1.11 — Tworzenie pierwszego programu

Poprzednie lekcje wprowadziliśmy wiele terminologii i koncepcji, których będziemy używać w niemal każdym programie, który tworzymy. Na tej lekcji omówimy proces włączania tej wiedzy do naszego pierwszego prostego programu.

Pomnóż przez 2

Najpierw utwórzmy program, który poprosi użytkownika o wprowadzenie liczby całkowitej, poczeka, aż wprowadzi liczbę całkowitą, a następnie powie mu, ile wynosi 2 razy ta liczba. Program powinien wygenerować następujący wynik (zakładając, że jako dane wejściowe wpisałem 4):

Enter an integer: 4
Double that number is: 8

Jak sobie z tym poradzić? Krokami.

Wykorzystamy tutaj tę strategię. Podczas wykonywania każdego kroku wpisz (nie kopiuj/wklej) każdy program do edytora kodu, skompiluj go i uruchom.

Najpierw utwórz nowy projekt konsoli.

Teraz zacznijmy od podstawowego szkieletu. Wiemy, że będziemy potrzebować funkcji main() (ponieważ wszystkie programy C++ muszą ją mieć), więc jeśli Twoje IDE nie utworzyło pustej funkcji podczas tworzenia nowego projektu, utwórzmy ją:

int main()
{
	return 0;
}

Wiemy, że będziemy musieli wyprowadzić tekst do konsoli i pobrać tekst z klawiatury użytkownika, więc musimy dołączyć iostream, aby uzyskać dostęp do std::cout i std::cin.

#include <iostream>

int main()
{
	return 0;
}

Powiedzmy teraz użytkownikowi, że musi wprowadzić liczbę całkowitą:

#include <iostream>

int main()
{
	std::cout << "Enter an integer: ";

	return 0;
}

W tym momencie Twój program powinien wygenerować następujący wynik:

Enter an integer:

a następnie zakończyć.

Następnie uzyskamy dane wprowadzone przez użytkownika. Użyjemy std::cin i operator>> , aby uzyskać dane wejściowe użytkownika. Ale musimy także zdefiniować zmienną do przechowywania tych danych wejściowych do późniejszego wykorzystania.

#include <iostream>

int main() // note: this program has an error somewhere
{
	std::cout << "Enter an integer: ";

	int num{ }; // define variable num as an integer variable
	std::cin << num; // get integer value from user's keyboard

	return 0;
}

Czas na skompilowanie naszych zmian… i…

Och, och! Oto, co autor uzyskał w Visual Studio 2017:

1>------ Build started: Project: Double, Configuration: Release Win32 ------
1>Double.cpp
1>c:\vcprojects\double\double.cpp(8): error C2678: binary '<<': no operator found which takes a left-hand operand of type 'std::istream' (or there is no acceptable conversion)
1>c:\vcprojects\double\double.cpp: note: could be 'built-in C++ operator<<(bool, int)'
1>c:\vcprojects\double\double.cpp: note: while trying to match the argument list '(std::istream, int)'
1>Done building project "Double.vcxproj" -- FAILED.
========== Build: 0 succeeded, 1 failed, 0 up-to-date, 0 skipped ==========

Wystąpił błąd kompilacji!

Po pierwsze, ponieważ program skompilował się przed wprowadzeniem najnowszej aktualizacji i nie kompiluje się teraz, błąd muszą znajduje się w właśnie dodanym kodzie (wiersze 7 i 8). To znacznie zmniejsza ilość kodu, który musimy przeskanować, aby znaleźć błąd. Linia 7 jest całkiem prosta (tylko definicja zmiennej), więc prawdopodobnie nie ma tam błędu. To sprawia, że ​​prawdopodobnym winowajcą jest linia 8.

Po drugie, ten komunikat o błędzie nie jest łatwy do odczytania. Rozróżnijmy jednak kilka kluczowych elementów: kompilator informuje nas, że napotkał błąd w linii 8. Oznacza to, że rzeczywisty błąd prawdopodobnie występuje w linii 8 lub być może w linii poprzedzającej, co potwierdza naszą wcześniejszą ocenę. Następnie kompilator informuje, że nie mógł znaleźć operatora „<<”, który ma lewy operand typu std::istream (który jest typem std::cin). Inaczej mówiąc, operator<< nie wie, co zrobić ze std::cin, więc błąd musi wynikać albo z użycia std::cin, albo z operatora<<.

