آموزش زبان C (قسمت اول:متغیرها)

به آموزش زبان C (قسمت اول – متغیرها) خوش اومدید.

از اونجا که یادگیری زبان C برای کار با میکروکنترلرها خیلی ضروریه لازم دونستیم که در چند جلسه به صورت خلاصه به آموزش زبان C بپردازیم. اما ما دو نوع یادگیری زبان C داریم: یکی اینکه صرفا از اون برای میکروکنترلرها استفاده کنیم یا اینکه اون رو به صورت پایه ای یاد بگیریم ما در این آموزش سعی می کنیم به صورت پایه ای این زبان رو بررسی کنیم تا بتونیم از این زبان در همه جا استفاده کنیم:

مقدمه:

زبان برنامه نویسی C یک زبان جامع برنامه نویسی است، که خیلی به زبان ماشین ها نزدیک است. فهمیدن اینکه حافظه کامیپوتر چگونه کار می کند یک جنبه مهم از زبان برنامه نویسی C است. اگرچه خیلی ها معتقد هستند که یادگیری زبان C سخت است ولی ذر واقع زبان C خیلی ساده است که قابلیت های قدرتمندی دارد. در واقع می توان گفت زبان C مادر همه زبان های دیگر است.

اما زبان C خیلی مرسوم نیز هست و پایه بسیاری از برنامه های کاربردی نظیر Windows، Python interpreter, Git و … است.

زبان C یک زبان کامپایلی است یعنی اینکه به محض اجرا کردن آن کامپایلر (مثلا GCC یا Visual Studio) باید کدی که شما نوشتید را بگیرد و سپس پردازش کند و در نهایت یک فایل اجرایی ارائه دهد تا بتواند تمامی فرامین و الگوریتم های شما را اجرایی کند.

بخش اول: برنامه اول “سلام دنیا”:

احتمالا در همه زبان های برنامه نویسی اولین پروژه ای که می بینید پروژه Hello World باشه. اینکه چرا برنامه نویسا برای یادگیری از این پروژه شروع می کنن، دلیل خاصی نداره و یه سنت جا افتاده به حساب میاد ولی ماهیتا به شما میگه سلام خوش آمدید به دنیای برنامه نویسی!

دوستان خوبم! پیشنهاد می کنیم اگر زبانی رو برای یادگیری شروع کردید سعی کنید تا آخر پیش برید!

یکی از مهمترین مسائل در زبان های برنامه نویسی استفاده از کتابخانه هاست. در واقع کتابخانه ها توانایی اجرای توابع لازم را می دهند. بطور مثال: یک تابع بیسک و پرکاربرد printf هست، که در واقع کار print کردن (چاپ کردن) یک متن یا اطلاعات روی صفحه نمایش را انجام می دهد. اما این تابع به خودی خود در دسترس نیست و در واقع در یک هدر فایل (یا همان کتابخانه) به نام stdio.h قرار دارد.

برای اضافه کردن توانایی استفاده از printf در کد، ما باید با استفاده از دستور include هدر stdio.h را به کد اضافه کنیم. به صورت زیر:

#include <stdio.h>

اما در بخش دوم کد، کد اصلی نوشته می شود. در واقع کدی که قرار است اجرا شود در تابعی به نام main نوشته می شود به صورت زیر:.

int main() {
  ... our code goes here
}

واژه int به این معنی است که این تابع قرار است یک پارامتر از نوع int را برگرداند – یعنی یک عدد – این عدد مشخص خواهد کرد که آیا تابع ما بدرستی کار کرده است یا خیر. مثلا اگه ما می خواهیم در انتهای این تابع بگیم که تابع مون درست کار کرده عدد ۰ را بر می گردانیم با استفاده از یک عبارت به نام return 0. و هر عددی به غیر از ۰ بازگشت داده شود یعنی تابع درست کار نکرده است:

return ۰;

نکته : هر خط در زبان C باید با ; (سمیکالون) تمام شود. با این کار کامپایلر می فهمد که خط جدید شروع شده است.

