Kilka zasad programowania

Zasada 1.

Należy stosować zrozumiałe nazwy zmiennych,skróty. W nazewnictwie należy przestrzegać norm danego języka. Mimo,że stosowanie wieloliterowych,opisowych nazw jest czasochłonne,to jest bardzo dobrym nawykiem.

Zasada 2.

Warto rezerwować pewne nazwy na zmienne używane wielokrotnie,np. sterujące pętlami -i,j.

Zasada 3.

Dobrze jest sporządzić listy używanych zmiennych. Niektóre języki programowania obligują do sporządzenia takich list.
Zasada 4.
Należy dzielić program na podprogramy realizujące mniejsze fragmenty zadania, zwłaszcza w złożonych problemach. Często wykorzystywane, uniwersalne procedury i funkcje można łączyć w niezalezni od głównie programu moduły.
Zasada 5.
Trzeba dbać o przejrzystość tekstu programu i zachować czytelność jego struktury. Warto też dodawać komentarze na początku procedur i funkcji oraz przy niektórych instrukcjach.
Zasada 6.
Należy pisać programy odporne na błędy użytkowników. Program powinien instruować swojego użytkownika o działaniach, jakie musi on podejmować, oraz wyświetlać komunikaty dotyczące oczekiwanego rodzaju danych i nałożonych na nie ograniczeń. Trzeba też zabezpieczać program przed błędem typu zmiennych. Jeśli program wymaga danych numerycznych, a użytkownik przypadkowo naciśnie klawisz z literą B, program nie powinien przerywać działania ani się zwieszać, tylko wyświetlić odpowiedni komunikat.

Dobry styl programowania to taki,w którym potrafimy zapisać algorytm w sposób zrozumiały dla komputera i człowieka.  Dobry styl programowania przynosi wymierne korzyści: skrócenie czasu projektowania,pisania i uruchomiania programu oraz łatwość wprowadzania poprawek. Choć pożytek ze stosowania tych zasad docenia się, kiedy tworzy się duże programy, celowe jest stosowanie ich przy rozwiązywaniu nawet prostych zadań.

Funkcje zwracające w języku programowania C++

1.Zasięg zmiennej określa zakres widoczności nazwy zmiennej w obrębie pliku.

Zasięg zmiennej to w programowaniu fragment programu (np. obszar lub blok kodu) z którym skojarzone są wartości lub wyrażenia (np. zmienne). Różne języki programowania posiadają różne rodzaje zasięgów widoczności.

Zasięgu najczęściej używa się do:

• kontrolowania cyklu życia zmiennych
• kontrolowania widoczności i dostępności zmiennych i stałych w obrębie programu
• implementacji hermetyzacji

Zasięgi mogą zawierać:

• deklaracje lub definicje identyfikatorów (np. zmiennych)
• instrukcje lub wyrażenia definiujące wykonywalny algorytm lub jego część
• inne, zagnieżdżone zasięgi

2.Ze względu na zasięg zmiennej rozróżniamy zmienne globalne i lokalne:

Zmienna globalna – zmienna istniejąca przez cały czas życia programu i widziana z wielu miejsc w programie.

Nadużywanie zmiennych globalnych może prowadzić do poważnych problemów, takich jak:

• w przypadku programów wielowątkowych, zmienna taka może być modyfikowana przez dowolny wątek, co prowadzić może do nieokreśloności przy braku synchronizacji wątków.
• jeśli funkcja używa zmiennej globalnej jako zmiennej pomocniczej, niemożliwe może być jej rekursywne wywołanie
• zmienne globalne zaśmiecają przestrzeń nazw, w niektórych architekturach może to doprowadzić do przepełnienia stosu
• na działanie danej części kodu może mieć wpływ kod zupełnie niezwiązany, o ile oba używają tej samej zmiennej globalnej i jeden z nich ją modyfikuje.
• zmienne globalne mogą kolidować ze zmiennymi lokalnymi (te drugie przesłaniają zmienne globalne o ile posiadają identyczne nazwy).

Zmienna lokalna – zmienna zdefiniowana i dostępna wyłącznie w określonym bloku programu, tworzona w momencie wejścia do tego bloku oraz usuwana z pamięci w momencie wyjścia z danego bloku. Tym samym zasięg zmiennej lokalnej oraz czas jej życia pokrywają się i obejmują blok, w którym zmienna lokalna jest zdefiniowana. Zmienna lokalna ma więc określony, ograniczony zakres istnienia i dostępności. To w jakich blokach programowych można tworzyć zmienne lokalne definiuje składnia konkretnego języka programowania. Typowymi blokami, w których można w różnych językach programowania tworzyć zmienne lokalne, są moduły, podprogramy oraz w pewnych językach programowania także instrukcje blokowe (lub inne instrukcje strukturalne, np. pętla for w języku C++ i inne).

3.Zmienne globalne w języku C++ deklarujemy poza funkcjami. 

Zmienne te są widoczne od miejsca deklaracji do końca pliku, również w funkcjach. 

Niezależnie od zmiennych globalnych można wewnątrz funkcji C++ zdeklarować zmiennie lokalne. 
Zmienne te będą widoczne w C++ w części programu  od miejsca deklaracji do końca funkcji. W języku C++ zmienne lokalne mogą być również widoczne tylko w obrębie jednego bloku instrukcji {}.

 Próba użycia zmiennej lokalnej w programie głównym spowoduje pojawienie się podczas kompilacji błędu niezdeklarowanej zmiennej. 

Zmiennym globalnym pamięć przydzielana jest na cały czas wykonywania programu, natomiast zmiennym lokalnym - tylko na czas działania procedury lub funkcji. 

4. Stosowanie zmiennej lokalnej.

void Usmiechy()
{
    int k;
    cin >>k;
    if (k>0) for  (i=0; i<20; i++) cout << ":-)";
    else for (i=0; i<20; i++) cout << ":-(";
}

Zmienne globalne mogą zostać przesłonięte. Zdeklarowanie w procedurze lub funkcj zmiennej lokalnej o takiej samej nazwie jak zmienna globalna spowoduje przesłonięcie zmiennej globalnej, co oznacza, że używana będzie zmienna lokalna a nie globalna.

5. Przesyłanie zmiennej globalnej.

#include <iostream>
using namespace std;
int i;
void Usmiechy()
{
    int i;
    for (i=0; i<20; i++) cout << ":-)";
}
int main ()
{
    i=10;
    Usmiechy();
    cout<<i;
    return 0;
}

------------------------------------------------------------------

int main ()
{
    for (i=0; i<20; i++) cout << ":-)";
    cout << endl;
    return 0;
}

Stosowanie procedur i funkcji w języku programowania

1. Programowanie zstępujące i wstępujące.

Programowanie zstępujące (projektowanie zstępujące, ang. top-down design) – rozwiązanie programistyczne polegające na zdefiniowaniu problemu ogólnego poprzez podzielenie na podproblemy, które są dzielone na jeszcze mniejsze podproblemy aż do rozwiązań oczywistych, łatwych do zapisania. Następnie złożenie z rozwiązań podproblemów niższego rzędu rozwiązań problemów wyższego rzędu aż do całkowitego rozwiązania problemu.

Programowanie wstępujące - oznacza rozpoczęcie pracy z interfejsem, zaimportowanie go do modułu, a następnie, jeśli to konieczne, zmodyfikowanie go w edytorze interfejsów.
Poniższa ilustracja przedstawia to programowanie:



2.Zalety stosowania podprogramów - procedur i funkcji

Stosowanie procedur i funkcji umożliwia:

- dzielenie zadania na mniejsze części - każda może być realizowana w oddzielnej procedurze lub funkcji. 
-wprowadzenie porządku do programu- zwiększenie jego czytelności i przejrzystości.
-łatwiejsze wyszukiwanie błędów i dokonywanie poprawek - w procedurze  lub w funkcji można zlokalizować błędy szybciej niż na długiej liście instrukcji programu głównego.
-programowanie zespołowe - po uzgodnieniu postaci procedur lub funkcji każdy z członków zespołu może zająć się pracą się nad "swoimi" procedurami lub funkcjami.
Zaletami programowania strukturalnego są szczególnie widoczne przy pisaniu dużych programów,rozwiązujących złożone problemy.

