Prednáška 1

Pozrite si úvod k predmetu a pravidlá.

Organizačné poznámky

• Zajtra budú hlavné cvičenia s prvými bodovanými príkladmi
  • Oboznámenie sa s prostredím, s testovačom, riešenie jednoduchých príkladov k prvej prednáške
  • Budete potrebovať prihlasovacie meno a heslo do AIS2 na prihlásenie na počítač v učebni
  • Aspoň na úvod cvičenia odporúčame prísť aj pokročilým
• Ak si neviete C++ nainštalovať na notebook, prineste ho na doplnkové cvičenia, skúsime pomôcť (hlavne ak máte Windows)

Programátorské prostredie

• Na tomto predmete budeme programovať v jazyku C++, budeme však z neho používať len malú časť
• Budeme používať programátorské prostredie NetBeans, ktoré spríjemňuje a zjednodušuje prácu alebo jednoduchší editor Kate
• Cvičenia a skúšky budú v operačnom systéme Linux

• Môžete používať aj iné programátorské prostredia, ale
  • odovzdané programy (DÚ, skúška) musia správne pracovať v prostredí ako na cvičeniach
  • počas skúšky budete mať k dispozícii len to, čo beží v učebniach v Linuxe
  • viac informácií na stránke o alternatívach k Netbeans

• Netbeans a ďalšie potrebné nástroje si môžete nainštalovať zadarmo aj na vašom počítači
  • Návod k práci v prostredí Netbeans

Prvý program

• Tradične sa v učebniciach programovania ako prvý uvádza program, ktorý iba vypíše na obrazovku text "Hello world!". Tu je v jazyku C++:

#include <iostream>
using namespace std;

int main(void) {
    cout << "Hello world!" << endl;
}

• Samotný text je vypísaný príkazom cout << "Hello world!" << endl;
• Všimnite si, že text Hello world! sme dali do úvodzoviek, čím poukazujeme na to, že to nie sú príkazy programovacieho jazyka, ale text, s ktorým treba niečo robiť.
• Za príkazom sme dali bodkočiarku, ktorá ho ukončuje.
• O vypisovaní si povieme viac neskôr, ale už teraz môžete vypisovať rôzne texty tým, že zmeníte text medzi úvodzovkami.

• Riadok int main(void) { označuje začiatok programu, program ide až po ukončovaciu zloženú zátvorku }
• Jazyk C++ sám o sebe neobsahuje príkazy na vypisovanie (cout <<...). Na to potrebujeme použiť knižnicu: súbor príkazov, ktoré niekto už naprogramoval a my ich len používame. Prvé dva riadky programu nám umožnia používať štandardnú knižnicu iostream, ktorá je súčasťou C++ a ktorá obsahuje príkazy na vypisovanie.

Spúšťanie programu

• Na to, aby sme náš program mohli spustiť na počítači, potrebujeme ho najskôr skompilovať, t.j. preložiť do spustiteľného strojového kódu.
• Ako na to, nájdete v návode k práci v prostredí Netbeans
• V prostredí Netbeans vieme program aj spustiť, môžeme si ho však aj skopírovať a spúšťať na iných počítačoch nezávisle od Netbeans.

Ďalší jednoduchý program

• Podobným spôsobom môžeme vypísať aj iný text. Napríklad dnešný dátum:

#include <iostream>
using namespace std;

int main(void) {
    cout << "Dnes je 24.9.2018!" << endl;
}

• Cvičenie: Vypíšte dátum v rôznych formátoch (skrátený formát, americký formát, ...). Každý na jeden riadok.

Premenné

Príklad z cvičenia by mohol vyzerať napríklad takto:

#include <iostream>
using namespace std;
int main(void) {
    cout << "24.9.2018" << endl;
    cout << "24.9." << endl;
    cout << "9/24/2018" << endl;
}

Ak by sme v ňom chceli zmeniť dátum na prvú prednášku o rok, museli by sme pomeniť vhodné čisla v celom programe. Navyše keď vidíme v programe nejaké číslo, nemusí byť úplne jasné, ako sme k nemu prišli.

