Linguagem C. Brian W. Kernighan, Dennis Ritchie (K&R) Slides adaptados, inspirados, muitos copiados dos slides do professor Pedro Pereira

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1 Linguagem C Brian W. Kernighan, Dennis Ritchie (K&R) Slides adaptados, inspirados, muitos copiados dos slides do professor Pedro Pereira Centro de Cálculo Instituto Superior de Engenharia de Lisboa João Pedro Patriarca (jpatri@cc.isel.ipl.pt)

2 C versus Java C Java Dennis Ritchie: 196?-197? Programação de sistemas Desenhado para estar perto do hardware Acesso directo à memória (eficiência tempo/espaço) Permite portabilidade entre várias plataformas de hardware Portabilidade ao nível do código fonte Linguagem procedimental James Gosling: 199? Sintaxe semelhante a C Suporte de OOP com mais mecanismos automáticos mas menos liberdade nos paradigmas suportados 2

3 Perigos e (des)vantagens face a Java Gestão de memória feita explicitamente Java tem gestão automática com garbage collection Iniciação explícita Java inicia os campos e detecta utilização sem iniciação Detecção de erros explícita Java gera excepção (referência a null, indexação fora dos limites, ) Mais linhas de código para a mesma funcionalidade Fácil cometer erros não detectados pelo compilador Não existe portabilidade de código já compilado As bibliotecas não são portáveis Não existe uma interface gráfica standard e portável 3

4 Exemplo em C #include <stdio.h> int main() { int nextchar; /* char readed */ int count = 0; /* words counter */ int inword = 0; /* current state */ while (( nextchar = getchar() )!= EOF) { if (nextchar == '\n' nextchar == ' ') inword = 0; else if (! inword) { inword = 1; ++count; printf("words=%d\n",count); return 0; words.c 4

5 Expressões, Instruções e Blocos Uma expressão produz um valor 1<<5 8%3 (a+1)*2 ++a*2 a=3 a== Se a tinha depois fica com: Instrução: expressão terminada por ; a=3; a=(a+1)*2; Bloco: sequência de instruções entre chavetas Corpo de funções Instruções do if, while, for, { x++; a=x*4; { x++; a=x*4; return 0; #include <stdio.h> int main() { int nextchar; /* char readed */ int count = 0; /* words counter */ int inword = 0; /* current state */ while (( nextchar = getchar() )!= EOF) { if (nextchar == '\n' nextchar == ' ') inword = 0; else if (! inword) { inword = 1; ++count; printf("words=%d\n",count); 5

6 Instruções de controlo e valores lógicos As instruções de controlo de fluxo do programa têm sintaxe e semântica equivalentes à linguagem Java Na linguagem C não existe o tipo boolean Uma expressão de controlo é verdadeira se o resultado for diferente de 0 int x = 10; while (x) { putchar(. ); --x; bib: K&R, cap. 3 O resultado da avaliação das operações relacionais é 1 ou 0 b = x==x; 1 b = 10<5; 0 6

7 Identificadores, Tipos e Constantes Identificadores As mesmas regras de Java: Tipos básicos (char, int, float, double) Modificadores de dimensão (short, long) aplicáveis a int Modificadores de sinal (signed, unsigned) aplicáveis a int e char Constantes int: x23 23L 23U double ou float: F F 12.3e e10F char: K \n \t \ \\ \0 \113 \x48 string: abc aspas=\ linha\n Sequências de escape: \a alerta (bell) \t Tabulador \b Backspace \\ Carácter backslash #include <stdio.h> int main() { int nextchar; /* char readed */ int count = 0; /* words counter */ int inword = 0; /* current state */ while (( nextchar = getchar() )!= EOF) { if (nextchar == '\n' nextchar == ' ') inword = 0; else if (! inword) { inword = 1; ++count; printf("words=%d\n",count); return 0; 7

8 Variáveis/Declarações Nome Tipo char c; int i = 10; Zona de memória associada a um nome Significado e dimensão dos valores armazenados Âmbito (scope) Onde é vista a variável Bloco de função, Argumento de função, Global, outros blocos Tempo de vida Desde a reserva de memória à libertação Automático (sujeito ao bloco) Estático (sujeito ao programa) Qualificador const const double PI= ; return 0; #include <stdio.h> int main() { int nextchar; /* char readed */ int count = 0; /* words counter */ int inword = 0; /* current state */ while (( nextchar = getchar() )!= EOF) { if (nextchar == '\n' nextchar == ' ') inword = 0; else if (! inword) { inword = 1; ++count; printf("words=%d\n",count); 8

