Lekcja 3 — Programowanie: operatory arytmetyczne
Operatory arytmetyczne w C++ to symbole, które służą do wykonywania działań matematycznych na liczbach. Do podstawowych operatorów arytmetycznych należą:
- Dodawanie:
+ - Odejmowanie:
- - Mnożenie:
* - Dzielenie:
/ - Reszta z dzielenia:
%
Przykłady użycia operatorów arytmetycznych w C++.
// Dodawanie
int a = 10;
int b = 20;
int c = a + b; // c = 30
// Odejmowanie
int d = 30;
int e = 10;
int f = d - e; // f = 20
// Mnożenie
int g = 5;
int h = 2;
int i = g * h; // i = 10
// Dzielenie
float j = 10.0;
float k = 2.0;
float l = j / k; // l = 5.0
// Reszta z dzielenia
int m = 10;
int n = 3;
int o = m % n; // o = 1
Kod z zajęć:
#include <iostream>
#include <string>
int main()
{
int a = 2;
int b = 4;
std::cout << „witaj swiecie” << „!n”;
}
Operatory opisują działania na danych
Operator to znak określający działanie, które program ma wykonać na wartościach. W C++ dodawanie zapisujemy plusem, odejmowanie minusem, mnożenie gwiazdką, a dzielenie ukośnikiem. Na przykład wyrażenie 8 + 3 daje jedenaście, a 8 * 3 daje dwadzieścia cztery. Możemy wykonywać działania na liczbach zapisanych bezpośrednio w kodzie, na zmiennych albo na połączeniu obu tych elementów. Instrukcja koszt = cena * liczbaSztuk; oblicza iloczyn i dopiero potem zapisuje wynik w zmiennej koszt.
Najpierw spróbuj opisać zadanie zwykłym zdaniem. Jeśli chcesz policzyć cenę pięciu zeszytów, pomnóż cenę jednego zeszytu przez liczbę zeszytów. Jeśli masz policzyć resztę z zapłaty, odejmij łączny koszt od wręczonej kwoty. Dopiero po ustaleniu sensu działania wybierz właściwy operator. Samo użycie poprawnego znaku nie wystarczy, kiedy dane wejściowe oznaczają coś innego, niż zakłada autor programu. Czytelne nazwy zmiennych pomagają sprawdzić, czy obliczenie naprawdę odpowiada treści zadania.
Dzielenie całkowite i dzielenie z ułamkiem
Wynik dzielenia zależy od typów danych. Jeśli obie wartości są liczbami całkowitymi, C++ wykonuje dzielenie całkowite. Wyrażenie 17 / 5 daje 3: część ułamkowa nie zostaje zachowana. Nie jest to zaokrąglenie do najbliższej liczby. Dla dodatnich liczb możemy myśleć o tym jako o liczbie pełnych grup. Jeżeli siedemnaście cukierków rozdzielamy po pięć, utworzymy trzy pełne grupy i zostaną dwa cukierki. Kiedy potrzebujemy wyniku z ułamkiem, co najmniej jeden argument powinien mieć odpowiedni typ, na przykład 17.0 / 5.
Przypisanie wyniku dzielenia całkowitego do zmiennej double nie odzyskuje utraconej części ułamkowej. Zapis double wynik = 17 / 5; nadal daje wartość 3.0, ponieważ najpierw wykonano działanie na dwóch liczbach całkowitych. Poprawna wersja to na przykład double wynik = 17.0 / 5;. Tę różnicę łatwo zobaczyć w programie obliczającym średnią. Zanim zaczniesz liczyć średnią ocen albo cenę jednostkową, zastanów się, czy wynik może zawierać część ułamkową i w jakim typie wykonasz obliczenie.
Reszta z dzielenia: operator procent
Operator % zwraca resztę z dzielenia liczb całkowitych. Dla dodatnich wartości 17 % 5 daje 2, ponieważ po wydzieleniu trzech pełnych piątek zostają dwie jednostki. Ten operator przydaje się podczas sprawdzania parzystości. Jeżeli liczba % 2 jest równe zero, liczba jest parzysta. Jeżeli reszta wynosi jeden, dodatnia liczba jest nieparzysta. Nie myl zapisu % z obliczaniem procentu ceny. Dziesięć procent kwoty obliczamy przez pomnożenie jej przez 0.10, a nie przez zastosowanie operatora reszty.
Resztę można wykorzystać do zamiany czasu na minuty i sekundy. Jeśli nagranie trwa sto czterdzieści pięć sekund, liczba pełnych minut to 145 / 60, czyli dwie. Pozostałe sekundy to 145 % 60, czyli dwadzieścia pięć. Otrzymujemy zapis dwie minuty i dwadzieścia pięć sekund. Najpierw policz ten przykład na kartce, a dopiero potem zapisz program. Spróbuj też czasu krótszego niż minuta oraz dokładnie sześćdziesięciu sekund. Takie przypadki pokazują, czy rozwiązanie poprawnie obsługuje granice między kolejnymi minutami.
Kolejność działań i nawiasy
Podobnie jak na matematyce, mnożenie i dzielenie mają pierwszeństwo przed dodawaniem i odejmowaniem. Wyrażenie 2 + 3 * 4 daje czternaście. Wyrażenie (2 + 3) * 4 daje dwadzieścia, ponieważ nawias wymusza wcześniejsze dodawanie. Gdy obliczenie jest dłuższe, używaj nawiasów, aby jasno pokazać zamiar. Nie dodawaj ich przypadkowo. Przeczytaj wyrażenie na głos i sprawdź, czy jego kolejność odpowiada opisowi zadania. Przy obliczaniu średniej dwóch liczb poprawny zapis to (a + b) / 2.0.
