Программирование в среде RobotC. Занятие 1

Понятие переменной
Пример. Надо сложить два числа.
Входные данные: два числа.
Выходные данные: их сумма.
Пока нам не важно, что происходит внутри программы. Важно только, что на вход поступило два числа, на выходе – одно число, их сумма.
Такая модель называется чёрным ящиком.

Понятие переменной
Но нам надо где-то хранить наши входные данные.
Переменная – это область в памяти компьютера, которую мы называем некоторым именем и используем для хранения данных.
Для интуитивного понимая понятия переменной в языках программирования, можно представлять её себе как некоторую коробочку, в которую можно что-то положить и оно будет там лежать. Конечно данная аналогия не совсем точна. Между переменной и коробочкой имеется ряд важных отличий, о которых мы поговорим позже.
Нетрудно сообразить, что программе сложения двух чисел потребуется три коробочки: две для хранения слагаемых и ещё одна для хранения суммы. Назовём эти коробочки A, B и S.

Понятие переменной: практика
Подумайте, как можно применить модель чёрного ящика для описания ситуаций, с которыми вы обычно встречаетесь в жизни, программ и любых других вещей и явлений, которые вас окружают. Например: Интернет-браузер. На вход поступает адрес сайта, а на выходе имеем страницу этого сайта на экране.
Попробуйте найти в системе управления роботом модель "чёрного ящика”. Какие данные поступаю на вход? Какие данные на выходе?

Типы данных
Кроме имени и области в памяти, любая переменная имеет такую важную характеристику как тип данных, которые будут храниться в этой переменной.
Как уже говорилось ранее, программы работают с различными данными, а не только с числами. И если для человека записи "x=3", "x=3.0" и "x = три" несут одинаковую смысловую нагрузку, то для компьютера это не так очевидно. Мы понимаем, что в каждой из этих записей говорится, что х равен трём. Компьютер же пока не настолько умен, чтобы это осознать. Ему нужно точно знать, с какими данными он будет работать. И дело даже не в том, число это или слово, ему важно даже то, целое это число или вещественное. Поэтому все переменные имеют дополнительную характеристику -- тип данных.
Наверное, вам известно, что в памяти компьютера все числа хранятся в виде последовательности 0 и 1. Так вот, для того чтобы записать любое число только ноликами и единичками существуют определённые правила. Эти правила довольно сильно отличаются для целых чисел и для вещественных чисел. В памяти компьютера числа «5" и “5.0" будут записаны совершенно по-разному. Кроме того, зачастую компьютеры гораздо быстрее и лучше могут производить различные действия с целыми числами, чем с вещественными.
Возвращаясь к аналогии с ящиками, можем думать, что существуют различные ящики. Одни ящики подходят только для целых чисел, другие - только для вещественных чисел, третьи - только для хранения букв. И нельзя в ящик для букв положить вещественное число. Точнее положить можно, но тогда ваша программа работать не будет. За этим очень важно следить!

Базовые типы данных в языке Си
Итак, каждая переменная должна иметь конкретный тип данных. И в эту переменную можно сохранить данные только этого типа.
Укажем некоторые базовые типа данных
целые числа – тип int,
вещественные числа – тип float
символы – тип char.
Есть и другие типы данных, но мы пока о них говорить не будем.Необходимо понимать, что тип данных для переменной нужно выбирать в зависимости от того, что мы собираемся в этой переменной хранить. Например, если бы мы считали количество посещений какой-то страницы на сайте, то для этого мы использовали переменную типа int, а вот для наблюдения за средней температурой окружающей среды целые числа уже бы не подошли.

Пример 1
Сопоставьте значения из двух списков
float
int
char
‘a’
3.1415926
2020

Пример 2
Выберите варианты данных, для которых лучше использовать тип int (целые числа).
результат деления одного целого числа на другое;
сумма двух целых чисел;
слово "программирование“;
количество сидячих мест в автобусе;
значения корней квадратного уравнения;
произведение двух целых чисел;
сумма двух чисел;
стоимость товара.

