SUPPORT DE COURS. Langage C

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1 Dpt Informatique SUPPORT DE COURS Langage C Semestre 1 par : «CaDePe» Marie-Françoise Canut Marianne de Michiel André Péninou

2 Table des Matières 1 Généralités Introduction aux langages de programmation Historique du langage C Caractéristiques du langage C Forme générale d'un programme C Structure d'un programme C Commentaires Inclusion de fichiers Programme principal Structure d'une fonction Structure d'un bloc Structure d'une instruction élémentaire Règles d'écriture des programmes C Exemple de programme Eléments de base du langage C : le minimum pour débuter Exemple type d'un fichier de programme C Les littéraux Les variables Les types numériques Les identificateurs Déclaration simplifiée de variable Exemples Les instructions élémentaires Instruction d affectation d une valeur à une variable Expressions arithmétiques Opérateurs arithmétiques Ecriture d'une expression arithmétique Fonctions d'entrées/sorties Entrée de données Sortie de données Structure de contrôle : le if Syntaxe de l alternative : if Expressions conditionnelles Opérateurs conditionnels Ecriture d'une expression conditionnelle Structures de Contrôle Formes d'instructions Structure de contrôle : le if Structure de contrôle : le while Structure de contrôle : le do while Structure de contrôle : le for Exemple de programme C avec boucles Structure de contrôle : le switch

3 4 Constantes, variables et types Les types numériques et les littéraux associés Les types numériques entiers signés Les types numériques entiers non signés Les types numériques en virgule flottante Relations entre entiers et flottants Le type booléen Le type booléen en langage C Le type booléen en langage C Caractères : le type char Définition du type char Chaînes de caractères Déclaration de variables Les identificateurs Les mots clés réservés Déclaration de variable Expressions en langage C Généralités Opérateurs arithmétiques Expressions arithmétiques Opérateurs de modification de valeur d une variable Instruction d affectation d une valeur à une variable Affectations relatives Incrémentation, décrémentation Pré-incrémentation, pré-décrémentation Post-incrémentation, post-décrémentation Opérateurs relationnels et logiques Expressions logiques Priorités des opérateurs Evaluation des expressions Conversions/Promotions de type (cast) et opérations de base du processeur Evaluation d'une affectation Evaluation des expressions Règle d'évaluation des expressions Exemples Quelques conversions implicites automatiques Conversions explicites Le type char dans les expressions Utilisation du type char Evaluation, par le compilateur, des expressions utilisant le type char Conversion char vers int Conversion int vers char Problèmes de calculs limites sur les types lors de l évaluation d une expression Débordement mémoire / dépassement de capacité La capacité des flottants Calculs arrêtant le programme Opérateurs supplémentaires L opérateur de taille : sizeof Opérateur conditionnel

4 6 Les tableaux Exemple de programme utilisant un tableau Définitions Déclaration d un tableau Utilisation d'un tableau Opérateurs et instructions applicables globalement à un tableau Opérateurs et instructions applicables aux éléments d'un tableau Accès aux éléments Opérations valides sur les éléments d'un tableau Déclaration de la taille d'un tableau, directive #define Compilateur et taille d un tableau Initialisation des éléments d'un tableau Tableaux à plusieurs dimensions Sous-Programmes en langage C Rappels et généralités Déclaration d'une fonction C Déclaration ou prototype ou en-tête Commentaire des en-têtes de fonctions C Syntaxe de déclaration et mode de passage des paramètres formels Déclaration des paramètres et passage par valeur pour les types de base (non tableau) Déclaration des paramètres et passage par référence pour les types de base (non tableau) Le type référence en langage C Déclaration des paramètres formels par référence pour les types de base (non tableau) Remarque sur le passage par référence en C++ et le langage C «pur» Déclaration et passage de paramètre particulier : le type tableau Particularité du type tableau Déclaration des paramètres formels de type tableau Fonction C sans paramètre formel Valeur renvoyée ou non par une fonction C Déclaration d une fonction C avec valeur de retour Déclaration d une fonction C sans valeur de retour Définition d une fonction C Programmation d algorithmes de sous-programmes en langage C Passage d'une fonction algorithmique à une fonction C Passage d'une procédure algorithmique à une fonction C Appel d'une fonction C Déclaration et passage des paramètres effectifs de type de base Déclaration et passage des paramètres effectifs tableaux Particularité des fonctions C ayant pour paramètre un tableau Appel d une fonction C Appel d une fonction C avec valeur de retour Appel d une fonction sans valeur de retour Une fonction C particulière : main Exemple de programme C utilisant des fonctions algorithmiques Exemple de programme C utilisant des procédures algorithmiques Appels de fonctions : gestion de la mémoire Déclaration et domaine de visibilité des variables dans les fonctions C Espaces mémoires réservés à un programme Contexte d exécution de fonction Utilisation de la mémoire

5 8 Chaînes de Caractères Introduction et conventions concernant les chaînes de caractères Introduction aux chaînes de caractères Exemple de programme utilisant des chaînes de caractères en langage C Convention concernant les chaînes de caractères en langage C Préambule Convention pour les chaînes de caractères en langage C Manipulation de chaînes de caractères Déclaration d'une variable pour manipuler une chaîne de caractères Traitement des chaînes de caractères Saisie et affichage de chaînes de caractères Saisie de chaînes de caractères avec bcget Affichage de chaînes de caractères avec bcdisplay Quelques fonctions de manipulation de chaînes de caractères Longueur d'une chaîne de caractères : strlen Recopie d'une chaîne de caractères : strcpy Comparaison de chaînes de caractères : strcmp Fonctions C de manipulation de chaînes de caractères Fonctions classiques Fonctions de manipulation de parties de chaînes Remarques concernant les en-têtes de fonctions de la bibliothèque string.h données dans ce document Valeurs de type int de certains en-têtes Valeurs renvoyées par les fonctions Paramètres en entrée des fonctions Initialisation d'une chaîne de caractères Les enregistrements Introduction aux enregistrements Déclaration d'un type structure : struct Syntaxe de déclaration d un type structure Types possibles pour les champs d'une structure Utilisation de variables de type structure Déclaration de variable simple de type structure Accès aux champs d'une variable de type structure : opérateur "." Opérations applicables globalement à une variable de type structure Exemple simple de programme utilisant les structures Structures imbriquées Tableaux et structures Tableaux de structures Structures dont un champ est un tableau Structures dont un champ est un tableau de structures Fonctions et structures Passage de paramètre de type structure Passage de paramètre de type structure par valeur Fonctions retournant une structure Passage de paramètre de type structure par référence Passage de paramètre d un tableau de structures Surnommage de type : l'opérateur typedef Autre mode de déclaration des types structures Déclaration sans typedef d un type structure

6 Déclaration de variables de type structure Manipulation d'une variable de type structure Tableaux de structures Fonctions et structures Compilation séparée Modules Introduction Eléments de qualité des logiciels Découpage d une application La notion de module Définition de la notion de module Liens «utilise»/«est client de» entre modules : l interface de module Implémentation de module Intérêt de la notion de module Module == Abstraction == Réduction de complexité Objectifs de la programmation modulaire Règles de programmation d un module Mise en œuvre de modules en langage C Définition de module en langage C Utilisation de module en langage C Exemple de module et utilisation Elément de syntaxe spécifique pour les fichiers ".h" : clause #ifndef Principes de compilation du langage C Principe des étapes de compilation/édition de liens Pré-processing d un fichier C Compilation de code source C Edition de liens / Génération de code Exemple d étapes de compilation/édition de liens Les objets interprétation - adresse Lvalue/Rvalue Obtenir l adresse mémoire d une variable Les sorties d une fonction font référence à des Lvalue, les entrées à des Rvalue Les pointeurs Définition Déclaration d'une variable pointeur sur un objet d'un type donné Opérateurs et instructions applicables à un pointeur Affectation à un pointeur Initialisation d'un pointeur par valeur NULL Initialisation d'un pointeur par obtention de l'adresse d'une variable typée Initialisation d'un pointeur par affectation d'un autre pointeur Comparaison de pointeurs Affichage de pointeurs Opérateurs et instructions applicables à une zone désignée par un pointeur Utilisation de la zone pointée : opérateur d accès à l emplacement mémoire pointé (*) Opérations applicables à une zone désignée par un pointeur Entrées / Sorties sur une zone désignée par un pointeur Tableaux de bas niveau et pointeurs

7 Rappel sur les tableaux Arithmétique des pointeurs L opérateur [] Exemple Similarités et différences entre tableaux et pointeurs Déclaration des tableaux en paramètres formels de sous-programmes Tableau et retour de fonction L opérateur de taille : sizeof et les tableaux ou pointeurs Opérateur -> accès aux champs d une structure au travers d un pointeur Synthèse concernant les opérateurs & et * Les entrées/sorties formatées Affichage à l écran sortie écran (sur stdout) : printf Format d un spécifieur Exemples Principe des sorties bufferisées formatées Lecture au clavier (sur stdin) : scanf Principe des entrées bufferisées formatées Chargement du buffer Recherche du premier caractère correspondant au début d une donnée Vidage du buffer associé à un stream : fflush Utilisation de primitives de gestion de fichiers de haut niveau en langage C Caractéristiques principales d un fichier Modes d opérations sur les fichiers Manipulation d un fichier Le type de variable descripteur de fichier en C : FILE Le type prédéfini FILE, déclaration de variable fichier Modes de codage Ouverture de fichier : fopen Fermeture de fichier : fclose Fonction de lecture binaire dans un fichier Fonction d écriture binaire dans un fichier Contrôle d'accès aux fichiers Test de fin de fichier en lecture : feof Détection des erreurs d'accès aux fichiers : ferror fichiers de structures Fichiers de caractères Lecture : fgetc Ecriture : fputc Fichiers de chaînes de caractères Lecture : fgets Ecriture : fputs Fichiers de données formatées Gestion du curseur de fichier Fonction de déplacement du curseur dans un fichier : fseek Fonction donnant la position courante du curseur dans un fichier : ftell

8 Notations utilisées dans le document Le texte normal se trouve formaté comme cette ligne, le gras étant utilisé pour attirer l attention. Le texte formaté dans la police suivante correspondra à du code source en langage C. Ex : cf bcdisplayln ("Bonjour"); La rubrique «Exemple» ou «Ex» introduira les exemples donnés. Les rubriques «Attention» et «Remarque» introduiront des paragraphes auxquels le lecteur est invité à porter une attention toute particulière. La rubrique «Syntaxe» introduira des éléments spécifiant la syntaxe (ou grammaire) du langage C. Dans ce contexte, de façon générale : la police utilisée est celle du code source en langage C, des «crochets» (" "," ") introduiront des éléments optionnels, des " " indiqueront une répétition d éléments, les éléments indiqués en gras seront des éléments obligatoires de syntaxe (mots clés, marqueurs, ). les éléments en mode normal seront en général du code source à définir par l utilisateur. Exemple pour la syntaxe de déclaration des variables : type ident1, ident2 ; type, ident1 et ident2 en police normale : à définir par l utilisateur,, et ; en gras : sont des éléments de syntaxe,, ident2 entre : indique que la séquence ", ident2" n est pas obligatoire,, ident2 avec les : indique que la séquence ", ident2" peut se répéter, Exemple d instruction correcte par rapport à la syntaxe : int v1, v2, v3 ; type -> int ident1 -> v1 «, ident2» ->, v2 répétition de «, ident2» ->, v3 ; float f ; type -> float ident1 -> f «, ident2» -> optionnelle et non utilisée ; Contre exemple : float ; -> il manque ident1 int v1 v2 ; -> il manque la virgule après v1 pour former la séquence ident1, ident2 7

9 1 Généralités 1.1 Introduction aux langages de programmation Un langage de programmation est un langage «compréhensible» par un ordinateur. Il permet, pour résoudre un problème, de décrire les informations à traiter et les traitements à effectuer sur ces informations. Un langage définit : Une syntaxe (grammaire) avec des mots clés (du langage) : o pour déclarer des variables, o pour définir les instructions valides. Une sémantique indiquant comment sont «interprétées»/«comprises» les instructions : o en particulier les types existants et leur mode de codage, o les règles d évaluation des instructions (calculs entre types, appels de sousprogrammes, ). Ce document proposera de donner toujours des éléments de syntaxe et certains éléments de sémantique associés. Cette dualité syntaxe/sémantique est très importante car on peut trouver des éléments de syntaxe identiques qui peuvent avoir des significations très différentes selon le contexte (c est-à-dire selon «l endroit» du programme où il sont utilisés ou bien selon la façon dont on les combine avec d autres éléments de syntaxe). Le mot programme peut recouvrir, à l IUT, deux sens distincts : a) l ensemble des cours que vous suivrez durant les deux années (programme de cours), b) le listing d un algorithme traduit dans un langage de programmation (programme C). Seul le contexte peut permettre de choisir entre les deux interprétations possibles. Les éléments importants d'un langage de programmation : les types de données de base existants et les opérations qui leur sont applicables (entier, réel, ), les variables et l opération d'affectation, l écriture des expressions (calculs, conditions), les structures de contrôle disponibles, les entrées/sorties utilisateur de base, ainsi que : la gestion des tableaux : déclaration/manipulation, la gestion des chaînes de caractères, la définition et utilisation de sous-programmes, les types construits disponibles (enregistrements, ), ainsi que : la gestion de fichiers, les bibliothèques (librairies) disponibles. 8

