решение квадратного уравнения
Рассмотрим простой пример, в котором применяется конструкция "если...иначе": требуется решить квадратное уравнение
ax2+bx+c = 0
Программа должна ввести с клавиатуры терминала числа a, b, c и затем напечатать ответ. После ввода надо проверить корректность введенных чисел - коэффициент a должен быть отличен от нуля (иначе уравнение перестает быть квадратным, тогда формула решения квадратного уравнения неприменима). В зависимости от знака дискриминанта уравнение может не иметь решений. Программа должна напечатать либо сообщение об отсутствии решений, либо два корня уравнения (возможно, совпадающие в случае нулевого дискриминанта).
Для печати на экран терминала и ввода информации с клавиатуры используются функции ввода-вывода из стандартной библиотеки Си. Отметим, что функции стандартного ввода-вывода не являются частью языка Си: Си не содержит средств ввода-вывода. Однако любой компилятор обычно предоставляет набор библиотек, в который входит стандартный ввод-вывод. Описания функций ввода-вывода содержатся в заголовочном файле stdio.h, который подключается с помощью строки
#include <stdio.h>
Мы используем две функции: функцию printf вывода по формату и функцию scanf ввода по формату. У обеих этих функций число аргументов переменное, первым аргументом всегда является форматная строка. В случае функции printf обычные символы форматной строки просто выводятся на экран терминала. Например, в рассмотренном ранее примере "Hello, World!" текст выводился на экран с помощью строки прoграммы
printf("Hello, World!\n");
(Здесь '\n' - символ конца строки, т.е. перевода курсора в начало следующей строки.) Единственным аргументом функции printf в данном случае служит форматная строка.
Кроме обычных символов, форматная строка может включать символы формата, которые при выводе заменяются значениями остальных аргументов функции printf, начиная со второго аргумента. Для каждого типа данных Си имеются свои форматы. Формат начинается с символа процента '%'.
После процента идет необязательный числовой аргумент, управляющий представлением данных. Наконец, далее идет одна или несколько букв, задающих тип выводимых на печать данных. Для вывода чисел можно использовать следующие форматы:
%d вывод целого числа типа int (d - от decimal) %lf вывод вещ. числа типа double (lf - от long float)
Например, для печати целого числа n можно использовать строку
printf("n = %d\n", n);
Здесь формат "%d" будет заменен на значение переменной n. Пусть, к примеру, n = 15. Тогда при выполнении функции printf будет напечатана строка
n = 15
При печати вещественного числа компьютер сам решает, сколько знаков после десятичной точки следует напечатать. Если нужно повлиять на представление числа, следует использовать необязательную часть формата. Например, формат
%.3lf
применяется для печати значения вещественного числа в форме с тремя цифрами после десятичной точки. Пусть значение вещественной переменной x равно единице. Тогда при выполнении функции
printf("ответ = %.3lf\n", x);
будет напечатана строка
ответ = 1.000
При вызове функции форматного ввода scanf форматная строка должна содержать только форматы. Этим функция scanf отличается от printf. Вместо значений печатаемых переменных или выражений, как в функции printf, функция scanf должна содержать указатели на вводимые переменные! Для начинающих это постоянный источник ошибок. Необходимо запомнить: функции scanf нужно передавать адреса переменных, в которые надо записать введенные значения. Если вместо адресов переменных передать их значения, то функция scanf все равно проинтерпретирует полученные значения как адреса, что при выполнении вызовет попытку записи по некорректным адресам памяти и, скорее всего, приведет к ошибке типа Segmentation fault. Пример: пусть нужно ввести значения трех вещественных переменных a, b, c. Тогда следует использовать фрагмент
scanf("%lf%lf%lf", &a, &b, &c);
Ошибка, которую часто совершают начинающие: передача функции scanf значений переменных вместо адресов:
scanf("%lf%lf%lf", a, b, c); // Ошибка! Передаются // значения вместо указателей
Помимо стандартной библиотеки ввода-вывода, в Си- программах широко используется стандартная библиотека математических функций. Ее описания содержатся в стандартном заголовочном файле math.h, который подключается строкой
#include <math.h>
Стандартная математическая библиотека содержит математические функции sin, cos, exp, log (натуральный логарифм), fabs (абсолютная величина вещ. числа) и многие другие. Нам необходима функция sqrt, вычисляющая квадратный корень вещественного числа.
Итак, приведем полный текст программы, решающей квадратное уравнение; он содержится в файле "squareEq.cpp".
#include <stdio.h> // Описания стандартного ввода-вывода #include <math.h> // Описания математической библиотеки
int main() { double a, b, c; // Коэффициенты уравнения double d; // Дискриминант double x1, x2; // Корни уравнения
printf("Введите коэффициенты a, b, c:\n"); scanf("%lf%lf%lf", &a, &b, &c);
if (a == 0.0) { printf("Коэффициент a должен быть ненулевым.\n"); return 1; // Возвращаем код некорректного } // завершения
d = b*b - 4.0*a*c; // Вычисляем дискриминант if (d < 0.0) { printf("Решений нет.\n"); } else { d = sqrt(d); // Квадр. корень из дискриминанта x1 = (-b + d) / (2.0 * a); // Первый корень ур-я x2 = (-b - d) / (2.0 * a); // Второй корень ур-я
// Печатаем ответ printf( "Решения уравнения: x1 = %lf, x2 = %lf\n", x1, x2 ); } return 0; // Возвращаем код успешного завершения }
Приведем пример выполнения программы:
Введите коэффициенты a, b, c: 1 2 -3 Решения уравнения: x1 = 1.000000, x2 = -3.000000
Здесь первая и третья строчки напечатаны компьютером, вторая строчка напечатана человеком (ввод чисел заканчивается клавишей перевода строки Enter).