حالا فرض کنید که ما می خوایم جمله Hello World رو چاپ کنیم. باید چیکار کنیم؟

خب معلومه باید از printf استفاده کنیم. یعنی ساختار کامل کد به صورت زیر می شود:

#include <stdio.h>
int main() {
printf("Hello World!");
return 0;
}

بخش دوم: متغیرها و انواع آن:

انواع داده:

زبان برنامه نویسی C دارای انواع مختلفی از متغیرهاست، اما چند نوع متغیر پایه ای داریم:

متغیرهای Integers:

تمام اعدادی که می توانند مثبت یا منفی باشند به صورت :

char, int, short, long, long long تعریف می شوند.

متغیرهای Unsigned Integers:

تمامی اعدادی که می توانند فقط مثبت باشند به صورت زیر تعریف می شوند:

unsigned char,unsigned int, unsigned short, unsigned long, unsigned long long

متغیرهای Floating point:

اعداد حقیقی (اعداد با اعشار). به صورت float و double تعریف می شوند.

متغیرهای Structures:

این متغیرها خود شامل چند متغیر درونی هستند که در بخش های بعدی مفصل توضیح داده خواهد شد.

اما هر نوع متغیر دارای یک رنج مشخصی است. مثلا یک کاراکتر (char) اعداد بین -۱۲۸ تا ۱۲۷ را شامل می شود، در حالیکه متغیر از نوع long دارای یک رنج وسیعی از -۲,۱۴۷,۴۸۳,۶۴۸ تا ۲,۱۴۷,۴۸۳,۶۴۷ است. ( اما متغیر long در کامپیوترهای ۶۴ بیتی دارای رنج وسیع تری هم هست):

–۹,۲۲۳,۳۷۲,۰۳۶,۸۵۴,۷۷۵,۸۰۸ تا ۹,۲۲۳,۳۷۲,۰۳۶,۸۵۴,۷۷۵,۸۰۷

به یاد داشته باشید که زبان C نمی تواند متغیری از نوع boolean داشته باشد و متغیر های boolean به صورت زیر تعریف می شوند:

#define BOOL char
#define FALSE 0
#define TRUE 1

تعریف متغیرها:

برای اعداد، معمولا ما از int برای تعریف آنها استفاده می کینم، و این یعنی عدد ما می تواند در یک رنجی برابر -۲,۱۴۷,۴۸۳,۶۴۸ تا ۲,۱۴۷,۴۸۳,۶۴۷ باشد. به مثال زیر توجه کنید:

int foo;
int bar = ۱;

در عبارت بالا ما نمی دانیم عدد foo چه مقداری دارد اما برای متغیر bar می می توانیم مشخضا بگیم دارای مقدار اولیه ۱ است.حالا بیاید یکم ریاضی کار کنیم، فرض کنید ما متغیرهایی به اسم : a,b,c,d,e داریم.ما می توانیم به راحتی از عملگرهای ریاضی استفاده کنیم و نتیجه را نیز چاپ کنیم:

int a = ۰, b = ۱, c = ۲, d = ۳, e = ۴;
a = b - c + d * e;

به نظر شما نتیجه معادله بالا چه خواهد شد؟

printf("%d", a); /* will print 1-2+3*4 = 11 */

همانطور که ملاحظه می کنید نتیجه عدد ۱۱ شد. چرا؟

چون اولویت عملگرها در معادلات ریاضی مهم است.

حالا بیاید یه تمرین با هم انجام بدیم، یه عملیات ساده ریاضی:

تمرین: کدی بنویسید که سه عدد a = 3 و b = 4.5 و c = 5.25 را با هم جمع نموده و در خروجی چاپ کند:

جواب:

#include <stdio.h>
int main() {
int a = 3;
float b = 4.5;
double c = 5.25;
float sum;
/* Your code goes here */
printf("The sum of a, b, and c is %f.", sum);
return 0;
}

که خروجی تابع به صورت زیر خواهد بود: