Programmation Impérative. Le langage C. Structure d un programme

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Jacques Beausoleil
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1 Programmation Impérative Le langage C Objectifs - Apprentissage programmation C - Structuration en fonctions et modules. - Implémenter différentes structures de données simples : les tableaux, les listes. - Manipulation d outils : débogage (gdb), documentation automatique (doxygen) - Écriture programmes plus conséquents (projet) Positionnement par rapport à Ocaml - Déclaration vs Inférence. - Descriptif vs Impératif. Un macro assembleur portable - Vieux langage 1972, Bell Labs par B. Kernighan et D. Ritchie, écriture d Unix - langage de bas niveau, qui produit des programmes efficaces - langage de haut niveau : programmation structurée - langage compilé souple : peu d interdits, confiance au programmeur (risques à l exécution!). - langage portable, modulaire - langage normalisé en 1989 (norme ANSI), 1990 (norme ISO) et 1999 (révision 1) Structure d un programme Directives pré processeur (cpp) #include <stdio.h> #include "../lib/malib.h" Les librairies dans les catalogues standard (/usr/include ou donnés par -I. Relatifs au catalogue courant) Déclaration types et variables globales Déclaration fonctions La fonction main : point d entrée du programme int main(void){ /* déclaration variables locales*/ printf("hello world") ; return(0) ; #include <stdio.h> /* directives au pre processeur */ #define DEBUT -10 #define FIN 10 #define MSG "Programme de demonstration\n" ; /* Interface : carre : int -> int */ int carre(int x) { /* definition de la fonction carre */ return x * x ; /* Interface : cube : int -> int */ int cube(int x) { /* definition de la fonction cube */ return x * carre(x) ; int main() /* programme principal */ { /* debut du bloc de la fonction main */ int i ; /* definition des variables locales */ printf(msg) ; for ( i = DEBUT ; i <= FIN ; i++ ){ printf("%d carre : %d cube : %d\n", i, carre(i), cube(i)) ; ; /* fin du bloc for */ return 0 ; /* fin du bloc de la fonction main */

2 Coding standards Règles d Écriture - Une seule instruction par ligne. - Noms des identificateurs significatifs. - Séparer déclarations instructions. - Faire ressortir la structure syntaxique du programme. - Accolade fermante seule sur une ligne indentée sur le bloc. - Entourer les opérateurs infixés («+», «=»...) d espaces. - La ponctuation («,», «;»...) suivie d un espace. - Pas de commentaires triviaux : /* la fonction foo */ int foo(int x){... Types de base Entiers utilisés comme des booléens short, int, long avec un modificateur unsigned. Dépendant de l architecture! Utiliser sizeof. Arithmétique : +, -, *, /, %) Opérations logiques (bit à bit) :, &&. Comparaisons : (<, >, ==,!=,!, ) Réels float, double, long double Promotion vers le type le plus large Caractères Sont des entiers ; codage des caractères : b - a vaut 1 Le type void n a pas de valeurs! Fonctions de base utiles Constructeur de données les struct #include <stdlib.h> abs : int -> int #include <math.h> et -lm ceil : double -> double floor : double -> double pow : double -> double -> double exp : double -> double log : double -> double sin : double -> double sqrt : double -> double Syntaxe struct <nom> {<donnees> Déclaration struct point { int x ; int y ; long couleur ; un point ; Valeur Accès : un point.couleur Définition : un point = {1, 2, Ordre des champs!

3 Fonction = factoriser du code Les fonctions /* Un commentaire avec le nom de la fonction, le type et les conditions d applications (pré, post). */ <typeretour> <nomfonction> (<type1 a1>,...) { /* Déclarations variables locales */ <instructions> l instruction return <exp> ; permet de sortir de la fonction avec <exp> en résultat. Procédure = fonction avec type de retour void Variables, définition Variables en mémoire <type> <nom> = <expr> la définition est optionnelle, valeur aléatoire! Affection, modèle à base de «boites» (lvalue) Attention «=» est l affectation et «==» l égalité! Le statut de «x» dans «x = x+1» n est pas le même à gauche et à droite de l affectation. À gauche «x» est une «boite» à droite «x» en est le contenu. Toutes les «boites» sont affectables! Autres formes d affectation Ajouter y à x : x += y. Incrémenter : x++ (post) ou ++x (pré). Constantes Les constantes sont écrites (en majuscules) dans le programme : #define DIX 10 Instructions-Expressions Constructions utiles <instruction> <expression> «;» calcule de la valeur de l expression qui est ignorée. Effets de bords, modification de contenu. x + 1 ; x = x + 1 ; x++ Blocs, séquence d instructions {<liste instructions> Conditionnelles if, switch Boucles while, do, for - L instruction «break ;» sort d une boucle. - L instruction «continue ;» passe à la prochaine itération. Conditionnelles Exécution d instructions uniquement si un test est vrai - Pas de type pour les booléens! Tout est vrai sauf 0! - Utiliser les constantes #define VRAI 1 et #define FAUX 0. «si» avec «sinon» optionnel - if (<expr>) { <instr> - else if (<expr>) - else {<instr> Expression conditionnelles «à la Caml» <e1>? <e2> : <e3> if (<e1>) {<e2> else {<e3>

4 Syntaxe Exécution par cas switch (<exp>) { case <valeur1> : <instruction1> ; break ; case <valeur2> : <instruction2> ; break ;... default : <instruction0> ; break ; - <exp> (de type entier) est évaluée et comparée en séquence aux valeurs (immédiats) de <valeur> i pour exécuter la branche correspondante. - L instruction «break ;» permet de sortir du «switch». - Pas de «break» on continue le test en séquence. - «default» est optionnel. La fonction printf (#include <stdio.h>) printf(<format>, <args>) - Fonction à arité variable, imprime <args> suivant le patron <format>. Retourne le nombre de caractères imprimés. - Le format est une chaîne de caractères contenant des caractères d échappement (%). Autant d arguments que de caractères d échappement. - %d est un int, %f est un float, %c est un char, %s est une chaîne de caractères, - Caractères spéciaux \n, \%... Exemples - printf("hello world\n") - printf("l entier n vaut : %d\n"), n), Boucles «tant que» La boucle while (<exp>) <instr> Tant que <exp> est vraie on exécute <instr>. int x = 0 ; while (x!= 10) { printf("%d", x) ; x++ ; La boucle do <instr> while (<exp>) On exécute <instr> puis on recommence si <exp> est vraie int x = 0 ; do { printf("%d", x) ; x++ ; while (x!= 10) C est la plus utilisée Boucle «for» for (<exp1> ; <exp2> ; <exp3>) { <instr>; - <exp1> initialise la boucle. - <exp2> est le test de fin de boucle. - <exp3> s exécute après un tour de boucle les instructions <instr> sont exécutées à chaque pas de boucle - for (i = 0 ; i < n ; i++) {printf("%d\n", i) ; ; - que fait «for ( ; ; ) { ;»? Équivalence for (i = 0 ; i < n ; i++) { printf("%d\n", i) ; ; i = 0 ; while (i < n) { printf("%d\n", i++) ; ;

5 Cycle de compilation Compilateur gcc Édition des sources Mode Emacs : coloration syntaxique, indentation, contrôle parenthésage... Preprocessing (cpp) #define... Compilation source C, optimisation de code (-O 2) Assembleur (as), édition liens (ld), librairies (libc.a...) Intègre toute la compilation -ansi norme C ANSI (recommandé) -pedantic refuse de compiler si pas à la norme (recommandé) -Wall met tous les warnings (indispensable). Attention certains warnings sont des erreurs de types et le programme fait segmentaion fault -ggdb profile le code généré pour le debogueur gdb -l malib utilise malib.a -o monprog nomme l exécutable monprog au lieu de a.out

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