Elemente de bază ale limbajului C++

Orice aplicație pe care o folosești, de la un joc la un GPS, a fost scrisă într-un limbaj de programare. În liceu, la informatică, limbajul de lucru este de obicei C++: este rapid, foarte răspândit și este limbajul folosit la BAC și la olimpiade. În această lecție înveți „alfabetul” lui: cum arată un program, cum memorezi date, cum faci calcule și cum iei decizii.

Structura unui program

Cel mai simplu program complet arată așa:

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int a, b;
    cin >> a >> b;
    cout << a + b;
    return 0;
}

#include <iostream> aduce instrucțiunile de citire (cin) și afișare (cout);
using namespace std; îți permite să scrii cout în loc de std::cout;
execuția începe întotdeauna cu funcția main;
fiecare instrucțiune se termină cu ;, iar acoladele { } grupează instrucțiuni într-un bloc.

Variabile și tipuri de date

O variabilă este o zonă de memorie cu un nume, în care păstrezi o valoare. Înainte să o folosești, trebuie să o declari, adică să-i precizezi tipul:

tip	ce memorează	exemplu
`int`	numere întregi (aproximativ între $-2 \cdot 10^9$ și $2 \cdot 10^9$ )	`int n = 2026;`
`long long`	numere întregi mari (până la aproximativ $9 \cdot 10^{18}$ )	`long long p = 1;`
`double`	numere reale	`double media = 9.5;`
`char`	un singur caracter	`char c = 'A';`
`bool`	o valoare logică (`true` sau `false`)	`bool gasit = false;`

Atribuirea x = expresie; calculează expresia din dreapta și pune rezultatul în variabila din stânga. Valoarea veche a lui x se pierde. De aceea x = x + 1; are sens în C++: crește valoarea lui x cu $1$ (prescurtat x++;).

Numele variabilelor conțin litere, cifre și _, nu încep cu o cifră și țin cont de litere mari și mici: suma și Suma sunt variabile diferite.

Citire și afișare

cin >> x; citește o valoare de la tastatură în variabila x;
cout << x; afișează valoarea lui x;
cout << "Text"; afișează exact textul dintre ghilimele;
cout << endl; (sau '\n') trece pe rândul următor.

Poți înlănțui operațiile: cin >> a >> b; citește două valori, iar cout << a << ' ' << b; le afișează separate printr-un spațiu.

Operatori

Aritmetici: +, -, *, /, %.

Dacă ambii operanzi sunt întregi, / dă câtul împărțirii întregi: 17 / 5 este 3.
% dă restul împărțirii întregi și se folosește doar cu întregi: 17 % 5 este 2.
Dacă un operand este real, împărțirea este reală: 17.0 / 5 este 3.4.

Două aplicații pe care le vei folosi mereu: n % 10 este ultima cifră a lui n, iar n / 10 este numărul fără ultima cifră (pentru $n \geq 0$ ).

Relaționali: <, <=, >, >=, == (egal), != (diferit). Rezultatul este adevărat (1) sau fals (0).

Logici: && (și), || (sau), ! (negație). Ordinea priorităților: !, apoi operatorii aritmetici, apoi cei relaționali, apoi && și abia la final ||. Când nu ești sigur, pune paranteze.

Instrucțiunea if

if (conditie)
    instructiune1;
else
    instructiune2;

Dacă conditie este adevărată, se execută instructiune1, altfel instructiune2. Ramura else poate lipsi. Dacă pe o ramură ai mai multe instrucțiuni, le pui între acolade.

Exemple rezolvate

Exemplul 1: cifrele unui număr

Se citește un număr natural n cu cel puțin două cifre. Afișează cifra unităților și cifra zecilor.

int n;
cin >> n;
cout << n % 10 << ' ' << n / 10 % 10;

Pentru n = 4728: n % 10 este 8, iar n / 10 este 472, deci n / 10 % 10 este 2. Se afișează 8 2.

Exemplul 2: interschimbarea a două variabile

Vrem ca a și b să-și schimbe valorile. Folosim o variabilă auxiliară, ca atunci când schimbi conținutul a două pahare cu ajutorul unui al treilea:

int a = 5, b = 8, aux;
aux = a;   // aux = 5
a = b;     // a = 8
b = aux;   // b = 5

Fără aux, după a = b; valoarea $5$ s-ar pierde definitiv.

Exemplul 3: maximul a trei numere

int x, y, z, mx;
cin >> x >> y >> z;
mx = x;
if (y > mx) mx = y;
if (z > mx) mx = z;
cout << mx;

Pentru datele 7 12 9: mx pornește de la $7$ , devine $12$ la a doua comparație și rămâne $12$ la a treia. Ideea „presupun că primul este maximul, apoi îl corectez” se folosește în foarte multe probleme.

Greșeli frecvente

= în loc de ==. if (x = 0) atribuie valoarea $0$ lui x în loc să o compare. Comparația se scrie x == 0.
Împărțirea întreagă neașteptată. Pentru int a = 7, b = 2;, a / b este 3, nu 3.5. Ca să obții un rezultat real, scrie de exemplu 1.0 * a / b.
Interschimbare fără variabilă auxiliară. a = b; b = a; lasă ambele variabile cu aceeași valoare.
Variabile neinițializate. O sumă trebuie pornită de la 0, iar un produs de la 1, altfel pornești de la o valoare oarecare din memorie.
Restul numerelor negative. În C++, -7 % 2 este -1, nu 1. Pentru a testa dacă un număr este impar, folosește x % 2 != 0.
Lipsa acoladelor. Fără acolade, if controlează doar prima instrucțiune care îi urmează.

Pe scurt

Un program C++ începe execuția cu main, iar fiecare instrucțiune se termină cu ;.
Variabilele se declară cu un tip: int, long long, double, char, bool.
Între întregi, / dă câtul și % dă restul; n % 10 este ultima cifră, n / 10 elimină ultima cifră.
== compară, = atribuie; && are prioritate mai mare decât ||.
if / else alege între două ramuri în funcție de o condiție.