs relationnels Les opérateurs relationnels permettent de comparer deux variables. Le résultat de toute comparaison est de type int (en C, il n'y a pas de type booléen) qui renvoie la valeur 0 (false) ou 1 (grue). Les diérents opérateurs relationnels sont détaillés dans le tableau 2. Opérateur Traduction Exemple Résultat > supérieur x > y 1 si x est strictement supérieur à y et 0 sinon >= supérieur ou égal x >= y 1 si x est supérieur ou égal à y et 0 sinon < inférieur x < y 1 si x est strictement inférieur à y et 0 sinon <= inférieur ou égal x <= y 1 si x est inférieur ou égal à y et 0 sinon == égalité x == y 1 si x est égal à y et 0 sinon!= inégalité x!= y 1 si x est diérent y et 0 sinon Table 2 Les opérateurs relationnels Règle de priorité des opérateurs relationnels. Les opérateurs >,>=,< et <= (d'égale priorité) sont plus prioritaires que les opérateurs == et!= (voir le tableau 3 pour plus de détails sur les règles de priorités) Opérateurs booléens Le langage C dispose de trois opérateurs logiques classiques : le et logique noté && le ou logique noté la négation logique noté! Comme C ne dispose pas de type logique, alors les opérateurs logiques produisent un résultat numérique (de type int) où le 1 représente vrai et le 0 représente faux. Cependant, les opérateurs logiques acceptent n'importe quel opérande numérique, y compris les types ottants. Il faut juste noter que toute valeur diérent de 0 est interprétée comme vraie (et 0 est la seule valeur correspond à faux). Exemple : 1. x&&y ne renvoie 1 que si x et y sont tous les deux diérents de x y ne renvoie 0 que si x et y valent 0. L'exemple 1 signie que si x=0, alors inutile de regarder la valeur de y car x&&y=0. L'exemple 2 signie que si x=1, alors inutile de regarder la valeur de y car x y=1. Cette règle permet de simplier des expressions compliquées comme : i<max && ((c=getchar())!= '\n') alors, l'instruction c=getchar() qui lit le caractère saisi au clavier ne sera évaluer que si la condition (i<max) est vrai. Remarque. L'opérateur && est plus prioritaire que l'opérateur. Tous deux sont moins prioritaires que les opérateurs arithmétiques ou relationnels. Ainsi a<b c<d&&e==f équivaut à (a<b) ((c<d)&&(e==f)). Voir le tableau 3 pour plus de détails sur les priorités. Les opérateurs logiques évaluent les opérandes de la gauche vers la droite. 13 DIAO O. Cours de langage C

14 2.1 Opérateurs de base Opérateurs bit à bit Le C fournit six opérateurs, ne concernant que les entiers (char, short, int, long), et réalisant des manipulations au niveau des bits. Ces opérateurs sont : l'opérateur ET bit à bit noté & l'opérateur OU bit à bit noté l'opérateur XOR bit à bit noté l'opérateur NON bit à bit noté l'opérateur de décalage à gauche noté l'opérateur de décalage à droite noté En pratique, les opérateurs ET, OU et XOR consistent à appliquer bit à bit les opérations suivantes : & Les opérateurs et décalent leur opérande de gauche (en ajoutant des 0) du nombre de bits indiqué par leur opérande de droite. Et ce qui dépasse disparaît. Ainsi x 1 décale la valeur de x en base 2 d'un bit vers la gauche, en le remplaçant par un 0, ce qui revient à multiplier par 2. Exemple. Considérons par exemple les entiers a=77 et b=23 de type unsigned char (i.e. 8 bits). En base 2 ils s'écrivent respectivement a= et b= expression base 2 décimale a b a&b a b a b a b b b Remarque : opérateur &. Généralement, on utilise l'opérateur & (ET bit à bit) pour masquer certains bits en les mettant à 0. Par exemple, pour masquer tous les bits d'un entier sauf le troisième et le quatrième bit de poids faible d'un entier x, on fait simplement x&12. En eet, comme 12 2 = 1100 c-a-d le troisième bit et le quatrième bit de 12 sont à 1, donc dans x, seuls le 3ième et le 4ième bits de poids faible seront inchangés, et tous les autres bits de x vont se transformer en 0. Voici une illustration : b= b& DIAO O. Cours de langage C