10 Il faut différencier programmation et algorithmique : l algorithmique consiste à concevoir une solution aux traitements à mettre en œuvre pour résoudre un problème : données d'entrée, traitements, résultats en sortie. la programmation consiste à réaliser un programme mettant en œuvre un algorithme : problèmes de types de données sur ordinateur, entrées/sorties agréables pour l'utilisateur, Une approche «naïve» consiste à lier les deux activités et les mener de façon quasi-conjointe. Il faut cependant séparer les deux aspects : conception de la solution, mise en œuvre. 1.2 Historique du langage C Le langage C a été conçu à l'origine pour l'écriture du système d'exploitation UNIX (90-95% du noyau écrit en C) et s'est vite imposé comme le langage de programmation sous UNIX. Très inspiré des langages BCPL (Martin Richard) et B (Ken Thompson), il se présente comme un "superassembleur" ou "assembleur portable". En fait c'est un compromis entre un langage de haut niveau (Pascal, Ada ) et un langage de bas niveau (assembleur). Il a été normalisé en 1989 par le comité X3J 11 de l' American National Standards Institute (ANSI). Quelques dates clés : 1969 : invention du système UNIX par Ken Thomson et Dennis Ritchie des Bells Laboratories : langage B par Ken Thomson, inspiré du BPCL de Martin Richard (1967). Possède les instructions contrôlées, la gestion des pointeurs, les variables dynamiques, la récursivité : langage C par Dennis Ritchie et Brian Kernighan. Langage faiblement typé : le système UNIX écrit à 90% en C. L'évolution de C suit celle d'unix. Depuis 1984 (system V d'unix) : le langage C évolue séparément. On le trouve maintenant implanté sur de nombreux systèmes, avec des versions plus ou moins conviviales. Normalisation fin 1988 : le langage ANSI C (quelques évolutions très mineures depuis). Evolution plus récente : C Caractéristiques du langage C Le langage C est un langage structuré conçu pour traiter les tâches d'un programme en les mettant dans des blocs. Il produit des programmes efficaces : il possède les mêmes possibilités de contrôle de la machine que l'assembleur. Sa spécificité vient de son traitement des pointeurs et à son aptitude à générer un code compact et rapide. Le langage C est : Déclaratif : tout objet C doit être déclaré avant d'être utilisé. Offre un format libre : la mise en page des divers composants d'un programme est totalement libre. Cette possibilité doit être exploitée pour rendre les programmes lisibles. Modulaire : une application pourra être découpée en modules qui pourront être compilés séparément. Un ensemble de programmes déjà opérationnels pourra être réuni dans une librairie. Cette aptitude permet au langage C de se développer de lui-même (s auto-développer). Souple : peu de vérifications et d'interdits d où une attention particulière à apporter lors du développement. 9

