شروع برنامه نویسی واقعی
تصمیم گرفتیم هر مبحث رو با یک برنامه شروع کنیم و در طی اون مبحث اجزای اون برنامه رو حلاجی کنیم.
first.c
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 |
/* firts.c * our firs C program*/ #include<stdio.h> // include an external library in program int main(void) /* main function */ { int num; // define a variable called num num = 1; // assign a value to num printf("I am a simple "); // use the printf() function printf("program.\n"); printf("My favorite number is %d because it is first.\n", num); return 0; } |
چنانکه میتونید حدس بزنید این برنامه قراره چیزی رو چاپ کنه روی صفحه نمایش کامپیوتر شما. اجازه بدید اول خروجی برنامه رو ببینیم بعد شروع کنیم به ادامه ماجرا.
خروجی:
|
1 2 |
I am a simple program. My favorite number is 1 because it is first. |
توضیح: چنانچه برنامه رو در IDE نوشتید و پس از اجرا برنامه فورا بسته میشود در یک خط قبل از return عبارت ;()getchar رو قرار بدید. این دستور باعث میشه برنامه پس از چاپ خروجی، منتظر فشردن یک کلید از طرف کاربر شود. در این باره در فصلهای بعدی مفصل توضیح خواهیم داد.
شرح برنامه
کامنت یا توضیحات
قسمتهایی از برنامه که بین دو علامت */ و /* محسور شده و یا پس از // قرار گرفته اند کامنت نامیده میشوند. در کامنتهای تک خطی از //استفاده میشود. برای ایجاد کامنتهای چند خطی میتوان از */ و /*استفاده کرد:
|
1 2 3 4 5 |
//this is one line comment /* this is multi line comment*/ |
استفاده از کامنت یا توضیحات سبب خوانایی بیشتر برنامه میشود. در کامنت نویسی صرفه جویی نکنید. زیرا کامنتها در هنگام کامپایل توسط کامپایلر نادیده گرفته میشوند و در برنامه خروجی قرار نخواهند گرفت. اما سبب میشوند تا هرکسی (حتی خودِ شما) که بعدا سورسِ برنامه را میخواند کاملا پی ببرد که برنامه از چه قرار است و چه چیزهایی در برنامه وجود دارد. به این کار مستند سازی گفته میشود.
احتیاط کنید که هنگام نوشتن کامنت چند خطی، حتما انتهای آن را با ستاره و بک اسلش ببندید. زیرا اگر کامنت را نبنندید، هرچیزی که بعد از اون قرار میگیره کامنت محسوب میشه.
فایل سرآیند یا هدر
فایل سرآیند فایلی است که در بالای برنامه قرار میگیرد و کتابخانه ای را در برنامه کپی میکند. این فایل در برنامه ما stdio.h است که در برنامه وارد شده است. کمی عمیق تر به این موضوع نگاه کنیم و ببینیم اصلا چی هست و به چه دردی میخوره.
در یونیکس( و طبعا C و لینوکس) مفهومی بنام کتابخانه های استاندارد اشتراکی وجود دارد. این کتابخونه ها چی هستند و چه کاری انجام میدهند؟ با یک مثال قضیه رو بشکافیم. فرض کنیم شما یه خونه یا ساختمون ساختید و باید گاز طبیعی رو به خونه تون بکشید. چیکار میکنید؟ آیا میرید یه لوله از دمِ درِ خونه تون میکشید تا پارس جنوبی در خلیج فارس؟ آیا این کار منطقیه؟ آیا اگر هر خونه ای اینکار رو بکنه نظم جامعه مختل نمیشه؟ قطعا شما همچین کاری رو نمیکنید. یک شرکت متولی میاد با شاه لوله های بزرگ گاز رو به هر استان و شهری میرسونه. و با تقسیمات و انشعابات، لوله گاز رو تا دمِ درِ خونه تون میاره. این دقیقا مفهوم کتابخونه های اشتراکیه. عده ای برنامه نویس خبره نشستن و کتابخونه هایی رو نوشتن تا هر برنامه نویسی مجبور نباشه برای کارهای روتین، خیل عظیمی از کدها رو به تنهایی بنویسه. این کار چندین مزیت بزرگ داره. اول اینکه در وقت برنامه نویس صرفه جویی میشه. دوم اینکه برنامه کوچک و کم حجم خواهند شد. بیاید محتویات فایل stdio.h رو ببینیم:
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 458 459 460 461 462 463 464 465 466 467 468 469 470 471 472 473 474 475 476 477 478 479 480 481 482 483 484 485 486 487 488 489 490 491 492 493 494 495 496 497 498 499 500 501 502 503 504 505 506 507 508 509 510 511 512 513 514 515 516 517 518 519 520 521 522 523 524 525 526 527 528 529 530 531 532 533 534 535 536 537 538 539 540 541 542 543 544 545 546 547 548 549 550 551 552 553 554 555 556 557 558 559 560 561 562 563 564 565 566 567 568 569 570 571 572 573 574 575 576 577 578 579 580 581 582 583 584 585 586 587 588 589 590 591 592 593 594 595 596 597 598 599 600 601 602 603 604 605 606 607 608 609 610 611 612 613 614 615 616 617 618 619 620 621 622 623 624 625 626 627 628 629 630 631 632 633 634 635 636 637 638 639 640 641 642 643 644 645 646 647 648 649 650 651 652 653 654 655 656 657 658 659 660 661 662 663 664 665 666 667 668 669 670 671 672 673 674 675 676 677 678 679 680 681 682 683 684 685 686 687 688 689 690 691 692 693 694 695 696 697 698 699 700 701 702 703 704 705 706 707 708 709 710 711 712 713 714 715 716 717 718 719 720 721 722 723 724 725 726 727 728 729 730 731 732 733 734 735 736 737 738 739 740 741 742 743 744 745 746 747 748 749 750 751 752 753 754 755 756 757 758 759 760 761 762 763 764 765 766 767 768 769 770 771 772 773 774 775 776 777 778 779 780 781 782 783 784 785 786 787 788 789 790 791 792 793 794 795 796 797 798 799 800 801 802 803 804 805 806 807 808 809 810 811 812 813 814 815 816 817 818 819 820 821 822 823 824 825 826 827 828 829 830 831 832 833 834 835 836 837 838 839 840 841 842 843 844 845 846 847 848 849 850 851 852 853 854 855 856 857 858 859 860 861 862 863 864 865 866 867 868 869 870 871 |
/* Define ISO C stdio on top of C++ iostreams. Copyright (C) 1991-2018 Free Software Foundation, Inc. This file is part of the GNU C Library. The GNU C Library is free software; you can redistribute it and/or modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by the Free Software Foundation; either version 2.1 of the License, or (at your option) any later version. The GNU C Library is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU Lesser General Public License for more details. You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License along with the GNU C Library; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>. */ /* * ISO C99 Standard: 7.19 Input/output <stdio.h> */ #ifndef _STDIO_H #define _STDIO_H 1 #define __GLIBC_INTERNAL_STARTING_HEADER_IMPLEMENTATION #include <bits/libc-header-start.h> __BEGIN_DECLS #define __need_size_t #define __need_NULL #include <stddef.h> #include <bits/types.h> #include <bits/types/__FILE.h> #include <bits/types/FILE.h> #define _STDIO_USES_IOSTREAM #include <bits/libio.h> #if defined __USE_XOPEN || defined __USE_XOPEN2K8 # ifdef __GNUC__ # ifndef _VA_LIST_DEFINED typedef _G_va_list va_list; # define _VA_LIST_DEFINED # endif # else # include <stdarg.h> # endif #endif #if defined __USE_UNIX98 || defined __USE_XOPEN2K # ifndef __off_t_defined # ifndef __USE_FILE_OFFSET64 typedef __off_t off_t; # else typedef __off64_t off_t; # endif # define __off_t_defined # endif # if defined __USE_LARGEFILE64 && !defined __off64_t_defined typedef __off64_t off64_t; # define __off64_t_defined # endif #endif #ifdef __USE_XOPEN2K8 # ifndef __ssize_t_defined typedef __ssize_t ssize_t; # define __ssize_t_defined # endif #endif /* The type of the second argument to `fgetpos' and `fsetpos'. */ #ifndef __USE_FILE_OFFSET64 typedef _G_fpos_t fpos_t; #else typedef _G_fpos64_t fpos_t; #endif #ifdef __USE_LARGEFILE64 typedef _G_fpos64_t fpos64_t; #endif /* The possibilities for the third argument to `setvbuf'. */ #define _IOFBF 0 /* Fully buffered. */ #define _IOLBF 1 /* Line buffered. */ #define _IONBF 2 /* No buffering. */ /* Default buffer size. */ #ifndef BUFSIZ # define BUFSIZ _IO_BUFSIZ #endif /* End of file character. Some things throughout the library rely on this being -1. */ #ifndef EOF # define EOF (-1) #endif /* The possibilities for the third argument to `fseek'. These values should not be changed. */ #define SEEK_SET 0 /* Seek from beginning of file. */ #define SEEK_CUR 1 /* Seek from current position. */ #define SEEK_END 2 /* Seek from end of file. */ #ifdef __USE_GNU # define SEEK_DATA 3 /* Seek to next data. */ # define SEEK_HOLE 4 /* Seek to next hole. */ #endif #if defined __USE_MISC || defined __USE_XOPEN /* Default path prefix for `tempnam' and `tmpnam'. */ # define P_tmpdir "/tmp" #endif /* Get the values: L_tmpnam How long an array of chars must be to be passed to `tmpnam'. TMP_MAX The minimum number of unique filenames generated by tmpnam (and tempnam when it uses tmpnam's name space), or tempnam (the two are separate). L_ctermid How long an array to pass to `ctermid'. L_cuserid How long an array to pass to `cuserid'. FOPEN_MAX Minimum number of files that can be open at once. FILENAME_MAX Maximum length of a filename. */ #include <bits/stdio_lim.h> /* Standard streams. */ extern struct _IO_FILE *stdin; /* Standard input stream. */ extern struct _IO_FILE *stdout; /* Standard output stream. */ extern struct _IO_FILE *stderr; /* Standard error output stream. */ /* C89/C99 say they're macros. Make them happy. */ #define stdin stdin #define stdout stdout #define stderr stderr /* Remove file FILENAME. */ extern int remove (const char *__filename) __THROW; /* Rename file OLD to NEW. */ extern int rename (const char *__old, const char *__new) __THROW; #ifdef __USE_ATFILE /* Rename file OLD relative to OLDFD to NEW relative to NEWFD. */ extern int renameat (int __oldfd, const char *__old, int __newfd, const char *__new) __THROW; #endif /* Create a temporary file and open it read/write. This function is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ #ifndef __USE_FILE_OFFSET64 extern FILE *tmpfile (void) __wur; #else # ifdef __REDIRECT extern FILE *__REDIRECT (tmpfile, (void), tmpfile64) __wur; # else # define tmpfile tmpfile64 # endif #endif #ifdef __USE_LARGEFILE64 extern FILE *tmpfile64 (void) __wur; #endif /* Generate a temporary filename. */ extern char *tmpnam (char *__s) __THROW __wur; #ifdef __USE_MISC /* This is the reentrant variant of `tmpnam'. The only difference is that it does not allow S to be NULL. */ extern char *tmpnam_r (char *__s) __THROW __wur; #endif #if defined __USE_MISC || defined __USE_XOPEN /* Generate a unique temporary filename using up to five characters of PFX if it is not NULL. The directory to put this file in is searched for as follows: First the environment variable "TMPDIR" is checked. If it contains the name of a writable directory, that directory is used. If not and if DIR is not NULL, that value is checked. If that fails, P_tmpdir is tried and finally "/tmp". The storage for the filename is allocated by `malloc'. */ extern char *tempnam (const char *__dir, const char *__pfx) __THROW __attribute_malloc__ __wur; #endif /* Close STREAM. This function is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern int fclose (FILE *__stream); /* Flush STREAM, or all streams if STREAM is NULL. This function is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern int fflush (FILE *__stream); #ifdef __USE_MISC /* Faster versions when locking is not required. This function is not part of POSIX and therefore no official cancellation point. But due to similarity with an POSIX interface or due to the implementation it is a cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern int fflush_unlocked (FILE *__stream); #endif #ifdef __USE_GNU /* Close all streams. This function is not part of POSIX and therefore no official cancellation point. But due to similarity with an POSIX interface or due to the implementation it is a cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern int fcloseall (void); #endif #ifndef __USE_FILE_OFFSET64 /* Open a file and create a new stream for it. This function is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern FILE *fopen (const char *__restrict __filename, const char *__restrict __modes) __wur; /* Open a file, replacing an existing stream with it. This function is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern FILE *freopen (const char *__restrict __filename, const char *__restrict __modes, FILE *__restrict __stream) __wur; #else # ifdef __REDIRECT extern FILE *__REDIRECT (fopen, (const char *__restrict __filename, const char *__restrict __modes), fopen64) __wur; extern FILE *__REDIRECT (freopen, (const char *__restrict __filename, const char *__restrict __modes, FILE *__restrict __stream), freopen64) __wur; # else # define fopen fopen64 # define freopen freopen64 # endif #endif #ifdef __USE_LARGEFILE64 extern FILE *fopen64 (const char *__restrict __filename, const char *__restrict __modes) __wur; extern FILE *freopen64 (const char *__restrict __filename, const char *__restrict __modes, FILE *__restrict __stream) __wur; #endif #ifdef __USE_POSIX /* Create a new stream that refers to an existing system file descriptor. */ extern FILE *fdopen (int __fd, const char *__modes) __THROW __wur; #endif #ifdef __USE_GNU /* Create a new stream that refers to the given magic cookie, and uses the given functions for input and output. */ extern FILE *fopencookie (void *__restrict __magic_cookie, const char *__restrict __modes, _IO_cookie_io_functions_t __io_funcs) __THROW __wur; #endif #if defined __USE_XOPEN2K8 || __GLIBC_USE (LIB_EXT2) /* Create a new stream that refers to a memory buffer. */ extern FILE *fmemopen (void *__s, size_t __len, const char *__modes) __THROW __wur; /* Open a stream that writes into a malloc'd buffer that is expanded as necessary. *BUFLOC and *SIZELOC are updated with the buffer's location and the number of characters written on fflush or fclose. */ extern FILE *open_memstream (char **__bufloc, size_t *__sizeloc) __THROW __wur; #endif /* If BUF is NULL, make STREAM unbuffered. Else make it use buffer BUF, of size BUFSIZ. */ extern void setbuf (FILE *__restrict __stream, char *__restrict __buf) __THROW; /* Make STREAM use buffering mode MODE. If BUF is not NULL, use N bytes of it for buffering; else allocate an internal buffer N bytes long. */ extern int setvbuf (FILE *__restrict __stream, char *__restrict __buf, int __modes, size_t __n) __THROW; #ifdef __USE_MISC /* If BUF is NULL, make STREAM unbuffered. Else make it use SIZE bytes of BUF for buffering. */ extern void setbuffer (FILE *__restrict __stream, char *__restrict __buf, size_t __size) __THROW; /* Make STREAM line-buffered. */ extern void setlinebuf (FILE *__stream) __THROW; #endif /* Write formatted output to STREAM. This function is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern int fprintf (FILE *__restrict __stream, const char *__restrict __format, ...); /* Write formatted output to stdout. This function is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern int printf (const char *__restrict __format, ...); /* Write formatted output to S. */ extern int sprintf (char *__restrict __s, const char *__restrict __format, ...) __THROWNL; /* Write formatted output to S from argument list ARG. This function is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern int vfprintf (FILE *__restrict __s, const char *__restrict __format, _G_va_list __arg); /* Write formatted output to stdout from argument list ARG. This function is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern int vprintf (const char *__restrict __format, _G_va_list __arg); /* Write formatted output to S from argument list ARG. */ extern int vsprintf (char *__restrict __s, const char *__restrict __format, _G_va_list __arg) __THROWNL; #if defined __USE_ISOC99 || defined __USE_UNIX98 /* Maximum chars of output to write in MAXLEN. */ extern int snprintf (char *__restrict __s, size_t __maxlen, const char *__restrict __format, ...) __THROWNL __attribute__ ((__format__ (__printf__, 3, 4))); extern int vsnprintf (char *__restrict __s, size_t __maxlen, const char *__restrict __format, _G_va_list __arg) __THROWNL __attribute__ ((__format__ (__printf__, 3, 0))); #endif #if __GLIBC_USE (LIB_EXT2) /* Write formatted output to a string dynamically allocated with `malloc'. Store the address of the string in *PTR. */ extern int vasprintf (char **__restrict __ptr, const char *__restrict __f, _G_va_list __arg) __THROWNL __attribute__ ((__format__ (__printf__, 2, 0))) __wur; extern int __asprintf (char **__restrict __ptr, const char *__restrict __fmt, ...) __THROWNL __attribute__ ((__format__ (__printf__, 2, 3))) __wur; extern int asprintf (char **__restrict __ptr, const char *__restrict __fmt, ...) __THROWNL __attribute__ ((__format__ (__printf__, 2, 3))) __wur; #endif #ifdef __USE_XOPEN2K8 /* Write formatted output to a file descriptor. */ extern int vdprintf (int __fd, const char *__restrict __fmt, _G_va_list __arg) __attribute__ ((__format__ (__printf__, 2, 0))); extern int dprintf (int __fd, const char *__restrict __fmt, ...) __attribute__ ((__format__ (__printf__, 2, 3))); #endif /* Read formatted input from STREAM. This function is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern int fscanf (FILE *__restrict __stream, const char *__restrict __format, ...) __wur; /* Read formatted input from stdin. This function is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern int scanf (const char *__restrict __format, ...) __wur; /* Read formatted input from S. */ extern int sscanf (const char *__restrict __s, const char *__restrict __format, ...) __THROW; #if defined __USE_ISOC99 && !defined __USE_GNU \ && (!defined __LDBL_COMPAT || !defined __REDIRECT) \ && (defined __STRICT_ANSI__ || defined __USE_XOPEN2K) # ifdef __REDIRECT /* For strict ISO C99 or POSIX compliance disallow %as, %aS and %a[ GNU extension which conflicts with valid %a followed by letter s, S or [. */ extern int __REDIRECT (fscanf, (FILE *__restrict __stream, const char *__restrict __format, ...), __isoc99_fscanf) __wur; extern int __REDIRECT (scanf, (const char *__restrict __format, ...), __isoc99_scanf) __wur; extern int __REDIRECT_NTH (sscanf, (const char *__restrict __s, const char *__restrict __format, ...), __isoc99_sscanf); # else extern int __isoc99_fscanf (FILE *__restrict __stream, const char *__restrict __format, ...) __wur; extern int __isoc99_scanf (const char *__restrict __format, ...) __wur; extern int __isoc99_sscanf (const char *__restrict __s, const char *__restrict __format, ...) __THROW; # define fscanf __isoc99_fscanf # define scanf __isoc99_scanf # define sscanf __isoc99_sscanf # endif #endif #ifdef __USE_ISOC99 /* Read formatted input from S into argument list ARG. This function is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern int vfscanf (FILE *__restrict __s, const char *__restrict __format, _G_va_list __arg) __attribute__ ((__format__ (__scanf__, 2, 0))) __wur; /* Read formatted input from stdin into argument list ARG. This function is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern int vscanf (const char *__restrict __format, _G_va_list __arg) __attribute__ ((__format__ (__scanf__, 1, 0))) __wur; /* Read formatted input from S into argument list ARG. */ extern int vsscanf (const char *__restrict __s, const char *__restrict __format, _G_va_list __arg) __THROW __attribute__ ((__format__ (__scanf__, 2, 0))); # if !defined __USE_GNU \ && (!defined __LDBL_COMPAT || !defined __REDIRECT) \ && (defined __STRICT_ANSI__ || defined __USE_XOPEN2K) # ifdef __REDIRECT /* For strict ISO C99 or POSIX compliance disallow %as, %aS and %a[ GNU extension which conflicts with valid %a followed by letter s, S or [. */ extern int __REDIRECT (vfscanf, (FILE *__restrict __s, const char *__restrict __format, _G_va_list __arg), __isoc99_vfscanf) __attribute__ ((__format__ (__scanf__, 2, 0))) __wur; extern int __REDIRECT (vscanf, (const char *__restrict __format, _G_va_list __arg), __isoc99_vscanf) __attribute__ ((__format__ (__scanf__, 1, 0))) __wur; extern int __REDIRECT_NTH (vsscanf, (const char *__restrict __s, const char *__restrict __format, _G_va_list __arg), __isoc99_vsscanf) __attribute__ ((__format__ (__scanf__, 2, 0))); # else extern int __isoc99_vfscanf (FILE *__restrict __s, const char *__restrict __format, _G_va_list __arg) __wur; extern int __isoc99_vscanf (const char *__restrict __format, _G_va_list __arg) __wur; extern int __isoc99_vsscanf (const char *__restrict __s, const char *__restrict __format, _G_va_list __arg) __THROW; # define vfscanf __isoc99_vfscanf # define vscanf __isoc99_vscanf # define vsscanf __isoc99_vsscanf # endif # endif #endif /* Use ISO C9x. */ /* Read a character from STREAM. These functions are possible cancellation points and therefore not marked with __THROW. */ extern int fgetc (FILE *__stream); extern int getc (FILE *__stream); /* Read a character from stdin. This function is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern int getchar (void); /* The C standard explicitly says this is a macro, so we always do the optimization for it. */ #define getc(_fp) _IO_getc (_fp) #ifdef __USE_POSIX199506 /* These are defined in POSIX.1:1996. These functions are possible cancellation points and therefore not marked with __THROW. */ extern int getc_unlocked (FILE *__stream); extern int getchar_unlocked (void); #endif /* Use POSIX. */ #ifdef __USE_MISC /* Faster version when locking is not necessary. This function is not part of POSIX and therefore no official cancellation point. But due to similarity with an POSIX interface or due to the implementation it is a cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern int fgetc_unlocked (FILE *__stream); #endif /* Use MISC. */ /* Write a character to STREAM. These functions are possible cancellation points and therefore not marked with __THROW. These functions is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern int fputc (int __c, FILE *__stream); extern int putc (int __c, FILE *__stream); /* Write a character to stdout. This function is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern int putchar (int __c); /* The C standard explicitly says this can be a macro, so we always do the optimization for it. */ #define putc(_ch, _fp) _IO_putc (_ch, _fp) #ifdef __USE_MISC /* Faster version when locking is not necessary. This function is not part of POSIX and therefore no official cancellation point. But due to similarity with an POSIX interface or due to the implementation it is a cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern int fputc_unlocked (int __c, FILE *__stream); #endif /* Use MISC. */ #ifdef __USE_POSIX199506 /* These are defined in POSIX.1:1996. These functions are possible cancellation points and therefore not marked with __THROW. */ extern int putc_unlocked (int __c, FILE *__stream); extern int putchar_unlocked (int __c); #endif /* Use POSIX. */ #if defined __USE_MISC \ || (defined __USE_XOPEN && !defined __USE_XOPEN2K) /* Get a word (int) from STREAM. */ extern int getw (FILE *__stream); /* Write a word (int) to STREAM. */ extern int putw (int __w, FILE *__stream); #endif /* Get a newline-terminated string of finite length from STREAM. This function is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern char *fgets (char *__restrict __s, int __n, FILE *__restrict __stream) __wur; #if __GLIBC_USE (DEPRECATED_GETS) /* Get a newline-terminated string from stdin, removing the newline. This function is impossible to use safely. It has been officially removed from ISO C11 and ISO C++14, and we have also removed it from the _GNU_SOURCE feature list. It remains available when explicitly using an old ISO C, Unix, or POSIX standard. This function is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern char *gets (char *__s) __wur __attribute_deprecated__; #endif #ifdef __USE_GNU /* This function does the same as `fgets' but does not lock the stream. This function is not part of POSIX and therefore no official cancellation point. But due to similarity with an POSIX interface or due to the implementation it is a cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern char *fgets_unlocked (char *__restrict __s, int __n, FILE *__restrict __stream) __wur; #endif #if defined __USE_XOPEN2K8 || __GLIBC_USE (LIB_EXT2) /* Read up to (and including) a DELIMITER from STREAM into *LINEPTR (and null-terminate it). *LINEPTR is a pointer returned from malloc (or NULL), pointing to *N characters of space. It is realloc'd as necessary. Returns the number of characters read (not including the null terminator), or -1 on error or EOF. These functions are not part of POSIX and therefore no official cancellation point. But due to similarity with an POSIX interface or due to the implementation they are cancellation points and therefore not marked with __THROW. */ extern _IO_ssize_t __getdelim (char **__restrict __lineptr, size_t *__restrict __n, int __delimiter, FILE *__restrict __stream) __wur; extern _IO_ssize_t getdelim (char **__restrict __lineptr, size_t *__restrict __n, int __delimiter, FILE *__restrict __stream) __wur; /* Like `getdelim', but reads up to a newline. This function is not part of POSIX and therefore no official cancellation point. But due to similarity with an POSIX interface or due to the implementation it is a cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern _IO_ssize_t getline (char **__restrict __lineptr, size_t *__restrict __n, FILE *__restrict __stream) __wur; #endif /* Write a string to STREAM. This function is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern int fputs (const char *__restrict __s, FILE *__restrict __stream); /* Write a string, followed by a newline, to stdout. This function is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern int puts (const char *__s); /* Push a character back onto the input buffer of STREAM. This function is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern int ungetc (int __c, FILE *__stream); /* Read chunks of generic data from STREAM. This function is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern size_t fread (void *__restrict __ptr, size_t __size, size_t __n, FILE *__restrict __stream) __wur; /* Write chunks of generic data to STREAM. This function is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern size_t fwrite (const void *__restrict __ptr, size_t __size, size_t __n, FILE *__restrict __s); #ifdef __USE_GNU /* This function does the same as `fputs' but does not lock the stream. This function is not part of POSIX and therefore no official cancellation point. But due to similarity with an POSIX interface or due to the implementation it is a cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern int fputs_unlocked (const char *__restrict __s, FILE *__restrict __stream); #endif #ifdef __USE_MISC /* Faster versions when locking is not necessary. These functions are not part of POSIX and therefore no official cancellation point. But due to similarity with an POSIX interface or due to the implementation they are cancellation points and therefore not marked with __THROW. */ extern size_t fread_unlocked (void *__restrict __ptr, size_t __size, size_t __n, FILE *__restrict __stream) __wur; extern size_t fwrite_unlocked (const void *__restrict __ptr, size_t __size, size_t __n, FILE *__restrict __stream); #endif /* Seek to a certain position on STREAM. This function is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern int fseek (FILE *__stream, long int __off, int __whence); /* Return the current position of STREAM. This function is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern long int ftell (FILE *__stream) __wur; /* Rewind to the beginning of STREAM. This function is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern void rewind (FILE *__stream); /* The Single Unix Specification, Version 2, specifies an alternative, more adequate interface for the two functions above which deal with file offset. `long int' is not the right type. These definitions are originally defined in the Large File Support API. */ #if defined __USE_LARGEFILE || defined __USE_XOPEN2K # ifndef __USE_FILE_OFFSET64 /* Seek to a certain position on STREAM. This function is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern int fseeko (FILE *__stream, __off_t __off, int __whence); /* Return the current position of STREAM. This function is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern __off_t ftello (FILE *__stream) __wur; # else # ifdef __REDIRECT extern int __REDIRECT (fseeko, (FILE *__stream, __off64_t __off, int __whence), fseeko64); extern __off64_t __REDIRECT (ftello, (FILE *__stream), ftello64); # else # define fseeko fseeko64 # define ftello ftello64 # endif # endif #endif #ifndef __USE_FILE_OFFSET64 /* Get STREAM's position. This function is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern int fgetpos (FILE *__restrict __stream, fpos_t *__restrict __pos); /* Set STREAM's position. This function is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern int fsetpos (FILE *__stream, const fpos_t *__pos); #else # ifdef __REDIRECT extern int __REDIRECT (fgetpos, (FILE *__restrict __stream, fpos_t *__restrict __pos), fgetpos64); extern int __REDIRECT (fsetpos, (FILE *__stream, const fpos_t *__pos), fsetpos64); # else # define fgetpos fgetpos64 # define fsetpos fsetpos64 # endif #endif #ifdef __USE_LARGEFILE64 extern int fseeko64 (FILE *__stream, __off64_t __off, int __whence); extern __off64_t ftello64 (FILE *__stream) __wur; extern int fgetpos64 (FILE *__restrict __stream, fpos64_t *__restrict __pos); extern int fsetpos64 (FILE *__stream, const fpos64_t *__pos); #endif /* Clear the error and EOF indicators for STREAM. */ extern void clearerr (FILE *__stream) __THROW; /* Return the EOF indicator for STREAM. */ extern int feof (FILE *__stream) __THROW __wur; /* Return the error indicator for STREAM. */ extern int ferror (FILE *__stream) __THROW __wur; #ifdef __USE_MISC /* Faster versions when locking is not required. */ extern void clearerr_unlocked (FILE *__stream) __THROW; extern int feof_unlocked (FILE *__stream) __THROW __wur; extern int ferror_unlocked (FILE *__stream) __THROW __wur; #endif /* Print a message describing the meaning of the value of errno. This function is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern void perror (const char *__s); /* Provide the declarations for `sys_errlist' and `sys_nerr' if they are available on this system. Even if available, these variables should not be used directly. The `strerror' function provides all the necessary functionality. */ #include <bits/sys_errlist.h> #ifdef __USE_POSIX /* Return the system file descriptor for STREAM. */ extern int fileno (FILE *__stream) __THROW __wur; #endif /* Use POSIX. */ #ifdef __USE_MISC /* Faster version when locking is not required. */ extern int fileno_unlocked (FILE *__stream) __THROW __wur; #endif #ifdef __USE_POSIX2 /* Create a new stream connected to a pipe running the given command. This function is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern FILE *popen (const char *__command, const char *__modes) __wur; /* Close a stream opened by popen and return the status of its child. This function is a possible cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern int pclose (FILE *__stream); #endif #ifdef __USE_POSIX /* Return the name of the controlling terminal. */ extern char *ctermid (char *__s) __THROW; #endif /* Use POSIX. */ #if (defined __USE_XOPEN && !defined __USE_XOPEN2K) || defined __USE_GNU /* Return the name of the current user. */ extern char *cuserid (char *__s); #endif /* Use X/Open, but not issue 6. */ #ifdef __USE_GNU struct obstack; /* See <obstack.h>. */ /* Write formatted output to an obstack. */ extern int obstack_printf (struct obstack *__restrict __obstack, const char *__restrict __format, ...) __THROWNL __attribute__ ((__format__ (__printf__, 2, 3))); extern int obstack_vprintf (struct obstack *__restrict __obstack, const char *__restrict __format, _G_va_list __args) __THROWNL __attribute__ ((__format__ (__printf__, 2, 0))); #endif /* Use GNU. */ #ifdef __USE_POSIX199506 /* These are defined in POSIX.1:1996. */ /* Acquire ownership of STREAM. */ extern void flockfile (FILE *__stream) __THROW; /* Try to acquire ownership of STREAM but do not block if it is not possible. */ extern int ftrylockfile (FILE *__stream) __THROW __wur; /* Relinquish the ownership granted for STREAM. */ extern void funlockfile (FILE *__stream) __THROW; #endif /* POSIX */ #if defined __USE_XOPEN && !defined __USE_XOPEN2K && !defined __USE_GNU /* X/Open Issues 1-5 required getopt to be declared in this header. It was removed in Issue 6. GNU follows Issue 6. */ # include <bits/getopt_posix.h> #endif /* If we are compiling with optimizing read this file. It contains several optimizing inline functions and macros. */ #ifdef __USE_EXTERN_INLINES # include <bits/stdio.h> #endif #if __USE_FORTIFY_LEVEL > 0 && defined __fortify_function # include <bits/stdio2.h> #endif #ifdef __LDBL_COMPAT # include <bits/stdio-ldbl.h> #endif __END_DECLS #endif /* <stdio.h> included. */ |
اگر هدرهای موجود در این فایل رو هم دستی کپی کنیم هزارن خط میشه. شما میتونستید اون خطی رو که حاوی stdio.h بود رو پاک کنید و این همه کد رو قرار بدید یا خودتون ساز و کاری برای گرفتن ورودی و دادن خروجی مینوشتید. اما آیا منطقیه؟ کدومش راحت تره؟ در واقع شما با نوشتن اون یک خط کل محتوای فایل stdio.h رو در برنامه خودتون کپی کردید. به همین دلیل است که حجم برنامه های یونیکسی از برنامه های ویندوزی کمتر است.(تفاوت کتابخانه‌های حین کامپایل با کتابخانه‌های حین اجرا بسیار واضح است. صرفا جهت تعمیم مثال) مثلا برنامه VirtualBox رو در نظر بگیرید. در هنگام نگارش این مطلب، حجم نسخه لینوکسیش ۶۵ مگابایت و حجم نسخه ویندوزیش ۱۰۹ مگابایته. این به این دلیل که در ویندوز هر برنامه باید کتابخانه های خودشو، رو دوشش اینور اونور بکشه. مزیت سوم امنیتشه. این کتابخانه رو افراد با تجربه و خبره مینویسند و به صورت اوپن سورس در معرض دید همگان قرار دادن. نمیتونن توش کدهای مخرب کار بزارن. چون میلیونها چشم و چشمان خود شما مراقبشه. در حالی که اگر هر برنامه نویس خودش بخواد این توابع رو برای خودش بنویسه میتونه هر کد دلخواه مخربی رو درش قرار بده. مزیت چهارمش پایداری و بهینه بودنشه. زیرا این کدها کار افراد خبره ست و چون بصورت اوپن سورس روی وب قرار گرفته هر بنی بشری میتونه بهتر و پایدارترش کنه.
برای دیدن کتابخانه های استاندارد موجود در سیستم خودتون که در برنامه کپی میشوند دستور زیر را وارد:
|
1 |
$ gcc -E my_program.c | grep include |
دلیل اینکه به این کتابخونه ها استاندارد میگن اینه که سازمان استانداردسازی زبان C تمام سازندگانی رو که کامپایلر میسازن مجبور کرده این کتابخونه ها رو داشته باشن. در غیر اینصورت قادر به دریافت استاندارد نخواهند بود. بعلاوه کتابخانه های استاندارد، هر کامپایلری میتونه بنابر احساس نیازی که در جامعه کاربرانش میبینه کتابخانه های دیگری رو هم قرار بده. همچنین اگر شما بر روی پروژه ای کار میکنید و به کتابخانه های بخصوصی نیاز دارید که باید در چند برنامه مورد استفاده قرار بگیرند ولی بصورت استاندارد موجود نیستند، میتوانید کتابخانه های شخصی مخصوص خودتون را بسازید. در این باره در آینده بیشتر و مفصل تر بحث خواهیم کرد.
این کتابخانه بخصوص ما به اسم stdio.h مخصوص برنامه هایی است که در اون برنامه قراره ورودی از/خروجی به کاربر داشته باشه. اسمش مخفف standard input output است و پسوند h مخفف header یا سرآیند است. در واقع بدون وجود این برنامه مجاز به استفاده از تابع ()printf نمیبودیم.
سوالی که ممکن است برای شما پیش بیاید این است که چرا باید برای هر برنامه ای این کتابخونه رو وارد کدمون بکنیم؟ مگر نه اینکه ورودی/خروجی یکی از پرکاربردترین المانهای مورد استفاده در هر برنامه است؟ سوال شما بجاست. اما اگر مبحث استانداردها رو مطالعه کرده باشید، در اون استانداردها به وضوح قید شده که زبان C باید در کوچکترین حالت ممکن باشه و چیز اضافه ای درش نباشه. بعلاوه، خیلی از برنامه هایی که برای سیستم های توکار نوشته میشوند، نیازی به گرفتن ورودی از کاربر و دادن خروجی به او ندارند. بعنوان مثال برنامه ای که در خودروها مقدار سوخت موجود در باک را نمایش میدهد، نیازی به دخالت کاربر ندارد. ورودی خود را از برنامه ای دیگر تحت عنوان آرگومان میگیرد و خروجیش را نیز به برنامه دیگری برگشت میدهد.
این نوع از دستورات رو در زبان C به اسم دستورات پیش پردازنده میشناسیم و علامت # معرف این نوع از دستورات هستند. اما چرا پیش پردازنده؟ یادتونه در بحث کامپایلر از چیزی به نام لینکر اسم بردم؟ اینجا لینکر یا ارتباط دهنده کارش مشخص میشه. در واقع این دستورات پیش پردازنده هستند، چون قبل از اینکه چیزی در برنامه پردازش بشه، این فایلها هستند که لینک میشن به برنامه. این کار رو لینکر انجام میده که قسمتی از کامپایلرهای امروزیه. لینکر کاربردهای هم دیگری در حین کامپایل داره. از جمله ترکیب رونوشت کتابخانه‌های لازم با فایلهای آبجکت با فرمت o. بمنظور خلق فایل اجرایی.
تابع ()main
تابع ()main چنانکه از اسمش پیداست در واقع مهمترین و اصلی ترین تابع همه(بجز تعدادی معدود که میتوانید اکنون نادیده بگیرید) برنامه هاست. در زبان C تابع به قطعه کدی گفتی میشود که درون } , { محسور شده و مقادیری رو بعنوان ورودی پذیرفته و خروجی را چنانکه مشخص شده پس میدهند. وجود تابع main در برنامه الزامی است. زیرا C از تابع main شروع به اجرای برنامه میکند.
یکبار دیگه با هم این خط رو مرور کنیم:
|
1 |
int main(void) |
تابع ()main رو که شرح دادیم. پرانتز جلوی ()mian نمایانگر اینه که ()main یک تابع است. دو مورد باقی میمونه. اول int که قبل از main اومده و دوم void داخل پرانتز.
با یک مثال بامزه شروع کنیم. من دوستم رو به اسم محمد صدا میزنم. محمد اینجا یک تابعه. میگم محمد اون برنجها رو وزن کن ببین چقدره. این دستوری که من به محمد دادم آرگومانه. محمد بعد از وزن کردن برنجها بهم میگه که ۵ کیلو بود. این ۵ کیلو مقدار بازگشتیِ تابعیه به نام محمد. پس داده ای رو به محمد دادم و محمد بعد از پردازش به من خروجی داد. حالا بریم سراغ بحث فنی.
ببنید در واقع هر تابعی دو مشخصه داره. مشخصه اول آرگومانها یا پارامترهاییه که میگیره. و مشخصا دوم مقداری که پس از پردازش برمیگردونه. به چه صورت؟ فرض کنید یک تابع دارید که کارش جمع زدن دو عدد و برگردوندن حاصل جمعه. این تابع دوتا آرگومان داخل پرانتز میگیره و یک نتیجه ای رو بعد از پردازش پس میده. اینکه اینجا ما داخل پرانتز کلمه void به معنی خالی یا empty رو نوشتیم اینو میرسونه که ما نمیخوایم به این تابع چیزی بدیم. استاندارهای C90 و ماقبلش کلمه void رو داخل پرانتز قبول نمیکنه و این قانون در استاندارد C99 به بعد وارد C شد. ممکنه کامپایلر شما پرانتز خالی رو بپذیره. اما اگر میخواید که برنامه تون، روی هر سیستمی قابل اجرا باشه و بعدها به مشکل نخورید، شما هم از آخرین استانداردها پیروی کنید و از آرگومان void استفاده کنید.