3. Modele programowania:

- liniowe:

 

- strukturalne - paradygmat programowania opierający się na podziale kodu źródłowego programu na procedury i hierarchicznie ułożone bloki z wykorzystaniem struktur kontrolnych w postaci instrukcji wyboru i pętli.

- modularne:

-zdarzeniowe:
















-obiektowe:

Algorytm z pętlą zagnieżdżoną

1. Specyfikacja

Zadanie: napisz liste kroków algorytmu,który umożliwi wyprowadzenie na ekran monitora prostokąta o bokach n,m, narysowanego za pomocą znaku *
(m-liczba znaków * w poziomie, n- liczba znaków* w pionie).
Wnętrze prostokąta powinno być wypełnione znakami *.
Dane: liczby naturalne dodatnie,określające ilość znaków * w prostokącie o bokach m,n.
Wynik: prostokąt o wymiarach m x n,zbudowany ze znaków*.

Lista kroków:
1.Zacznij algorytm.
2.Zmiennej i przypisz wartość jeden: i:=1.
3.Jeśli i jest większe od n, przejdź do kroku 4;
w przeciwnym wypadku
3.1. Zmiennej j przypisz wartość jeden: j:=1;
3.2. Jesli j jest większe od m,

przejdz do nowego wiersza;

zwiększ licznik i o jeden (i:= i+1)

wróć do kroku 3;

w przeciwnym wypadku 

wprowadź ('*');

zwiększ licznik j o jeden(j := j+1)

wróć do kroku 3.2;

4. Zakończ algorytm. 

2. Schemat blokowy

Schemat blokowy algorytmu z pętlą zagnieżdżoną

3. Listing programu

#include <iostream> using namespace std; int main () { int i,j,m,n; cout << "Podaj wartosc m: "; cin >> m; cout << "Podaj wartosc n: "; cin >> n;

for (i=0; i<n; i++) { for(j=0; j<m; j++) cout << "*"; cout << endl; } return 0; }

Algorytm iteracyjny iloczynu n liczb

Iteracja - polega na wielokrotnym powtarzaniu tej samej operacji (ciągu operacji).
Iterację implementujemy, stosując tzw. PĘTLĘ.

Specyfikacja zadania lub problemu - opis zadania, w którym wymienia się dane wejściowe oraz wyniki, związek między danymi a wynikami.

1. Specyfikacja


Zadanie: Oblicz iloczyn n liczb całkowitych.
Dane: n dowolnych liczb całkowitych, kolejno zapamiętywanych w zmiennej a.
Wynik: wartość iloczynu zatytułuj: iloczyn.
Lista kroków:
1.Rozpocznij algorytm.
2.Zmiennej iloczyn oraz zmiennej i przypisz wartość jeden: iloczyn:=1; i:=1.
3.Wprowadź liczbę całkowitą i zapamiętaj ją w zmiennej a.
4.Pomnóż iloczyn poprzez wprowadzoną liczbę a: iloczyn := iloczyn * a.
5.Jeżeli i nie równa się n, zwiększ licznik o jeden (i:= i+1) i wróć do kroku nr. 3.
6.Wprowadź wynik: iloczyn.
7.Zakończ algorytm.

2. Schemat blokowy

Schemat blokowy algorytmu iteracyjnego

3. Listing programu

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {

int i, a, iloczyn, n;

cout << "Podaj ilosc liczb: \n";

cin >> n;

iloczyn=1;

for (i=0; i<n; i++)

{

cout << "Podaj liczbe nr : " << i+1 <<" ";

cin >> a; iloczyn*=a;

}

cout << iloczyn;

return 0;

}