11 Econome : des éléments de syntaxe identiques peuvent avoir des significations très différentes selon le contexte (les symboles «*» et «&» en particulier). Transportable : les entrées/sorties sont réunies dans une librairie externe au langage. 1.4 Forme générale d'un programme C Structure d'un programme C Le code source d une application écrite en C est composé d un ou plusieurs fichiers texte. Le langage C est sensible à la casse (majuscules, minuscules). Un programme C est composé : De directives du préprocesseur Une directive du préprocesseur est une ligne de programme source commençant par le caractère dièse (#). Ce n est pas du code en langage C. Elle permet d'effectuer des manipulations sur le texte du programme source avant la compilation (par exemple : inclusion de fichiers, substitutions, macros, compilation conditionnelle). Le préprocesseur, qui est chargé «d enlever» et de traiter ces directives, est appelé automatiquement par la commande de compilation. De déclarations/définitions Déclaration : la déclaration d'un objet C donne simplement ses caractéristiques au compilateur et ne génère aucun code. Définition : la définition d'un objet C déclare cet objet et crée effectivement cet objet. De fonctions Ce sont des sous-programmes dont les instructions vont définir un traitement sur des variables. Elles peuvent retourner une valeur à la fonction appelante. Le programme principal est une fonction particulière dont le nom doit impérativement être main. Les fonctions ne peuvent pas être imbriquées Commentaires Les commentaires sont des parties de texte à destination du programmeur et ignorées par le compilateur, elles seront «enlevées» avant compilation réelle. Ce sont des textes, sur plusieurs lignes éventuellement, compris entre /* et */. On ne doit pas les imbriquer et ils peuvent apparaître en tout point d'un programme. On peut aussi utiliser le double slash (//) pour un commentaire uniligne (syntaxe spécifique C++ admise aujourd hui très répandue). Exemples : /* Ceci est un commentaire */ int v ; // Partie commentaire Inclusion de fichiers Un programme C utilise des fonctions définies dans des fichiers séparés. Ces fichiers sont utilisés lors de la compilation. Il faut l indiquer en réalisant l inclusion des fichiers. 10

12 #include <bcio.h> Le fichier est cherché dans un répertoire déterminé à l avance et paramétré dans le compilateur (comme : P:\Mingw\iut\include pour bcio). Cette macro-commande est utilisée pour les bibliothèques (librairies) du compilateur. Dans l exemple, bcio.h définit les fonctions d'entrées/sorties (bcget et bcdisplay) Programme principal Fonction principale appelée main, point d'entrée dans le programme Prototype (en-tête) : int main (void) Le main est déclaré de type int car renvoie un code état de fonctionnement (0 = OK, cf. cours système). Le "return ;" à la fin est obligatoire. En général, on met "return 0 ;" car on suppose que le programme se termine bien. On y trouve 2 parties bien distinctes : les déclarations des variables (au début), le code du programme à exécuter. Le début du code du programme à exécuter signale implicitement la fin des déclarations de variables Structure d'une fonction Une fonction est un bloc de code d'une ou plusieurs instructions qui peut renvoyer une valeur à l'expression qui l'utilise. Sa forme la plus simple est : Syntaxe type nom ( paramètres_formels ) // Corps de la fonction Structure d'un bloc Exemple int max ( int x, int y ) if (x > y) return x ; return y ; Un bloc est une suite d'instructions élémentaires délimitées par des accolades et. Un bloc peut commencer par des déclarations/définitions d'objets qui seront locaux à ce bloc. Un bloc peut contenir un ou plusieurs blocs inclus Structure d'une instruction élémentaire Une instruction élémentaire est une expression terminée par le caractère ; (point virgule). 1.5 Règles d'écriture des programmes C Afin d'écrire des programmes C lisibles, il est important de respecter un certain nombre de règles de présentation : Ne jamais placer plusieurs instructions sur une même ligne. Utiliser des identificateurs significatifs. 11

13 Grâce à l'indentation 1 des lignes, on fera ressortir la structure syntaxique du programme. Le décalage de chaque niveau sera d une tabulation. On laissera une ligne blanche entre la dernière ligne des déclarations et la première ligne des instructions. Une accolade fermante est seule sur une ligne 2 et fait référence, par sa position horizontale, au début du bloc qu'elle ferme. Aérer les lignes de programme en entourant par exemple les opérateurs avec des espaces. Il est nécessaire de commenter les programmes. Eviter les commentaires triviaux. 1.6 Exemple de programme Voici un exemple de programme C : #include <stdio.h> // Directives du préprocesseur (inclusions) #include <bcio.h> int main (void) // Programme principal // Début du bloc main int j; // Définiton de variables bcdisplayln (" Bonjour"); // Instructions bcdisplayln (" A tous"); printf(" ReBonjour\n A tous\n"); for (j=1; j<=10; j++) printf("et voila (%d eme fois)\n", j); bcgetpause(); return 0; Et le résultat de son exécution : Bonjour A tous ReBonjour A tous Et voila (1 eme fois) Et voila (2 eme fois) Et voila (3 eme fois) Et voila (4 eme fois) Et voila (5 eme fois) Et voila (6 eme fois) Et voila (7 eme fois) Et voila (8 eme fois) Et voila (9 eme fois) Et voila (10 eme fois) Appuyez sur Entree pour continuer Contexte main j int Le schéma ci-dessus représente le contexte du main (occupation mémoire pendant la durée d exécution du programme). Il est créé lors de l appel du main et est supprimé à la fin du main. La réservation de mémoire faite lors de la définition de la variable j est la seule réservation. j est le nom associé à cet espace. Avant le for, l espace réservé n est pas initialisé ( ). Dans le for, il contiendra les valeurs successives de j. Le type de données que l on pourra stocker dans cet espace est int. 1 décalage horizontal des lignes. 2 à l'exception de l'accolade fermante du bloc de la structure do... while. 12