حالا میرسیم به int که قبل از تابع main اومده. گفتیم که هر تابع مقادیری رو تحت عنوان آرگومان یا پارامتر میپذیره و مقادیری رو بعد از پردازش به برنامه ای که اون تابع رو صدا زده پس میده. همینجا عرض کنم که صدا زدن یا فراخواندن تابع دقیقا مثل مفهومیه که ما آدمها بکار ببریم. وقتی ما بخوایم کسی رو صدا کنیم اسمشو میبریم. مثل مثال محمد. ما اینجا تابع محمد رو صدا زدیم. اما کی صداش کرده؟ هیچ تابعی قبل از محمد وجود نداره. پس کار کی میتونه باشه؟ اگه درست حدث زدید برای خودتون اسپند دود کنید. سیستم عامل تابع ()main رو صدا زده. در واقع برای همینه که مهمترین تابعه. چون ازون خفنهای روزگاریه که سیستم عامل خودش مستقیم صداش میزنه. پس int چی بود؟ کلا int و void انواعی از داده ها هستن که در باره شون مفصل حرف خواهیم زد. int مخفف integer به معنی عدد صحیح یا عدد غیر اعشاری ست. خب اینجا از تابع ()main خواسته شده که یک عدد صحیح رو به سیستم عامل برگردونه. اما کو عدد؟ کو صحیح؟ یه بار دیگه سورس برنامه رو نگاه کنید؟ این int جلوی تابع ()main با اون return 0 موذی کاملا در ارتباطه. صفر یک عدد صحیحه و دستور return به معنی برگشت دادنه. برگشت دادن به کسی که صداش زده. که در اینجا سیستم عامله.
اما چرا صفر؟ قحطیه عدده؟ این یک بیشتر جنبه تاریخی داره تا قانون. در یونیکس، که C هم برای توسعه یونیکس خلق شد چنین در نظر گرفته شد که اگر برنامه ای پس از بسته شدن کد صفر رو به سیستم عامل پس داد، به این معنیه که برنامه به درستی اجرا شده. باور نمیکنید؟ بزارید تست کنیم. در ترمینال سیستم عاملتون دستورهای زیر رو بترتیب وارد کنید:
|
1 2 |
$ ls -a $ echo $? |
دستور اول لیست تمام فایلهای موجود در دایرکتوری فعلی رو بهتون نشون میده. وقتی نشون میده یعنی موفق عمل کرده. دستور دوم مقدار بازگشتی دستور قبلشو چاپ میکنه. اینجا ۰ نشون میده. یعنی دستور قبلی یا همان ls کارشو بدرستی انجام داده. این کد رو بهش میگن exit status code. یعنی چی؟ هر برنامه‌ای که در سیستم عاملهای یونیکسی وقتی بسته میشه یک کد حالت خروج رو میفرسته به سیستم عامل تا سیستم عامل بفهمه چجوری بسته شده. صفر یعنی عالی و بی مشکل بسته شده. اگر برنامه ناموفق اجرا بشه کدی غیر از صفر رو برمیگردونه و هر کد مشخص کننده یک نوع خطاست. بیاید امتحانش کنیم و یه دستور من دراوردی بنویسیم:
|
1 2 3 4 |
$ titan Command 'titan' not found $ echo $? 127 |
عددی غیر صفر(۱۲۷) به شما نشون داده میشه. اینجاست که میتونید بفهمید اون return چرا جلوش صفره. سیستم عامل از برنامه خواسته که یک مقدار صحیح رو بهش برگردونه. اگر برنامه تا آخرین خط به درستی اجرا بشه خب این خط ;return 0 هم اجرا خواهد شد. پس خیلی منطقیه. میگیم اگر تا اخرین دستور (return 0) درست پیش رفتی صفر رو بعنوان exit status code به سیستم عامل برگردون. در حقیقت بازگردوندن صفر باربر است با اعلام اجرای موفقیت آمیز برنامه. پس اگر برنامه به هر شکل نتونه به این خط برسه یعنی نتونسته با موفقیت اجرا بشه و صفر هم دیگه برنمیگرده. چون اصلا به این خط نرسیده متوقف شده. اگر هم این خط رو ننویسید باز هم ممکنه برنامه به درستی اجرا بشه. اما خوبه که طبق قوانین مندرج در آخرین استانداردها پیش بریم و اون خط رو همیشه بنویسیم. بعضی کامپایلرها این شکل از تابع ()main رو هم میپذیرن:
|
1 |
void main() |
اما هیچ استانداردی ازین کاربرد اسم نبرده. پس بهتره برای دوری از انواع مشکلاتی که ممکنه پیش بیاد ازین نوع نوشتن حذر کنید و مطابق استانداردها پیش برید.
آکولاد {}
آکولادها در واقع نشان دهنده بدنه تابع هستند. در قسمت قبل تابعمون رو با شرایط و مشخصاتش اعلان کردیم. اما اون فقط اعلان بود. اینجا باید تابع رو تعریف کنیم و در بدنه تابع بگیم که تابع باید چه کاری انجام بده. در واقع پردازش در داخل بدنه تابع انجام میشه. هر آکولاد باز، یک آکولاد بسته متناظر با خودش رو میخواد که نشون دهنده آغاز و پایان تابعه. آکولاد بسته ما در خط آخر وجود داره. گاهی به بدنه تابع بلوک هم گفته میشه. پس اگر جایی در کتابهای برنامه نویسی به عبارت بلوک تابع برخورد کردید بدونید همون بدنه تابعه. دقت داشته باشید که در C بدنه تابع فقط با آکولاد نشون داده میشه و لاغیر. البته برای بعضی کشورها و کیبردها که دکمه آکولاد ندارن موسسه استاندارد C کاراکترهایی رو تعریف کرده که بعدا بهشون میپردازیم. اما اون کاراکترها هم در کامپایلر C متناظر با آکولاد در نظر گرفته شدن. پس فراموش نکنید که آکولاد نمایانگر بدنه تابع است.
اعلان متغیر
متغیر اصلا چی هست؟ اعلان متغیر چیه؟
در سیستم های کامپیوتری دو نوع کلی حافظه وجود داره. حافظه فرار یا volatile و حافظه غیرفرار یا non-volatile. همونطور که از اسمشون پیداست در حافظه های فرار اطلاعات موندگار نیستند. در این نوع از حافظه ها، اطلاعات پس از قطع برق، از حافظه پاک میشوند. انواع مختلفی از حافظه های فرار وجود دارند که به ترتیب زیر هستند. در نظر داشته باشید قیمت و سرعت رابطه بسیار مستقیمی با هم دارند و هرچقدر سریعتر باشند گرانتر هستند و گنجایش کمتری دارند:
۱- ثبات یا رجیستر
۲- کش
۳- رم یا حافظه اصلی
حافظه های غیر فرار مانند ssd ها و هاردیسک و دیسک نوری برای ذخیره دائمی اطلاعات مورد استفاده قرار میگیرند.
متغیرها همونطور که از اسمشون مشخصه متغیرن و مقدارشون در طی اجرای برنامه میتونه تغییر کنه. ما برای متغیرها اسم تعیین میکنیم. مانند num در برنامه ای که نوشتیم. در واقع متغیر اسمیه که برای قسمتی از حافظه تعیین میکنیم که مقدار مورد نظر ما در اون مستقر میشه. متغیرها انواع گوناگونی دارند. مثل int که گفتیم نشان دهنده عدد صحیحه. اما چرا نوع؟ یه توضیحی بدم بعد بریم سراغ دلیل تعیین نوع.