15 2.1 Opérateurs de base Remarque : opérateur. L'opérateur permet généralement de forcer la valeur de certains bits à 1. Par exemple x 12 force les 3ième et 4ième bits de poids faible à être égal à 1. Donnons une illustration : b= b Remarque sur les décalage. Décaler de n positions à gauche équivaut à multiplier par 2 n et décaler de n positions à droite équivaut à diviser par 2 n Opérateur d'adresse Le C dispose d'un opérateur unaire qui permet d'accéder à l'adresse mémoire d'un objet. Pour un objet donné x, l'opérateur d'accès à l'adresse mémoire de x s'écrit &x Opérateur de conversion de type Lorsqu'un opérateur a des opérandes de types diérents, ils sont convertis automatiquement en un type commun. Généralement, le type le plus petit est promu au type le plus grand. Cependant, on peut forcer la conversion d'un type A vers un type B, on parle alors de cast. Si un objet x est de type A, pour le convertir explicitement en type B, on utilise la syntaxe suivante : (type B) x ; Par exemple a=(float) 5/2; retourne 2.5 alors que 5/2; retourne l'entier Opérateurs d'aectation Nous avons vu que pour déclarer une variable on peut l'initialiser (voir la partie 1.7.2) grâce au signe = (égal). Le signe = est en fait l'opérateur d'aectation d'un objet en C. On peut combiner l'opérateur =, avec l'une des opérateurs de la liste suivante : { + * / % & Ceci permet d'obtenir les opérateurs d'aectation composés dont la liste est la suivante : { += = *= / %= = = &= = = Si on note op un opérateur dans la première liste et si expr 1 et expr 2 expressions dans C, alors : expr 1 op= expr 2 équivaut à expr 1 = expr 1 op expr 2 Par exemple si x et y sont des variables (déjà déclarés), alors Règles de priorité x *= y + 1 équivaut à x = x * (y + 1) Le tableau 3 récapitule les règles de priorités de tous les opérateurs, classés par ordre de priorité décroissante, y compris ceux dont nous n'avons pas encore parlé. 15 DIAO O. Cours de langage C

16 2.2 Principales fonctions d'entrées-sorties standard Catégorie Opérateurs Évaluation référence () [] >. G D unaire + ++! * & (cast) sizeof D G arithmétique * / % G D arithmétique + G D décalage G D relationnel > >= < <= G D relationnel ==!= G D manip. de bits & G D manip. de bits & G D manip. de bits G D manip. de bits G D logique && G D logique G D conditionnel?: G D aectation = += = *= /= %= &= = = = = D G séquentiel, D G Table 3 Les priorités des opérateurs du langage C 2.2 Principales fonctions d'entrées-sorties standard Il s'agit des fonctions de la bibliothèque stdio.h utilisées avec les unités classiques d'entrées-sorties à savoir le clavier et l'écran. Comme nous l'avons signaler, cette bibliothèque doit être inclut au programme grâce à la directive du préprocesseur suivant : #include <stdio.h> Fonction printf La fonction printf est une fonction d'impression formatée, ce qui signie que les données internes du programme sont converties en caractère. Sa syntaxe est la suivante : printf("chaîne de contrôle", expression 1,..., expression n ); La chaîne de contrôle contient le texte à acher et les spécications de format correspondant à chaque expression de la liste. Les spécications de format ont pour but d'annoncer le format des données à visualiser. Elles sont introduites par le caractère %, suivi d'un caractère désignant le format d'impression. Exemple : Implémenter le programme suivant : #include <stdio.h> int main (void) { char ch = 'B'; int x = 1234; int y = 567; printf("le caractère %c a le code %i!\n", ch, ch); printf("%i fois %i donne %li \n", x, y, (long)x*y); printf("%i divise par %i donne %f \n", x, y, (float)x/y); return 0; 16 DIAO O. Cours de langage C