14 2 Eléments de base du langage C : le minimum pour débuter 2.1 Exemple type d'un fichier de programme C On retrouve, dans l exemple suivant : 1) les directives d inclusion : #include, 2) la définition du programme principal (int main (void) ), 3) le début du main ("", 4) la déclaration des variables (cf. commentaire), 5) le code à exécuter (cf. commentaire), 6) la fin du main (""). /* Inclusion de déclarations externes */ #include <bcio.h> /* Situées dans d'autres fichiers */ /* Programme calculant la somme, la différence et la moyenne de deux entiers */ int main (void) /* Point d'entrée du programme */ /* Déclaration des variables */ // v1, v2 : les deux valeurs saisies int v1, v2; // somvals : somme des deux valeurs // diffvals : différence des deux valeurs int somvals, diffvals; // moyvals : moyenne des deux valeurs float moyvals ; Contexte main V1 V2 somvals diffvals int int int /* Instructions du programme */ // Saisie des deux valeurs bcdisplay ("Première valeur "); bcget (v1); bcdisplay ("Deuxième valeur "); bcget (v2); moyvals int float // Calculs : somme, différence et moyenne somvals = v1 + v2; diffvals = v1 - v2; moyvals = v1 + v2; moyvals = moyvals / 2; // Affichage des résultats bcdisplayln("somme : ", somvals); /* Affichage de la valeur d'une variable */ bcdisplayln("différence : ", diffvals); bcdisplayln("moyenne : ", moyvals); bcgetpause (); return 0; 13

15 2.2 Les littéraux Un littéral est une valeur notée littéralement. Exemples : Littéraux entiers : Littéraux flottants : E F 10.5f E10 Littéral caractère : c Littéral chaîne de caractères : "Somme : " 2.3 Les variables Une variable est l association : d'un identificateur («nom») + un type + une zone mémoire repérée par une adresse + une valeur (contenue dans la zone mémoire) Les types numériques Le codage et surtout la taille des types peuvent dépendre de la machine cible et du compilateur. int : entier signé codé sur au moins 2 octets. o Pour nous : 4 octets donc de à float : réel signé en virgule flottante codé sur au moins 4 octets (simple précision). o Pour nous 4 octets : +/- 3.4 * (10**-38) à +/- 3.4 * (10**+38) Les identificateurs Les identificateurs permettent d identifier les variables, les constantes, les fonctions et les types définis par l utilisateur. Règle de construction : un identificateur est constitué d une suite de caractères, commençant par une lettre, et pouvant contenir des lettres, des chiffres ou le caractère _ (underscore ou tiret bas). Tout compilateur doit reconnaître 31 caractères significatifs. Attention, le langage C différencie les majuscules et les minuscules. Règles pour construire des identificateurs de variables significatifs : mots significatifs, doivent commencer par une lettre et sont en minuscules, mots intérieurs commencent par une majuscule. tauxreponsemax Déclaration simplifiée de variable Syntaxe : type ident1, ident2 ; La déclaration d une variable est obligatoire avant toute utilisation, en début de fonction (main par exemple), avant le code qui va l utiliser. La déclaration est obligatoire et doit spécifier le type de la variable car cela permet au compilateur : de connaître son mode de codage (type), de connaître l'identificateur qui permet de la différencier de toutes les autres dans le code, de lui associer un emplacement mémoire (objet mémoire). 14