گفتیم پردازنده سرعت بسیار زیادی داره. مثلا یک پردازنده با سرعت ۴ گیگاهرتز میتونه ۴ میلیارد عملیات را در یک ثانیه انجام دهد. این واقعا عدد بزرگیه. اگر پردازنده بخواد با چنین سرعتی اطلاعات و دستور العملها رو از هارد دیسک و امثال اون بخونه کارها بسیار کند میشه چون سرعتی بسیار بسیار کمتر دارند و وقت عظیمی از پردازنده هدر میره. برای رفع این مشکل اومدن حافظه های سریعتر با حجم کمتری ساختن که در اون فقط اطلاعاتی قرار بگیره که نیاز به پردازش دارند. انواع گوناگونی از حافظه معرفی شد. یکیشون همین رم بود. قطعا سرعت رم نیز در برابر سرعت پردازنده کند است اما نسبت به هر نوع حافظه غیر فراری بسیار بیستر است. برای رسیدن به بهینه ترین حالت پردازنده، حافظه های دیگری مثل کش و ثبات معرفی شدند. در واقع داده هایی که در رم منتظر پردازش هستند بصورت نوبتی در آرایه هایی به کش و ازونجا به ثباتها برای پردازش فرستاده میشن و بعد از پردازش به رم بر میگردن. در حینی که پردازنده مشغول محاسبات است این نقل و انتقالات پیوسته انجام میشود و پردازنده بسیار کمتر بیکار و منتظر میماند. در یک سیستم کامپیوتری منابع سخت افزاری از اهمیت زیادی برخوردار هستند و چون محدود نیز هست هر پروسه و برنامه ای نباید به میل خود به هر مقدار و خودسرانه به منابع دست پیدا کنه. اینجاست که سیستم عامل وارد میدان میشه. در واقع سیستم عامل برنامه‌ایه که در لایه پایین سیستم(روی سخت افزار لخت) میشینه و میشه مسئول تخصیص منابع سخت افزاری. هر برنامه ای که احتیاج به رم یا پردازنده یا ورودی/خروجی داشته باشه باید با سیستم عامل حرف بزنه. و این سیستم عامله که مسئول تخصیص منابع به برنامه ها میشه. وقتی برنامه ما هم اجرا میشه به کرنل یا هسته سیستم عامل میگه که من احتیاج به منابع سخت افزاری دارم. حالا این برنامه ما باید به کرنل بگه که چه مقدار رم و به چه شکلی میخواد.کرنل هم پس از بررسی های دقیق و کامل بهش اوکی میده و برنامه رو برای اجرا وارد رم میکنه. این مقدار و شکل رو نوع متغیر تعیین میکنه. چرا اصلا باید اینجوری باشه؟ گفتیم که زبان C زبان بسیار بهینه شده ایه. تصور کنید C به هر نوع داده ای ۶۴ بیت جا میداد. اونوقت یک عدد ساده مثل یک ۶۴ بیت از حافظه رو میگرفت، در صورتی که با یک بیت نیز میتوان عدد ۱ رو در رم نگه داشت. اینجاست که انواع مختلف داده ها پا به عرصه وجود میزارن. درباره انواع مختلف متغیرها و ویژگی ها و مکانیسم های هر متغیر در ادامه تاپیک به طور کامل صحبت خواهیم کرد. در اینجا فقط در همین حد باید بدونید که با نوشتن کلمه کلیدی int، به برنامه میگیم که متغیر ما از نوع عدد صحیح است(چون مقدار رمی که برای عدد صحیح در نظر گفته میشود با انواع داده های دیگر مثل عدد اعشاری فرق دارد) پس به اندازه یک عدد صحیح(فارغ از مقداری که ما میدهیم) برای آن در رم جا در نظر بگیر.
حالا =
مساوی رو در ریاضی خوندیم و همه مون آشنایی داریم باهاش. اما در برنامه نویسی تفاوت داره معناش با ریاضی. در ریاضی عبارت رو اینگونه مخونیم که ۵ بعلاوه ۱ مساویست با ۶. اما در برنامه نویسی اینگونه نیست. در برنامه نویسی یک مقدار عددی هیچگاه نمیتواند در سمت چپ مساوی قرار بگیرد. دلیلشو الان خدمتتون عرض میکنم. دلیلش اینه که این علامت = در برنامه نویسی اصلا مساوی خونده نمیشه بلکه انتساب خونده میشه. به چه صورت؟
برگردیم به برنامه خودمون num = 1. در ریاضی بدین گونه خونده میشه num مساویست با ۱. اما در برنامه نویسی به این صورت خوانده میشه: عدد ۱ رو در متغیر num قرار بده. عدد ۱ رو به num نسبت بده. در C برنامه از بالا به پایین و از چپ به راست خونده میشه توسط کامپایلر. یکی از معدود مواردی که کامپایلر از راست به چپ میخونه همین علامت انتصابه، پس حالا میفهمیم چرا عدد نمیتونه در سمت چپ انتساب قرار بگیره. چون نمیتونیم بگیم متغیر num رو در ۱ قرار بده. چون ۱ یه عدده و ثابته و هیچ عددی جایی برای ذخیره چیزی نداره بلکه این متغیرها هستند که جا برای ذخیره سازی دارند.
پس دوباره و بطور خلاصه مرور میکنیم:
|
1 |
int num = 1; |
کلمه کلیدی int نوع داده رو مشخص میکنه برای اینکه کرنل بفهمه چه مقدار فضا از رم بهش بده.
متغیر ما num است که گفتیم نامی است که برای اون قسمت از حافظه که مد نظر ماست و براش تعیین کردیم برای راحتی خودمان.
اگر دقت کنید در طرفین مساوی فاصله قرار دادیم. این قانون نیست و لازم هم نیست. اما به شکیل و خوانا شدن کدهامون بسیار کمک میکنه. در حقیقت C تمام فاصله های خارج از رشته های کاراکتری(در آینده خواهیم خواهند) رو نادیده میگیره. پس چه بهتر که کدهامونو قشنگتر بنویسیم.
نامگذاری متغیر
در نامگذاری متغیرها باید به چند نکته دقت کرد.
اول اینکه اینکه نام متغیر گویای چیزی باشه که هست. مثلا فرض کنید دوتا متغیر به اسم قد و وزن داریم. سعی کنیم از خودِ کلمات قد و وزن استفاده کنیم.
|
1 2 |
int height; int weight; |
همین رو میتونستیم با x و y هم تعریف کنیم. اما برای خواننده برنامه بسیار بی معنیه. حتی بعد از گذشتن مدتی، شاید خودمونم نفهمیم این x و y چکارن. پس توصیه میشه از نامهای با معنی استفاده کنید.
در صورتی که به هر دلیل نتونستید از نام بامعنی برای متغیرهاتون استفاده کنید، حتما کامنت یا توضیحات براشون بگذارید:
|
1 |
float r; // Circle Radius |
اینجا ما از نام با معنی برای متغیرمون استفاده نکردیم. اما در توضیحات نوشته ایم که این متغیر شعاع دایره میباشد.
مورد دوم شیوه نامگذاری متغیرهاست. C قواعدی رو برای نامگذاری متغیرها گذاشته که برای نوشتن برنامه های درست و پرتابل باید ازین قوانین و استانداردها پیروی کنیم.
نام متغیر میتواند شامل حروف کوچک، حروف بزرگ، اعداد و علامت زیرخط(_) باشد.اما نام متغیر نمیتواند با عدد شروع شود.
از آنجا که اسم بعضی از کتابخانه های C با زیرخط شروع میشوند، مانند G_config.h_ توصیه میشود که از شروع نام متغیر با _ حذر کنید.