Niektóre operatory skracają częste instrukcje. Zapis punkty += 5; oznacza dodanie pięciu do bieżącej wartości punktów. Zapis punkty -= 2; odejmuje dwa. Operator ++ zwiększa wartość o jeden, a — zmniejsza ją o jeden. Na początku używaj ich jako osobnych instrukcji, żeby uniknąć dodatkowych trudności związanych z kolejnością obliczeń w złożonych wyrażeniach. Znak = przypisuje wartość. Do sprawdzenia, czy wartości są równe, służy ==. Pomylenie tych znaków może zmienić dane zamiast wykonać oczekiwane porównanie.
Dzielenie przez zero i sprawdzanie danych
Przed dzieleniem sprawdź, czy dzielnik jest różny od zera. Dzielenie całkowite przez zero nie jest poprawną operacją, a program nie powinien zakładać, że użytkownik zawsze poda właściwą liczbę. Jeżeli zadanie polega na obliczeniu ceny przypadającej na jedną osobę, liczba osób musi być dodatnia. Zapisz tę zasadę w warunku przed obliczeniem wyniku. Gdy dane są błędne, wyświetl jasny komunikat i poproś o poprawienie wartości, zamiast pokazywać przypadkowy wynik lub dopuszczać do błędnego wykonania programu.
Projekt: rozliczenie zakupów
Zaprojektuj program dla klasowego sklepiku. Ustal cenę jednego zeszytu na sześć złotych i liczbę kupowanych zeszytów na cztery. Oblicz łączny koszt, a następnie resztę z trzydziestu złotych. Wyniki powinny wynosić odpowiednio dwadzieścia cztery i sześć złotych. Następnie zmień liczbę zeszytów i sprawdź, czy otrzymujesz właściwą odpowiedź. Jeśli kwota zapłaty jest mniejsza od kosztu, opisz tę sytuację jako brakującą kwotę, zamiast nazywać ujemny wynik resztą.
W drugim etapie dodaj cenę produktu z groszami i wyjaśnij, dlaczego potrzebny jest inny sposób reprezentacji kwoty. W prostym ćwiczeniu można użyć double, pamiętając o przybliżeniach. W dokładnych rozliczeniach często wygodniej przechowywać kwoty jako całkowitą liczbę groszy. Na przykład sześć złotych i pięćdziesiąt groszy zapisujemy jako sześćset pięćdziesiąt groszy. Dopiero podczas wyświetlania dzielimy tę liczbę na złote i grosze. To dobry przykład tego, że wybór reprezentacji danych wpływa na niezawodność obliczeń.
Sprawdź rozwiązanie różnymi przykładami
Nie kończ sprawdzania na jednym zestawie danych. Przetestuj zakup jednej sztuki, kilku sztuk i sytuację bez zakupu. Sprawdź zapłatę dokładnie równą kosztowi oraz zapłatę większą i mniejszą. Dla każdego przypadku zapisz przewidywany wynik przed uruchomieniem programu. Jeśli wynik się nie zgadza, wypisz wartości pośrednie: cenę, liczbę sztuk, koszt i kwotę zapłaty. Dzięki temu ustalisz, czy problem wynika z błędnego działania, niewłaściwego typu danych, czy z pomylenia znaczenia zmiennych.
Sprawdź, co pamiętasz
Pytania kontrolne
1. Jaki jest główny temat artykułu „Lekcja 3 — Programowanie: operatory arytmetyczne”?
Wskazówka: Odpowiedz własnymi słowami i wskaż najważniejszy cel lub problem opisany w materiale.
2. Które trzy pojęcia, zasady albo etapy z artykułu warto zapamiętać?
Wskazówka: Wybierz informacje potrzebne do wykonania zadania lub wyjaśnienia tematu innej osobie.
3. Jak można wykorzystać tę wiedzę w praktyce?
Wskazówka: Podaj konkretny przykład z lekcji, pracy przy komputerze albo codziennej sytuacji.
4. Jakie kroki należy wykonać, aby poprawnie zrealizować opisane zadanie?
Wskazówka: Ułóż najważniejsze czynności we właściwej kolejności.
5. Jakich narzędzi, funkcji lub materiałów potrzeba do wykonania zadania?
Wskazówka: Wymień elementy wskazane w artykule i krótko opisz ich rolę.
6. Która zasada opisana w artykule jest najważniejsza i dlaczego?
Wskazówka: Uzasadnij wybór przykładem z materiału.
7. Jaki błąd można popełnić podczas wykonywania zadania i jak go uniknąć?
Wskazówka: Wskaż możliwą trudność oraz sposób jej rozwiązania.
8. Jak wyjaśnisz ten temat osobie, która poznaje go po raz pierwszy?
Wskazówka: Użyj prostych słów i najważniejszych pojęć z artykułu.
9. Co zmieniłoby się, gdyby pominąć jeden z opisanych etapów lub zasad?
Wskazówka: Przewidź skutek i uzasadnij odpowiedź.
10. Jakie własne ćwiczenie lub przykład można przygotować na podstawie artykułu?
Wskazówka: Zaproponuj zadanie, które sprawdza zrozumienie materiału.
Dodaj komentarz
Musisz się zalogować, aby móc dodać komentarz.