16 2.3.4 Exemples int indice, nombre_d_elements, coefficient ; float note, somme; int i, j; 2.4 Les instructions élémentaires Une instruction élémentaire est une expression terminée par le caractère ; (point virgule) Instruction d affectation d une valeur à une variable Syntaxe : identificateur = expression ; Attention : en algorithmique, le signe "=" représente l opérateur de test d égalité, ici c'est l'affectation! Ex : cf. code Expressions arithmétiques Opérateurs arithmétiques Syntaxe : Opérateurs arithmétiques + (addition), - (soustraction), * (multiplication), / (division) % (modulo sur les entiers seulement) Attention : le calcul se fait dans le type des opérandes. C est-à-dire que l opération réellement réalisée, au niveau binaire, n est pas la même en fonction du type des opérandes qui entourent l opérateur (cf. cours architecture). le / sur deux int est la division entière. donc int i = 5 / 3; /* Donnera 1 en int */ Le choix de l opération à réaliser revient au compilateur. Ceci explique l importance de déclarer le type d une variable avant toute utilisation : le compilateur pourra ainsi effectuer les «bonnes» opérations en fonction du type des opérandes. Dans l exemple du paragraphe 2.1, dans la ligne : somvals = v1 + v2; l addition "v1 + v2" est interprétée comme l addition de deux int en se référant à la déclaration des variables v1 et v Ecriture d'une expression arithmétique Syntaxe : une expression arithmétique est une combinaison de littéraux et/ou de variables avec des opérateurs arithmétiques et éventuellement des parenthèses. Exemple d expressions arithmétiques : i * j + 3 // Interprété comme (i*j)+3 (v1 + v2) / 2 Règles simplifiées de grammaire pour la construction d une expression arithmétique : terme -> variable littéral exparith -> terme exparith oparith exparith (exparith) 15

17 2.5 Fonctions d'entrées/sorties Pour nous, il existera deux types de fonctions d entrées/sorties : les entrées/sorties standards du langage C (bibliothèque stdio) : scanf, printf, les entrées/sorties non standards, spécifiques à l IUT, utilisées pour simplifier les programmes dans un premier temps de l apprentissage (bibliothèque bcio). Toutes ces fonctions d entrées/sorties commencent par bc : bcget, bcdisplay, bcdisplayln, bcgetpause. Attention : la bibliothèque bcio que nous utiliserons largement au départ, n est pas standard au langage C. Les fonctions qu elle fournit seront enlevées au cours de l'année Entrée de données Les fonctions d'entrées permettent de récupérer la saisie d'une valeur faite par l'utilisateur au clavier. Syntaxe : bcget ( identificateurdevariable ) ; bcget (v1); Nom : bcget (bibliothèque bcio) Description : permet de mettre le programme en attente d une entrée (saisie) utilisateur. La valeur entrée sera donnée en résultat dans identificateurdevariable. Cet identificateur doit correspondre à une variable du programme utilisant bcget. La fonction existe pour tous les types existants et pouvant être «saisis». Précondition/Commentaire : la valeur contenue dans identificateurdevariable avant l entrée sera perdue (écrasée par la valeur entrée). De façon générale, les fonctions d entrée de données permettent : d interrompre momentanément le programme au niveau de l instruction d entrée, d attendre la frappe au clavier, par l utilisateur, des caractères constituant une valeur et la frappe de la touche «return» ou «retour Chariot», signalant ainsi la fin de la saisie des données, de convertir correctement les caractères tapés vers la valeur binaire correspondante, si la conversion est possible (exemple : convertir les caractères 1, 2, 3 en float), de stocker cette valeur dans le paramètre correspondant (identificateurdevariable), de reprendre l exécution du programme à l instruction suivant l instruction d entrée. Autre fonction d entrée utile : Syntaxe : bcgetpause () ; bcgetpause (); Nom : bcgetpause (bibliothèque bcio) Description : permet d attendre que l utilisateur tape la touche «return». Permet, par exemple, de faire une temporisation en fin de programme avant de fermer la fenêtre. Précondition/Commentaire : affiche "Appuyez sur Entree pour continuer " avant d attendre la frappe de la touche «return». 16