Widzisz teraz błąd? Jeśli nie, poświęć chwilę i zobacz, czy uda ci się go znaleźć.

Oto program zawierający poprawiony kod:

#include <iostream>

int main()
{
	std::cout << "Enter an integer: ";

	int num{ };
	std::cin >> num; // std::cin uses operator >>, not operator <<!

	return 0;
}

Teraz program się skompiluje i będziemy mogli go przetestować. Program będzie czekał, aż wprowadzisz liczbę, więc wpiszmy 4. Wynik powinien wyglądać następująco:

Enter an integer: 4

Już prawie gotowe! Ostatnim krokiem jest podwojenie liczby.

Gdy zakończymy ten ostatni krok, nasz program zostanie pomyślnie skompilowany i uruchomiony, dając żądany wynik.

Są (co najmniej) 3 sposoby, aby to zrobić. Przejdźmy od najgorszego do najlepszego.

Niedobre rozwiązanie

#include <iostream>

// worst version
int main()
{
	std::cout << "Enter an integer: ";

	int num{ };
	std::cin >> num;

	num = num * 2; // double num's value, then assign that value back to num

	std::cout << "Double that number is: " << num << '\n';

	return 0;
}

W tym rozwiązaniu używamy wyrażenia do mnożenia num o 2, a następnie przypisz tę wartość z powrotem do num. Od tego momentu num będzie zawierać naszą podwójną liczbę.

Dlaczego jest to złe rozwiązanie:

• Przed instrukcją przypisania num zawiera dane wprowadzone przez użytkownika. Po przypisaniu zawiera inną wartość. To mylące.
• Nadpisaliśmy dane wprowadzone przez użytkownika, przypisując nową wartość do zmiennej wejściowej, więc jeśli chcielibyśmy rozszerzyć nasz program, aby później zrobić coś innego z tą wartością wejściową (np. potrojenie danych wejściowych użytkownika), zostało to już utracone.

W większości dobre rozwiązanie

#include <iostream>

// less-bad version
int main()
{
	std::cout << "Enter an integer: ";

	int num{ };
	std::cin >> num;

	int doublenum{ num * 2 }; // define a new variable and initialize it with num * 2
	std::cout << "Double that number is: " << doublenum << '\n'; // then print the value of that variable here

	return 0;
}

To rozwiązanie jest dość proste do odczytania i zrozumienia oraz rozwiązuje oba problemy napotykane w najgorszych przypadkach rozwiązanie.

Główną wadą jest to, że definiujemy nową zmienną (co zwiększa złożoność) do przechowywania wartości, której używamy tylko raz. Możemy zrobić lepiej.

Preferowane rozwiązanie

#include <iostream>

// preferred version
int main()
{
	std::cout << "Enter an integer: ";

	int num{ };
	std::cin >> num;

	std::cout << "Double that number is: " <<  num * 2 << '\n'; // use an expression to multiply num * 2 at the point where we are going to print it

	return 0;
}

To jest preferowane rozwiązanie ze wszystkich. Kiedy std::cout zostanie wykonane, wyrażenie num * 2 zostanie ocenione, a wynikiem będzie podwójna numwartość. Wartość ta zostanie wydrukowana. Wartość w num nie ulegnie zmianie, więc jeśli chcemy, możemy jej później użyć ponownie.

Ta wersja jest naszym rozwiązaniem referencyjnym.

Czas quizu

Enter an integer: 4
Double 4 is: 8
Triple 4 is: 12

#include <iostream>

int main()
{
	std::cout << "Enter an integer: ";

	int num{ };
	std::cin >> num;

	std::cout << "Double " << num << " is: " << num * 2 << '\n';
	std::cout << "Triple " << num << " is: " << num * 3 << '\n';

	return 0;
}