Пример 3
Выберите варианты данных, для которых лучше использовать тип float (вещественные числа).
слово "программирование”;
количество букв в слове;
сумма двух целых чисел;
результат деления одного целого числа на другое;
значения корней квадратного уравнения;
сумма двух произвольных чисел;
количество книг в библиотеке;
стоимость товара.

Переменные в языке Си
Объявление переменной в Си
Процесс создания переменной называют объявлением переменной.
Для того чтобы объявить переменную, необходимо указать её тип и записать её имя. И не забыть поставить ";". Общая структура объявления переменной показана на следующем примере.
int z; // переменная z целого типа
char w; // переменная w символьного типа
Для имён переменных есть одно правило, которое надо будет запомнить.
В качестве имени переменной может выступать любая последовательность символов латинского алфавита, цифр и знака нижнего подчеркивания "_", которая начинается с буквы.
На самом деле, на имя переменной есть дополнительные ограничения, но мы пока в такие детали вдаваться не будем.

Переменные в языке Си
Правильные имена переменных
Peremennaya,
flag,
f3,
var4,
KolichestvoBukv,
fd4s,
FLaG,
key_number
Неправильные имена переменных
2num – начинается с цифры
num flat – содержит пробел в имени
nomer-telefona – содержит дефис

Переменные в языке Си
И ещё один важный момент. В языке программирования Си регистр букв очень важен. Например, переменные с именами flag, FLAG, FlAg, fLAg – это всё различные переменные. Кроме того, есть ряд слов, которые нельзя использовать для названия переменных. Например, int, void, return и другие. Это специальные ключевые слова, которые зарезервированы для нужд самого языка и нигде в другом месте не могу быть использованы.
Кстати, за одно объявление можно создать сразу несколько переменных одного типа:
int a,c; // объявляем переменные a и c целого типа
float x, y, z; // объявляем сразу три вещественные переменные

Переменные в языке Си
Пару слов о том, как выглядит объявление переменной с точки зрения компьютера.
Можно считать, что при объявлении мы сообщаем компьютеру, чтобы он выделил под переменную место в памяти и связал это место определенным именем. Количество места, которое будет выделено в памяти для хранения переменной, зависит от типа этой переменной. Проиллюстрируем эту мысль следующим рисунком.

Переменные в языке Си
На рисунке условно изображена память компьютера как набор ячеек, в каждой из которых может что-то храниться. При этом вещественная переменная занимает две ячейки, а целочисленная всего одну. Это соотношение (два к одному) условное. На самом деле, в вашем компьютере переменная вещественного типа может занимать, например, в четыре раза больше места в памяти, чем целочисленная переменная.

Пример 4
Отметьте правильные имена переменных
name_var
number
имя_переменной
4you
mult2
PRICE
k
num-blade
i
IP-4
0char

Пример 5
Отметьте неправильные имена переменных:
n_count
2mac_address
telephone
mac
Д1
a&b
variable
n count
Pere-mennay
flag_й

Пример 6
Сопоставьте значения из двух списков
int N;
float x,y;
int x, y;
char symbol;
объявление переменной символьного типа с именем symbol
объявление двух целочисленных переменных с именами x и y
объявление целочисленной переменной с именем N
объявление двух вещественных переменных с именами x и y

Пример 7
Отметьте объявления с ошибками:
x, y, z int;
INT a;
int x, y z;
int a
float real-number;

Ответы к примерам
Пример 1. char ‘a’; float 3.1415926; int 2020.
Пример 2. Сумма двух целых чисел; количество сидячих мест в автобусе; произведение двух целых чисел;
Пример 3. Результат деления одного целого числа на другое; значения корней квадратного уравнения; сумма двух произвольных чисел; стоимость товара.
Пример 4. name_var, number, mult2, PRICE, k, i, 0char
Пример 5. 2mac_address, Д1, a&b, n count, Pere-mennay, flag_й.
Пример 6. char symbol; int x, y; int N; float x,y.
Пример 7. x, y, z int; INT a; int a; float real-number;