تابع ()printf
از کلمه print متوجه میشویم که وظیفه این تابع چاپ اطلاعاتی در خروجی است. این اطلاعات، همان مقادیری است که در داخل پرانتز آمده است. حرف f مخفف formatted یا قالب بندی شده است. زیرا تابع ()printf خروجی را پیراسته و قالب دهی میکند. عملکرد و نحوه کار این تابع در فایل stdio.h مشخص شده است. علامتهای دابل کوتیشن ” در ابتدای و انتهای رشته های کاراکتری الزامی است. در مورد رشته های کاراکتری در آینده بحث خواهیم کرد. هرآنچه که بین پرانتزها قرار میگیرد، آرگومان خوانده میشود. این آرگومانها را تابع ()main به تابع ()printf ارسال کرده است(پاس داده است). بیاید یه لحظه عمیقتر به سیستم برنامه نگاه کنیم. برنامه ما با تابع ()main شروع شده. تمام دستورات از بالا به پایین اجرا میشوند و هنوز کنترل در اختیار ()main است. در لحظه ای که به تابع ()printf میرسیم کنترل برنامه از دست ()main خارج شده و کنترل به ()printf میرسد. این تابع بعد از اتمام کار، کنترل برنامه رو به ()main میده مجدد. یه لحظه به بحث قبلمون برگردیم. یادتون هست گفتیم تابع ()main صحت اجرای هر تابع رو چک میکنه و خودِ سیستم عامل هم مستقیم صحت اجرای تابع ()main رو کنترل میکنه؟ خب خب. الان تابع ()main باید چجوری بفهمه که تابع ()printf درست کار کرده؟ اینو موکول میکنیم به بحث ساختارهای تصمیم. فقط خواستم در نظر داشته باشید که تابع ()printf یک مقدار عددی رو به تابعی که صداش زده برمیگردونه.
مورد بعدی در این برنامه ما که در تابع ()printf دیده میشه بک اسلش یا backslash است. همینجا یه توضیحی بدم:
|
1 2 |
/ slash or forward slash \ backslash |
بک اسلش در C و بسیاری از زبانها معرف و نشانگرِ توالیهای فراره. توالی چیه؟ فرار از دست کی؟
توالی یعنی پشت سرم هم و ممتد. ازین جهت بهش میگن توالی چون مستقیما پشت سر این آقای بک اسلش باید کاراکتر معنادار بیاد. کاراکتر معنا دار کاراکتریه که بطور استاندارد براش یه رفتار و وظیفه توصیف شده باشه.
فرار از دست کی؟ دشمن. فرار از دست f در ()printf. گفتیم که این تابع خروجیش رو قالب دهی میکنه. فکر کنید شما در حال نوشتن اطلاعاتی در تابع ()printf باشید که این اطلاعات برای تابعمون معنای مشخصی دارند. چجوری باید به تابع ()printf بگیم که ما منظورمون چیز دیگه ایه؟ یا مثلا میخواهید که تابع بعد از چاپ اطلاعات موجود در خودش، یک خط فاصله بده و بره خط بعدی؟ چجوری بهش میگید که یه خط رد کن؟ اینتر میزنید؟ اولا Enter کلیدیه که برای شما معنا داره نه برای اون. ثانیا بعد از اجرای برنامه، شما فقط در قسمتهایی که ورودی میخواد، قدرت زدن اینتر رو دارید. اگر برنامه ورودی نپذیره، اینتری در کار نخواهد بود. در حقیقت وقتی ما کلید اینتر رو میزنیم دستوری رو از صفحه کلید به سمت سیستم عامل میفرستیم. که محتوای اون دستور به زبان ساده اینه که یک خط رو رد کن. پس سیستم عامل چنین دستوری رو میفهمه. حالا ما بجای زدن اینتر بطور سخت افزاری و دستی، ازش میخواهیم خودش همچین دستوری رو بدون دخالت کاربر به سیستم عامل بده.
در مثال ما در تابع ()printf توالی فرار n\ وجود داره.
در مثال ما n\ بیانگر ایجاد یک خط جدید است. n را با newline یا خط جدید به خاطر بسپارید. توالی های فرار دیگری نیز وجود دارند که در جای خود شرع خواهیم داد.
نکته ای که حائز اهمیت است بکار بردن این توالی هاست. یکبار دیگر کد منبع برنامه این پست و نتیجه آن را نگاه کنیم:
|
1 2 |
printf("I am a simple "); // use the printf() function printf("program.\n"); |
خروجی:
|
1 |
I am a simple program. |
همانطور که مشاهده کردید، صرفِ نوشتن جمله در دو خط، به معنای جدا کردن خطوط در خروجی نیست. اما خط بعد از دومین تابع ()printf بدلیل داشتن n\ در انتهای آن، خالی رد میشود.
در مورد سِمیکالن یا نقطه ویرگول هم یک توضیح بدم. در C، حضور ; به معنای اتمام دستور میباشد. بگونه ای که حتی اگر اینتر هم نزنیم و تمام دستورات را در یک خط بنویسیم قابل پذیرش است. این دو برنامه هر دو یک کار انجام میدهند:
|
1 2 3 4 5 6 |
#include<stdio.h> int main(void) { printf("Hello world!"); return 0; } |
|
1 2 |
#include<stdio.h> int main(void){printf("Hello world!");return 0;} |
کد نویسی به شیوه دوم باعث ناخوانا شدن برنامه میشود. خوانایی برنامه را قربانی هیچ چیز نکنید.
مشخص‌کننده
گفتیم تابع ()printf تابعیه که خروجیشو قالب دهی میکنه. در باره شیوه و مکانیزم قالب دهی به مرور بیشتر آشنا میشم.
در C ما تعدادی identifier یا مشخص کننده داریم. هر نوع داده ای، مشخص کننده خاص خودش رو داره. برای نوع داده عدد صحیح یا int دو نوع مشخص کننده وجود داره: d% و i%. در استفاده از هرکدوم ازینها مختارید. ولی چیزی که مهمه اینه که بدونید برای مشخص کردن عدد صحیح در C ازین دو نوع مشخص کننده استفاده میشه. خب فرض کنیم ما در تابع ()printf از این مشخص کننده استفاده کردیم. بعد چه خواهد شد.
مثال قبلمون رو دوباره بررسی کنیم:
|
1 |
printf("My favorite number is %d because it is first.\n", num); |
گفتیم که C یک زبان کامپایلیه. یعنی کامپایلر یک بار اون رو ترجمه و به زبان ماشین برمیگردونه و یک فایل اجرایی بهمون میده. پس همه چیز در حین کامپایل باید درست باشه.
یکبار دیگه به اون خط کد نگاه کنید. در میانه متن d% قید شده است. این به کامپایلر میگه که آقا/خانم کامپایلر اینجا قراره یه عدد صحیح چاپ بشه. کامپایلر هم میگه مشکلی نیست ولی کدوم عدد صحیح؟ تابع ()printf به کامپایلر میگه: همون عدد صحیحی که در یک متغیر قرار گرفته و نام متغیر مستقیما بعد از این رشته اومده. کامپایلر میره نگاه میکنه ببینه که چه متغیریه. در توابع علامت ویرگول یا کاما مشخص کننده جدایی آرگومانهاست. کامپایلر میره نگاه میکنه یه ویرگول هست. میفهمه که اینجا آرگومان اول که یک رشته بوده تموم شده و به دنبال آرگومان یا پارامتر دومه. آرگومان دوم یه متغیره به نام num. نگاه میکنه ببینه آیا همچین متغیری در برنامه تعریف شده یا نه. و میبینه که بله چند خط بالاتر این متغیر از نوع عدد صحیح یا int تعریف شده و به خوشی و سلامتی این خط رو قبول میکنه. حالا هر وقت این برنامه اجرا بشه، مقدار موجود در متغیر num در محل d% قرار میگیره و چاپ میشه. هر یک از خطوط برنامه رو اینگونه برای خودتون بشکافید میبینید که واقعا چیز سختی نیست.
سلام
خیلی عالی بود نشستم به دقت خوندم و خیلی مسائل برام روشن شد اگر چند تا منبع معرفی میکردی بد نبود غنی تر میشد ممنون