17 2.2 Principales fonctions d'entrées-sorties standard format conversion en écriture %i (resp. %li) int (resp. long int) entier relatif (resp. long ) %u (resp. %lu) unsigned int (resp. long) entier naturel (resp. long ) %o (resp. %lo) unsigned int (resp. long) unsigned en octale (resp. long ) %x (resp. %lx) unsigned int (resp. long) hexadécimale (resp. unsigned) %f (resp. %lf) double (resp. long) réel (resp. long) %e (resp. %le) double (resp. long) réel en exponentielle %g (resp. %lg) double (resp. long) remplace %f et %e (resp. %lf et %le) %c unsigned char caractère %s char* chaîne de caractères Table 4 Les diérents formats d'impression de printf Dans la deuxième expression, lors de la compilation, le premier %i est remplacé par x, le deuxième %i par y et le %li est remplacé par (long)x*y Fonction scanf La fonction scanf est la fonction symétrique à printf ; elle nous ore pratiquement les mêmes conversions que printf, mais en sens inverse. Autrement dit, la fonction scanf permet de saisir des données au clavier et de les stocker aux adresses spéciées (on utilise alors l'opérateur d'adresse & pour les variables numériques) par les arguments de la fonction. Sa syntaxe est la suivante : scanf("chaîne de contrôle", AdrVar 1,..., AdrVar n ); Les données reçues sont mémorisées successivement aux adresses indiquées les AdrVar i. Ces données peuvent être séparer par deux espaces. Exemple : Implémenter le programme suivant : #include <stdio.h> int main (void) { unsigned int jour, annee; // le jour et l'année sous la forme d'entier naturel char mois[10]; // contiendra le mois sous la forme d'une chaine de caractère printf("veuillez saisir la date du jour \n"); scanf("%d %s %d",&jour, mois, &annee); printf("la date saisie est \n"); printf("%i %s %i \n",jour, mois, annee); return 0; Exercice 2 Écrire un programme qui : ˆ Demande le nom de l'utilisateur et lui souhaite une bienvenue personnalisée (Bonjour [nom_utilisateur]!!! par exemple) ; ˆ Demande l'age de l'utilisateur ; ˆ Demande le numéro de téléphone de l'utilisateur ; ˆ Imprime à l'écran toutes les données collectées. 17 DIAO O. Cours de langage C

18 2.3 Structure de contrôles Fonctions getchar et putchar La fonction getchar l'expression : c = getchar(); joue le même rôle que : scanf(''%c'',&c); permet de lire un caractère, de façon non-formatée. En faite, tout en étant plus rapide, puisque getchar, contrairement à scanf, ne fait pas appel au mécanisme d'analyse d'un format. permet l'impression d'un caractère à l'écran. En faite, l'expres- La fonction putchar sion : putchar(c); joue le même rôle que : printf(''%c'',c); Toutefois, l'exécution de putchar est plus rapide, dans la mesure où elle ne fait pas appel au mécanisme d'analyse de format. Les arguments de la fonction putchar sont soient des caractères (c-à-d des nombres entiers entre 0 et 255) ou bien le symbole EOF (End Of File). Exemple d'utilisation : Le programme suivant permet de lire un chier texte et d'imprimer son texte à l'écran : #include <stdio.h> /*imprime le fichier d'entrée sur l'écran */ int main (void){ char c; while ((c = getchar())!= EOF) { putchar(c); return 0; Pour l'exécuter, il sut d'utiliser l'opérateur < de redirection d'unix : prog < name-file. Dans le programme précédent, nous avons introduit l'instruction while qui fait partie des structure de contrôle que nous allons voir dans la prochaine partie. 2.3 Structure de contrôles Comme tout langage de programmation, le C dispose d'instructions de contrôle permettant de réaliser des choix ou de répéter plusieurs fois un ensemble d'instructions données. 18 DIAO O. Cours de langage C