18 2.5.2 Sortie de données Les fonctions de sorties permettent d'afficher à l écran la valeur d'une variable ou bien d'une chaîne de caractères. Il en existe quatre formes. Syntaxe et description Nom : bcdisplay (bibliothèque bcio) et bcdisplayln (bibliothèque bcio) Pour les formes 1, 2 et 3 ci-après, avec bcdisplayln, elles réalisent le même traitement que leur homologue (sans ln) et ajoutent un saut de ligne après l affichage réalisé ; c est donc l affichage suivant qui se fera sur la ligne suivante. «ln» est le raccourci de «line» (ligne en anglais). Forme 1) bcdisplay ( expression ) ; bcdisplayln ( expression ) ; Description : affiche la valeur d une expression. Exemples : bcdisplay (v1) ; bcdisplayln ( v1+v2 ) ; Forme 2) bcdisplay ( chainedecaracteres ) ; bcdisplayln ( chainedecaracteres ) ; Description : affiche une suite de caractères tels qu indiqués. Pour préciser le début et la fin de la suite, on utilise la notation de chaînes de caractères en langage C : entre des guillemets ". Les guillemets ne sont pas affichés. Ainsi, le compilateur sait différencier : a) bcdisplay (max) de b) bcdisplay ("max"); Exemples : a) est de la forme 1 : affiche la valeur de la variable appelée max, b) est de la forme 2 : affiche les caractères m, a, x à l écran. bcdisplay ( Bonjour ); bcdisplayln ( madame ) ; Forme 3) bcdisplay ( chainedecaracteres, expression ) ; bcdisplayln ( chainedecaracteres, expression ) ; Description : combinaison des formes 1 et 2, affiche une chaîne de caractères (entre guillemets) immédiatement suivie de la valeur de l expression indiquée. bcdisplay ( "Valeur : ", v1 v2 ); Forme 4) bcdisplayln () ; Description : n affiche rien mais permet de faire un simple saut de ligne. bcdisplayln () ; 2.6 Structure de contrôle : le if Syntaxe de l alternative : if Cette structure est équivalente au «SI Condition ALORS Action SINON Action FSI» de l algorithmique. 17

19 La partie else est optionnelle (comme l indiquent les crochets). Les accolades ouvrante et fermante marquent le début et la fin du bloc associé au if ou au else. Elles sont optionnelles s il n y a qu une seule instruction dans un bloc, mais elles sont recommandées. Syntaxe : if ( expressioncondition ) instruction(s) else instruction(s) Exemples : if (a == b) a = a + b; c = c + 1; else a = b * 2; Expressions conditionnelles Opérateurs conditionnels Syntaxe : opérateurs relationnels : if (x < 2) y = x + 3; z = w * 2; // Hors du if puisque pas d accolade! == test d'égalité de valeur,!= différence, <, >, <=, >= Attention : le test d égalité est == (double égal), le simple = étant l affectation! Syntaxe : opérateurs logiques :! : non logique && : et logique : ou logique Ecriture d'une expression conditionnelle Syntaxe : Exemples : Une expression relationnelle est formée d'expressions arithmétiques reliées par des opérateurs relationnels. Une expression logique est formée d'expressions relationnelles reliées par des opérateurs logiques. i == 33 (i==33) && (j <=3) (i+ j<=155) ((k-v)>(x-z)) Règles simplifiées de grammaire pour la construction d une expression conditionnelle : exprrel -> exparith oprelationnel exparith exprlog -> exprrel exprlog oplogique exprlog (exprlog) 18

20 3 Structures de Contrôle 3.1 Formes d'instructions Les différentes formes d instructions disponibles en langage C sont : une expression terminée par un «;», une instruction contrôlée : cf. structures de contrôle, un bloc d'instructions entre accolades :, permettant de délimiter le début et la fin du bloc, instruction vide : ; appel d une fonction considérée comme une procédure (cf. fonctions) terminée par un «;». 3.2 Structure de contrôle : le if Syntaxe : if ( expressioncondition ) instruction(s) else instruction(s) Cette structure est équivalente au «SI Condition ALORS Action SINON Action FSI» de l algorithmique. La partie else est optionnelle (comme l indiquent les crochets). Les accolades ouvrante et fermante marquent le début et la fin du bloc associé au if ou au else. Elles sont optionnelles s il n y a qu une seule instruction dans un bloc, mais elles sont recommandées. #include <bcio.h> /* Programme exemple de if */ int main (void) int age; bcdisplay ("Quel est votre âge "); bcget (age); if ( (age <= 0) (age >= 110) ) bcdisplayln ("Menteur..."); else if (age <= 15) bcdisplayln ("Adolescent..."); 19