Funcionament C++ i Compilació

1. Sintaxi

La sintaxi de C++ és senzilla. A PRO1 treballareu a la majoria d'exercicis amb la llibreria <iostream> per fer l'input i output del codi. Per afegir una llibreria només hem d'escriure a l'inici d'un arxiu .cpp o .cc (formats C++) #include <llibreria>.

A més de la llibreria, també fem servir un "namespace". El namespace és com un prefix de la funció; per exemple, si a la llibreria estàndard (std) tenim una funció cout i a la llibreria personalitzada paco tenim una funció amb la mateixa definició paco, evitarem el problema amb el prefix. Per no haver d'escriure tota l'estona el prefix (ex: std::cout), a l'inici afegirem després de les llibreries (per estructura de l'assignatura): using namespace std;.

Tot codi de C++ té una funció principal (main) que és la que busca el compilador per poder executar un codi. (A l'exemple hi ha la declaració del main).

Exemple:

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {

}

Per afegir comentaris a un codi (text que no afecta el nostre codi) només hem d'escriure un // (comentari per línia) o /* */ (comentari per bloc).

#include <iostream>
using namespace std;

// Aquest és un comentari només per aquesta línia.

/* 
Aquest és un comentari
fins que 
es tanca el bloc 
*/

int main() {
    // ...
}

---

2. Tipus de variables

Tenim diferents variables: * int (enters) -> (p. ex. 124) * string (paraules) -> (p. ex. "Hola") * char (caràcters) -> (p. ex. 'a') Nota: un caràcter s'emmagatzema amb el seu valor ASCII, per exemple el '0' és el 48. * double (decimals) -> (p. ex. 67.67) * bool (veritat o fals) -> (p. ex. true) Nota: també es pot declarar amb 1 (true) i 0 (false).

Per declarar variables, fem servir una paraula clau que servirà per assignar un valor a aquella paraula. A més, podem fer que una variable sigui constant, és a dir, que no canviarà mai. Només hem de posar const al davant d'una declaració de variable.

Exemple de com es declara una variable:

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    // Estructura: tipus nom_variable = valor;
    int nombre = 124; // Cada cop que definim un valor, hem de posar el ; 
    string paraula = "Frieren";
    char ch = 'a';
    double sixseven = 67.67;

    // Igual que podem assignar nombre = 124, podem fer el següent:
    int aux = nombre; // Com que nombre és igual a 124, 
                      // podem assignar aquest valor a una altra variable.

    // Declaració d'una constant:
    const int restricted_age = 18;
}

---

3. Input i Output

Ara que sabem com funcionen les variables, aprendrem a compilar un arxiu .cpp, introduir dades per la terminal i com imprimir dades per la terminal.

Primer farem l'exercici típic de qualsevol llenguatge de programació:

1. HelloWorld.cpp

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    cout << "Hello World!" << endl; 

    // cout: Console OUTput
    // << operador d'inserció del cout (significa: mostra a la consola el que ve després)
    // endl: paraula reservada de la llibreria std, és un caràcter que significa fi de línia (end line)
}

Per poder veure "Hello World!" per la terminal hem de compilar. Com ho fem? Fàcil. A la terminal Linux anem a la carpeta de l'arxiu:

cd /home/aso/CODE/cpp
g++ arxiu.cpp -o executable
./executable

A l'executable podeu posar el que vulgueu, jo per costum poso sempre x.x, altres persones fan un executable per programa.

Exemple de compilació i execució amb HelloWorld:

g++ HelloWorld.cpp -o x.x
./x.x 

Després de fer ./x.x veureu per la terminal: Hello World!

NOTA: Recordeu guardar (CTRL + S o CTRL + G) sempre abans de compilar, per evitar errors ximples de compilació.

2. HelloName.cpp

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    string name; // Declaració sense assignació de valor
                 // A C++, per defecte l'string rep el valor buit "".

    cout << "What is your name?" << endl; 
    cin >> name; // Escrivim a la terminal el nom amb UNA sola paraula. 
    cout << "Hello " << name << '!' << endl;

    // cin: Console INput
    // >> operador d'extracció del cin (significa: introdueix el valor rebut a la variable)
}

Quan és un cin, posem els valors que ens demanen i premem la tecla Enter per avisar el codi que ja hem posat la informació.

DIFERÈNCIES IMPORTANTS ENTRE cin I cout AMB L'STRING Amb un cin només podem introduir una paraula per variable string. El cin detecta l'espai com a final d'string. En canvi, amb el cout, quan posem cout << "frase amb espais" << endl; imprimeix a la consola tota la frase sencera sense tallar-la.

---

4. Operadors i Comparadors Lògics

Operadors Aritmètics

Tipus	Declaració
Suma	+
Resta	-
Multiplicació	*
Divisió	/
Residu d'una divisió	%
Assignació	=

NOTA: La divisió /, si dividim enters, retornarà la part entera. En canvi, si dividim doubles, retornarà la divisió normal. Per tant, no podrem fer mai double % double, ja que la pròpia divisió de decimals ja afegeix el residu.

Operadors Compostos i d'Increment

// suposem que i és un enter

i++; // suma post-increment -> després de treballar amb la i, 
     // incrementem 1, és a dir: i = i + 1.

++i; // suma pre-increment -> abans de treballar amb la i, 
     // incrementem 1.

// també es pot fer resta post-decrement i pre-decrement

i += 20; // traducció: i = i + 20

i /= 2; // traducció: i = i / 2;

Exemple:

3. PostAndPreExample.cpp

#include <iostream>
using namespace std;

int main(){
    // Exemple Post-Decrement
    int i = 5;
    int a = i--; // 'a' es queda amb el 5. Un cop assignat, 'i' baixa a 4.
    cout << "POST-DECREMENT -> a: " << a << ", i: " << i << endl;

    // Exemple Pre-Decrement
    int j = 5;
    int b = --j; // 'j' baixa a 4 directament. Llavors s'assigna, i 'b' també val 4.
    cout << "PRE-DECREMENT -> b: " << b << ", j: " << j << endl;

    // amb post-increment i pre-increment és igual:
    i = 5;
    a = i++; // 'a' es queda amb el 5. Un cop assignat, 'i' augmenta a 6.
    cout << "POST-INCREMENT -> a: " << a << ", i: " << i << endl;

    j = 5;
    b = ++j; // 'j' augmenta a 6 directament. Llavors s'assigna, i 'b' també val 6
    cout << "PRE-INCREMENT -> b: " << b << ", j: " << j << endl;
}

Operadors Lògics

Tipus	Declaració
AND	&&
OR	||
NOT	!

Comparadors Lògics

Un comparador sempre dona un resultat booleà (true o false)

Tipus	Declaració
Major	a > b
Menor	a < b
Major o igual	a >= b
Menor o igual	a <= b
Estrictament igual	a == b
Diferent	a != b

---

5. Condicionals

A la programació tenim condicionals: if, else if, else.

Sempre declarem primer if. Si hi ha una segona condició que volem cobrir després que la primera falli, posem else if. Per a la resta de casos (les excepcions), posem else. Per estructura i elegància, sempre obrirem un bloc {} després del condicional.

4. CanYouDrink.cpp

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int age = 0; // tothom té com a mínim 0 anys

    cout << "How old are you? (type your age with a number (i.e. 24))" << endl;
    cin >> age;

    if (age >= 18) { // Mirem si l'edat és major o igual a 18.
        cout << "You can drink alcohol" << endl;
    } else {
        cout << "You can't drink alcohol" << endl;
    } 
}

---

6. Exercici Final

Per consolidar tot el que hem vist en aquest primer tema (variables, cin/cout, operadors i condicions), aquí tens un programa complet que implementa una calculadora bàsica d'un sol ús.

final.cpp

/*
 * Exercici Final
 * Exemple: Calculadora Bàsica d'un Sol Ús.
 * Fet per: aso
 */

#include <iostream>
using namespace std;

int main(){
    int a, b;
    char op;
    bool correct = true;

    cout << "Type an integer operation with only one operator (i.e. 24 - 12), valid operators: +, -, *, /, %." << endl;
    cin >> a >> op >> b; // llegim nombre a, operador, nombre b

    int result = 0; // Sempre que un nombre sortirà per la pantalla, per seguretat, l'inicialitzem a 0.
    if (op == '+'){
        result = a + b;
    } else if (op == '-'){
        result = a - b;
    } else if (op == '*'){
        result = a * b;
    } else if (op == '/'){
        if (b != 0){ // A PRO1 sempre busquen els punts fluixos de l'exercici.
            result = a / b;
        } else{ // b == 0
            correct = false;
        }
    } else if (op == '%'){
        if (b != 0){
            result = a % b;
        } else{ // b == 0
            correct = false;
        }
    } else{ // operador invalid
        correct = false;
    }

    if (correct){
        cout << "The operation is equal to " << result << '.' << endl;
    } else{
        cout << "Error: Invalid operator or division by zero" << endl;
    }
}