9 Tipo char Tipo Utilização Dimensão Valores signed char Valores muito pequenos 8 bits unsigned char Código de um carácter (1 byte) char??? int main(void) { signed char sc= 0; unsigned char uc= 0; char c = 0; primitivetypes.c char ca='a', ca; for(ca=ca-'a'+'a' ; ca<='z' ; ++ca, ++ca) printf("%c-%d %c-%d\n",ca,ca,ca,ca); --sc; --uc; --c; printf("%d, %d, %c, %d\n",sc,uc,c,c); A-65 a-97 B-66 b-98 C-67 c-99 D-68 d X-88 x-120 Y-89 y-121 Z-90 z-122-1, 255,, -1 return 0; 9

10 Tipo int Tipo Utilização Dimensão típica (32 bits) Valores signed int ou int Valores 32 bits unsigned int inteiros (4 bytes) (2 32 = ) long int ou long Valores 32 ou 64 bits unsigned long grandes (4 ou 8 bytes) short int ou short Valores 16 bits unsigned short pequenos (2 bytes) (2 16 =65.536) Standard só garante: sizeof(char) sizeof(short) sizeof(int) sizeof(long) unsigned int ui=~0u; primitivetypes.c unsigned long ul=~0u; unsigned short us=~0u; printf( max unsigned\n\tint=%u\n \tlong=%u\n\tshort=%u\n signed int=~0=%d,ui,ul,us,ui); max unsigned int= long= short=65535 signed int=~0=-1 10

11 Tipo float e double Tipo Utilização Dimensão Expoente (norma IEEE 754) (bits) Mantissa (bits) Valores float Valores reais pequenos 32 bits (4 bytes) 8 23 ± ± double Valores reais grandes 64 bits (8 bytes) ± ± v = ±m 2 e m = 1.M, e = E-127 M é a mantissa, valendo cada bit: E é o expoente, valendo cada bit: M=2-2 =0.25 m=1.25 E= =124 e=-3 v= = Existem representações especiais para: zero, infinito e indeterminado 11

12 Conversão de tipos Conversão implícita Verificada em tempo de compilação Promoção char int float double short int int long int Em expressões quando os operandos são de tipos diferentes Conversão para o tipo mais abrangente int small = 10L; long large = small;??? any; any = large + small; Conversão explícita (cast) Para realizar despromoções small = (int) large; Podem gerar código short int val = -1; small = (int) val; 12

13 Operadores Aritméticos: Quatro operadores entre inteiros e reais: +, -, * e / Resto de divisão inteira: % Operadores unários: + e Incremento e decremento (prefixo e sufixo): ++ e Relacionais: >, >=, <, <=, == e!= Lógicos: &&, e o unário! Bit a bit: &,, ^, <<, >> e o unário ~ Afectação: = Compostos: +=, -=, *=, /=, %=, &=, =, ^=, <<= e >>= Precedência e Associatividade () [] ->.! ~ * & (type) sizeof * / % + - << >> < <= > >= ==!= & ^ &&?: = += -=, 13

14 Função printf() #include <stdio.h> pc.c void printchar(int c) { printf( Char %c code=%d hex=0x%x\n,c,c,c); int main(void) { printchar( A ); printchar( H ); return 0; Char A code=65 hex=0x41 Char H code=72 hex=0x48 %c Carácter cujo código é o valor \% sequência de escape %d Valor inteiro em decimal %x %X Valor inteiro em hexadecimal %o Valor inteiro em octal %u Valor inteiro sem sinal %f Valor real bib: K&R, cap. 7 {.2 14

15 Compilar, Ligar e executar (Linux/GNU) $ gcc Wall g c words.c Compila o ficheiro fonte words.c e gera o ficheiro words.o com o código compilado Neste passo são detectados os erros de compilação pre-processador; sintaxe; semânticos $ gcc words.o o words Liga words.o com a biblioteca standard e gera o ficheiro executável words Neste passo são detectados erros de ligação Símbolo não encontrado $./words < abc.txt Executa o programa dando como entrada (input) o conteúdo do ficheiro abc.txt Neste passo são detectados os erros de execução O programa não cumpre o objectivo Debug $ insight words 15