Program teraz prepíšeme tak, aby sme deň, mesiac a rok mali zapísané symbolicky a mohli ich meniť na jednom mieste.

#include <iostream>
using namespace std;
int main(void) {
    int den = 24;
    int mesiac = 9;
    int rok = 2018;

    cout << den << "." << mesiac << "." << rok << endl;
    cout << den << "." << mesiac << "." << endl;
    cout << mesiac << "/" << den << "/" << rok << endl;
}

Symbolickým hodnotám den, mesiac, rok sa hovorí premenné.

• Premmená je vyhradené miesto v pamäti počítača, ku ktorému v programe pristupujeme pod určitým názvom.
• Do tejto pamäti si môžeme zapísať hodnotu a neskôr ju použiť.

• Príkaz int x = 100; vytvorí novú premennú a uloží do nej hodnotu 100.
• Každá premenná má určitý typ, ktorý určuje, aké hodnoty do nej môžeme ukladať.
• Tieto premenné majú typ int, čo je skratka zo slova integer, celé číslo.

Ak v programe premenným priradíme iné čísla, môžeme vypísať iný dátum.

Príkaz int x = 100; vieme rozpísať aj na dva príkazy int x; x = 100;. Prvý z nich vytvorí premennú x, ktorá bude mať nejakú ľubovoľnú hodnotu a druhý túto počiatočnú hodnotu zmení na 100.

Zhrnutie

• Programy, ktoré sme doteraz videli, vyzerali takto:
  • Najprv sme zapli používanie niekoľkých knižníc
  • Samotný program začínal int main(void) { a končil zloženou zátvorkou }
  • Program mohol mať niekoľko príkazov ukončených bodkočiarkami, ktoré sa vykonávajú jeden po druhom.

• Logiku za tým, prečo jednotlivé príkazy píšu tak, ako sa píšu, sme zatiaľ ešte nevysvetľovali, mali by ste však byť schopní modifikovať príklady uvedené v prednáške menením čísel, textov v úvodzovkách, pridávaním ďalších príkazov a podobne.

• Upozornenia:
  • Je rozdiel medzi malými a veľkými písmenami
  • Všetky čiarky, bodkočiarky, zátvorky a podobne sú dôležité
  • Na väčšine miest v programe môžeme voľne pridávať medzery a konce riadku, snažíme sa tým program spraviť prehľadný

• Programy, ktoré sme videli doteraz, nie sú veľmi zaujímavé, lebo vždy robia to isté a robia pevný počet krokov, ktoré sme museli ručne všetky vypísať. Ďalej uvidíme
  • načítanie, ktoré nám umožní získať dáta od používateľa
  • podmienky, ktoré nám umožnia vykonávať príkazy podľa okolností
  • cykly, ktoré nám umožnia opakovať tie isté príkazy veľa krát

Textový výpis a načítanie

Vieme už vypísať niečo na obrazovku (výstup - output) a podobne môžeme aj čítať, čo nám používateľ napíše na klávesnici (vstup - input). Takéto zadané hodnoty tiež uložíme do premenných, aby sme s nimi mohli ďalej pracovať.

Sčítanie čísel

Nasledujúci program od užívateľa vypýta dve čísla a vypíše ich súčet.

#include <iostream>
using namespace std;

int main(void) {
    int x, y;

    cout << "Please enter the first number: ";
    cin >> x;
    cout << "Please enter the second number: ";
    cin >> y;

    int result = x + y;
    cout << x << "+" << y << "=" << result << endl;
}

Tu je príklad behu programu, keď užívateľ zadal čísla 10 a 3:

Please enter the first number: 10
Please enter the second number: 3
10+3=13

• Tento program používa na vstup a výstup príkazy z knižnice iostream a teda do hlavičky programu dáme #include <iostream> a using namespace std;
• Program najskôr vytvorí dve premenné x a y typu int (a nepriradzuje im zatiaľ žiadne hodnoty)
• Potom príkazom cout vypíše text "Please enter the first number: " aby užívateľ vedel, čo má robiť.
• Potom pomocou príkazu cin načíta číslo od používateľa do premennej x
• To isté opakuje pre premennú y
• Potom vytvorí novú premennú result a uloží do nej súčet x a y.
• Nakoniec vypíše výsledok aj s výrazom, ktorý sme počítali, pomocou príkazu cout.