19 2.3 Structure de contrôles Instruction if...else La syntaxe de cette instruction est : if ( condition ) instruction_1 ; else instruction_2 ; La clause else étant facultative. Pour la condition à vériée, le C ne teste que si cette expression vaut 0 (c-a-d faux), car dans tous les autres cas, elle est vraie. Chaque instruction peut être un bloc d'instructions et dans ce cas, le bloc sera contenu entre des accolades {. Exemple. Voici deux conditions équivalentes : // première instruction avec if...else if (a > b) max = a; else max = b; // deuxième instruction équivalente de la première, mais sans else max = b; if (a > b) max = a; Remarque : Dans l'instruction if..else, le then (alors) et le end if (fin si) sont implicites, c-a-d on ne doit pas les noter comme dans on le ferait pour certains langages (maple par exemple). Exercice 3 Un vendeur eectue un pourcentage de remises en fonction du prix TTC : 0% pour un montant TTC inférieur à 1000 euros 1% pour un montant TTC compris entre 1000 et 2000 euros 3% pour un montant TTC compris entre 2000 et 5000 euros 5% pour un montant TTC supérieurs à 5000 euros. Sachant que Le TVA est de 19,5%, écrire un programme permettant de calculer le montant net à payer à partir du prix hors taxe. Exécuter ce programme, pour les prix hors taxes suivants : 500 euros, 2300 euros, 4700 euros Instruction switch L'instruction switch est une suite d'instructions if. Elle permet une prise de décision à choix multiple qui regarde si la valeur d'une expression fait partie d'un certain nombre de cas et eectue alors les instructions de ce cas. Sa syntaxe est : switch ( condition ) { case cas_1 : instructions ; break ; case cas_2 : instructions ; break ;... case cas_n : instructions ; break ; 19 DIAO O. Cours de langage C

20 2.3 Structure de contrôles [ default: instructions ; ] La condition est une expression testée successivement pour chacun des case et lorsque l'expression testée est égale à une des valeurs suivant un case, la liste d'instructions qui suit celui-ci est exécutée. Notons que le mot clé break est essentiel, car elle permet de sortir de switch sans traiter les autres cas. Le mot clé default est facultatif et il indique les instructions à exécuter si la condition n'est jamais égale à un des case. Exemple : Implémenter et exécuter le programme suivant #include <stdio.h> int main(void) { unsigned int n; printf("veuillez choisir un entier naturel \n"); scanf("%i",&i); switch (n) { case 0 : printf("nul \n"); break; case 1 : case 2 : printf("petit \n"); break; case 3 : case 4 : case 5 : printf("moyen \n"); break; default : printf("grand \n"); Exercice 4 Reprendre l'exercice 3 en utilisant l'instruction switch Instruction for L'instruction for permet d'exécuter plusieurs fois la même série de commandes : for permet de réaliser des boucles. Dans sa syntaxe, il sut de préciser le nom de la variable qui sert de compteur, la condition d'arrêt du compteur et l'instruction d'incrémentation. La syntaxe est alors : for ( compteur ; condition ; modification_compteur ) { liste_instructions ; Exemple : Pour acher les nombres compris entre 1 et 10, il sut d'écrire : for (n = 1 ; n <= 10 ; n++) printf("%i",n); Remarque : Le compteur, la condition et le modicateur du compteur sont des expressions facultatives, mais les parenthèses et les points-virgules doivent toujours être présents. Si la condition manque, alors on considère qu'elle est toujours vrai. Ainsi, pour avoir une boucle innie sur une liste d'instructions, on écrit : for ( ; ; ) { liste_instructions ; Exercice 5 Avec la boucle for, écrire une fonction qui calcule le factoriel d'un nombre. 20 DIAO O. Cours de langage C