Arytmetyka, ify i strumienie, błędy i ich zrozumienie

Na poprzednich zajęciach poza uruchamianiem programu poznaliśmy też podstawowe obliczenia arytmetyczne. Teraz pójdziemy o krok dalej i zmontujemy dziś kilka programów, które będą coś nam liczyły. Napisałbym co, ale w momencie pisania tego akapitu jeszcze nie wymyśliłem.

Zaczynając od przypomnienia:

#include <iostream> 
using namespace std; 
int main(){
int a = 6, b = 7; 
cout<<"a+b="<<a+b<<endl; 
cout<<"a*b="<<a*b<<endl; 
cout<<"a-b="<<a-b<<endl; 
cout<<"a/b="<<a/b<<endl;
return(0); }

Taki programik wydrukuje nam na terminalu:

a+b=13
a*b=42
a-b=-1
a/b=0

Szybkie pytania:

• Dlaczego wynikiem dzielenia jest 0, a nie prawidłowe 0.857143?
• Dlaczego, inaczej niż poprzednio, nie używam przedrostka std:: przed cout i endl?

Strumień wejściowy

Na razie operujemy tylko na strumieniu wyjściowym, czyli program zwraca nam na terminal jakieś informacje. Chcielibyśmy jednak czasem jakieś dane do niego wprowadzić – jak to zatem zrobić? Nic trudnego, należy skorzystać ze strumienia wejściowego. Standardowe wejście jest w naszym wypadku dokładnie takie samo, jak standardowe wyjście, więc nadal będziemy wprowadzali dane na terminalu. Skorzystamy ze strumienia std::cin oraz operatora ».

float a = 6, b; 
cout << "Podaj liczbę b: \n"; 
cin >> b; 
cout << "a+b=" << a+b << endl;

W ten sposób rozpoczynamy jako-taką komunikację z programem – możemy już podawać do niego jakieś dane. Trzeba się jednak liczyć z tym, że nie tylko cywilizowani ludzie będą korzystać z tego co napiszemy – może zdarzyć się sytuacja, w której ktoś nam będzie chciał coś popsuć.

Szybkie pytanie

• Co się stanie, jak poproszeni o liczbę wpiszemy literę albo inny znak?

Zawsze warto się zabezpieczać – są różne sposoby, ale jednym z nich może być zastosowanie metody cin.fail()

float a = 6, b; 
cout << "Podaj liczbę b: \n"; 
cin >> b; 
cout << cin.fail()<<endl; 
cin >> a; 
cout << "a+b=" << a+b << endl;

Wprowadź odpowiednie zmiany do kodu.

• Co się stanie jak wpiszemy literę poproszeni o liczbę b?
• Co się stanie jak zrobimy to poproszeni o liczbę a?
• Co się stanie z wcześniej zadeklarowanym a, kiedy poproszeni podamy nową wartość?

Z technicznego punktu widzenia, w momencie pojawienia się błędu odczytu przy użyciu cin, np. w momencie, w którym oczekiwany jest float, a pojawi się char, ustawiana jest flaga błędu, którą sprawdzić możemy właśnie poprzez wywołanie metody cin.fail(). Powoduje ona, że wszystkie pozostałe próby wczytania przy użyciu cin są ignorowane. Usunąć tę flagę możemy przy użyciu cin.clear() – jednak po usunięciu flagi strumień nie jest czyszczony – posprzątać go możemy np. takim wywołaniem cin.ignore(1000, \n);

Operatory porównawcze i logiczne, instrukcje warunkowe

Jest jeden typ danych, o którym wcześniej nie powiedziałem, jest to boolean, potocznie bool. Jest to typ danych, który przyjąć może dwie wartości – true lub false – alternatywnie, odpowiednio 1 lub 0. Jest to typ logiczny, używać będziemy go w – niespodzianka – operacjach logicznych. Omówimy pokrótce trzy podstawowe typy, AND, OR i NOT

#include <iostream> 
using namespace std; 
int main(){
bool a = true, b = false, c = a&&b; 
cout<<c<<endl;
return(0);
}

Polecam przetestować na tym kodzie chociaż kawałek zamieszczonej wyżej tabelki. Są jeszcze operatory porównawcze, które posłużą nam - kolejna niespodzianka - do porównań.

• A>B–…większe od…
• A < B – …mniejsze od…
• A >= B – …większe lub równe od…
• A <= B – …mniejsze lub równe od…
• A==B–…równe…
• A != B - …nierówne…

Wydaje się dość prostym do zrozumienia konceptem. Takie porównania również zwracają nam boolean, czyli true albo false. Czyli na przykład:

int a = 7, b =8; 
cout << (a>b) << endl;

wydrukuje nam 0, czyli fałsz, bo 7 nie jest większe od 8. Co zatem wydrukuje się po wykonaniu poniższego kodu?

int a = 7, b =8; 
cout << ( a>b || b<10 ) << endl;

Do czego to nam może być potrzebne? Między innymi do instrukcji warunkowych – czyli „ifów” – posiadają one następującą składnię:

if (wyrażenie_logiczne) { 
    //blok instrukcji
}

instrukcje znajdujące się wewnątrz bloku instrukcji wykonane zostaną dopiero wtedy, kiedy wyrażenie logiczne podane w tej instrukcji będzie spełnione, czyli true.

bool a = true, b = false, c = a&&b;
if (c){
cout << "Wyrazenie spelnione!";
}

• Co pojawi się na terminalu, gdy wykonamy powyższy program?
• Jak możemy zmienić tę sytuację? Jest kilka prawidłowych odpowiedzi

Warto zauważyć, że wyrażenie logiczne w instrukcji warunkowej może być bardziej złożone:

if ( a&&b ){
cout << "Wyrazenie spelnione!";
}

Powrócimy na chwilę do poprzedniego przykładu, ale zmodyfikujemy go odrobinę:

float a = 6, b; 
cout<<"Podaj liczbę b: \n"; 
cin>>b; 
cout<<cin.fail()<<endl; 
cin>>a;
if (cin.fail()){
cout << "coś skaszaniłeś, byczqqq" << endl;
} 
else {
cout << "a+b=" << a+b << endl; 
}

Przeanalizujmy program.

• Co się stanie, gdy podamy liczbę?
• A co, gdy wpiszemy literę?

Pojawia się tu słówko kluczowe else. Jest ono dość specyficzne, ponieważ jest ściśle powiązane ze znajdującym się powyżej ifem. Blok instrukcji podany instrukcji wykona się w sytuacji, w której warunek znajdującego się bezpośrednio wcześniej ifa nie zostanie spełniony.

Szybkie zadanie na zajęcia

Napisz programik, który poprosi użytkownika o podanie wieku, a następnie określi, czy jest pełnoletni i zwróci taką informację.

Zadania do laboratorium

Napisz program, który przyjmie od użytkownika dwie liczby i sprawdzi, czy:

• Ich suma jest większa od 100
• Ich różnica jest większa od 0
• Ich iloczyn jest większy lub równy 100
• Ich iloraz nie jest równy 2 O każdym z tych wyników program powinien nas poinformować. Powinien też być (chociaż trochę) zabezpieczony przed błędami (np. podaniem wpisaniem litery).