Viac o príkaze cout

• Pomocou cout vypisujeme na konzolu, t.j. textovú obrazovku
• To, čo chceme vypísať pošleme na cout pomocou šípky <<
• cout << endl; vypíše koniec riadku
• Môžeme naraz vypísať aj viac vecí oddelených šípkami <<
  • Napr. cout << x << "+" << y << "=" << result << endl; vypíše najskôr obsah premennej x (napr. hodnotu 10), potom znamienko plus (ktoré máme v úvodzovkách), potom obsah premennej y, potom znamienko rovnosti, potom obsah premennej result a nakoniec koniec riadku.

Viac o príkaze cin

• Pomocu cin načítavame z konzoly údaje od užívateľa
• Tieto údaje pošleme do premenných pomocou šípky >>
• Opäť môžeme načítať aj viac vecí naraz, napr. nasledovný úryvok si vypýta obe čísla naraz a uloží ich do premenných x a y

cout << "Please enter two numbers separated by space: ";
cin >> x >> y;

• Pozor, cin nekontroluje, že užívateľ zadáva rozumné hodnoty. Čo sa stane, ak namiesto čísla zadá nejaké písmená a podobne?

Podmienka (if)

Niekedy chceme vykonať určité príkazy len ak sú splnené nejaké podmienky. To nám umožňuje príkaz if.

• Nasledujúci program si vypýta od užívateľa číslo a vypíše, či je toto číslo záporné (negative) alebo nezáporné (non-negative).

#include <iostream>
using namespace std;

int main(void) {
    int x;
    cout << "Please enter some number: ";
    cin >> x;

    if (x < 0) {
        cout << "Number " << x << " is negative." << endl;
    } else {
        cout << "Number " << x << " is non-negative." << endl;
    }
}

• Tu je príklad dvoch behov programu:

Please enter some number: 10
Number 10 is non-negative.

Please enter some number: -3
Number -3 is odd.

• Ako vidíme, za príkazom if je zátvorka s podmienkou. V našom príklade podmienka je x < 0.
• Ak je podmienka v zátvorke splnená (t.j. ak x je menšie ako nula), vykonáme príkazy v zloženej zátvorke za príkazom if.
• Ak podmienka nie je splnená (t.j. ak je x väčšie alebo rovné nule), vykonáme príkazy v zloženej zátvorke za slovom else
• Časť else {...} je možné vynechať, ak nechceme vykonávať žiadne príkazy.
• Ak za if alebo else nasleduje iba jeden príkaz, zátvorky { a } môžeme vynechať. To však ľahko vedie k chybám, preto je lepšie ich vždy použiť.

Cvičenie:

• Pomocou podmienky vypíšte absolútnu hodnotu načítaného čísla.
• Namiesto vypísania uložte túto hodnotu do premennej y, ktorá by sa dala ďalej v programe použiť.

Vnorené podmienky

Príkazy if môžeme navzájom vnárať. Príklad: načítaj číslo a zisti, či je kladné, záporné alebo nula.

• Test na rovnosť sa robí operátorom ==

#include <iostream>
using namespace std;

int main(void) {
    int x;
    cout << "Please enter some number: ";
    cin >> x;

    if (x == 0) {
        cout << "Zero" << endl;
    } else {
        if (x > 0) {
            cout << "Positive" << endl;
        } else {
            cout << "Negative" << endl;
        }
    }

}

Upozornenie

Častá chyba, ktorá sa vyskytuje pri podmienke, je použitie priradenia namiesto porovnania. Nasledovný príkaz do premennej x priradí nulu:

if (x=0) cout << "Zero" << endl;

Ďalšia bežná chyba je zabudnutie zložených zátvoriek

if (x==0) cout << "Zero"; cout << endl;

Tento program vykoná cout << endl vždy, nezávisle od podmienky. V prípade, že chceme vykonať v podmienke viacero príkazov, nesmieme zabudnúť ich uzátvorkovať:

if (x==0) { cout << "Zero"; cout << endl; }