Стандартные библиотечные функции С++
Волжский университет имени В.Н.Татищева
Факультет “Информатика и телекоммуникации”
Кафедра “Информатика и системы управления”
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине: “Системное программное обеспечение”
Тема:
«Стандартные библиотечные функции С++»
Содержание
Введение
1. Стандартные библиотеки языка Си
1.1 Файлы заголовков
1.2 О стандартных библиотеках
1.3 Стандарт ANSI C
2. Стандартные функции библиотеки math.h
3. Математические ошибки
4. Программная часть
4.1 Постановка задачи
4.2 Описание разработанной программы
5. Заключение
6. Список используемой литературы
Приложение 1
Приложение 2
Введение
C++ является языком "общения" человека с компьютером. Основным "читателем" текстов на языке C++ является транслятор, в обязанности которого входит проверка правильности текста программы и его последующий перевод на язык процессора.
Язык программирования позволяет описывать алгоритмы и данные. Однако его выразительные возможности не исчерпываются множеством содержательных алгоритмов и связанных с ними структур данных. Даже самые абсурдные с точки зрения программиста, реализующего сколько-нибудь значимый алгоритм, предложения языка остаются абсолютно правильными и корректными для транслятора. Примеры, основанные на содержательных алгоритмах, неизбежно оставляют за рамками изложения множества предложений, на которых, порой, и выявляются характерные черты языка.
C++ - это сложный, логически стройный и красивый язык. Его хорошее знание приводит к мастерскому владению этим языком. И здесь уже будет по силам решение любой задачи.
Программа - это последовательность инструкций, предназначенных для выполнения компьютером. В настоящее время программы оформляются в виде текста, который записывается в файлы. Этот текст является результатом деятельности программиста и, несмотря на специфику формального языка, остаётся программой для программиста.
Процесс создания программы предполагает несколько этапов. За этапом разработки проекта программы следует этап программирования. На этом этапе пишется программа. Программистами этот текст воспринимается легче двоичного кода, поскольку различные мнемонические сокращения и имена заключают дополнительную информацию.
Файл с исходным текстом программы обрабатывается транслятором, который осуществляет перевод программы с языка программирования в понятную машине последовательность кодов. Процесс трансляции разделяется на несколько этапов.
На первом этапе исходный текст подвергается лексической обработке. Программа разделяется на предложения, предложение делится на элементарные составляющие (лексемы). Каждая лексема распознаётся и преобразуется в соответствующее двоичное представление. Этот этап работы транслятора называют лексическим анализом.
Затем наступает этап синтаксического анализа. На этом этапе из лексем собираются выражения, а из выражений - операторы. В ходе трансляции последовательности терминальных символов преобразуются в нетерминалы. Невозможность достижения очередного нетерминала является признаком синтаксической ошибки в тексте исходной программы.
После синтаксического анализа наступает этап поэтапной генерации кода. На этом этапе происходит замена операторов языка высокого уровня инструкциями ассемблера, а затем последовательностями машинных команд.
Системы программирования, реализующие язык программирования C++, предусматривают стандартные приёмы и средства, которые делают процесс программирования более технологичным, а саму программу более лёгкой для восприятия.
Языки программирования предназначены для написания программ. Однако было бы странно писать всякий раз одни и те же программы или даже одни и те же подпрограммы (например, подпрограмму вывода информации на дисплей или на принтер - эта подпрограмма требуется практически в каждой программе).
К счастью, проблема многократного использования программного кода уже очень давно и успешно решена.
Практически каждая система, реализующая тот или иной язык программирования (транслятор, компоновщик и прочее программное окружение) имеет набор готовых к использованию фрагментов программного кода. Этот код может находиться в разной степени готовности. Это могут быть фрагменты текстов программ, но, как правило, это объектный код, располагаемый в особых файлах. Такие файлы называются библиотечными файлами.
Для использования библиотечного кода программисту бывает достаточно указать в программе требуемый файл и обеспечить вызов соответствующих функций. Для использования библиотечного кода бывает достаточно стандартного набора языковых средств. Решение всех остальных проблем транслятор и компоновщик берут на себя. Разумеется, программисту должно быть известно о существовании подобных библиотек и о содержании библиотечных файлов.
1. Стандартные библиотеки языка Си
1.1 Файлы заголовков
Использование текстовых файлов заголовков (header-файлов), которые вставляются в текст программы на языке Си с помощью директивы include препроцессора Си, является традиционной техникой программирования на языке Си, обеспечивающей синтаксическую правильность использования библиотечных функций (в том числе и системных вызовов) в прикладной программе. Ранее файлы заголовков, главным образом, содержали определения типов и символических констант (констант, которым сопоставлены имена посредством директивы define препроцессора Си), используемых в интерфейсах соответствующих библиотечных функций. Корректное применение файлов заголовков позволяло программистам не заботиться о правильности типов данных, используемых при обращении к библиотечным функциям и обработке их результатов.
Однако, традиционные файлы заголовков не гарантировали того, что набор параметров вызываемой библиотечной функции соответствовал ее интерфейсу, поскольку объявление функции, содержащее ее интерфейс, в файле компиляции отсутствовало. В лучшем случае ошибки такого рода устойчиво проявлялись во время выполнения программы, хотя далеко не всегда было просто понять их природу. В худшем случае ошибка возникала при переносе программы, поскольку одноименные библиотечные функции действительно обладали разными интерфейсами в разных средах, и в исходной операционной среде ошибки в параметрах не было.
Эту проблему удалось решить (хотя и не абсолютно) за счет введения в язык Си понятия прототипа функции. Грубо говоря, прототип функции – это часть ее объявления, содержащая только интерфейс (без тела функции). Наличие прототипа любой функции допускается в любом файле компиляции, даже не обязательно содержащем вызов этой функции. Однако, если вызов функции содержится в файле компиляции, то набор параметров вызова должен точно соответствовать интерфейсу вызываемой функции, определенному в ее прототипе.
Дальнейший ход рассуждений очевиден. Для группы родственных библиотечных функций делается общий файл заголовков, содержащий необходимые определения типов данных и символических констант, а также набор прототипов этих библиотечных функций. После включения в файл компиляции такого файла заголовков на стадии компиляции будут обнаружены все синтаксические ошибки обращения к библиотечным функциям. Однако это решение не абсолютно. Это действительно так, поскольку в принципе никто не может заставить программиста на языке Си включать в текст программы все требуемые файлы заголовков. Пусть этот вопрос решает каждый программист в отдельности.
Последнее замечание относительно файлов заголовков. В последнее время они содержат большое количество операторов условной компиляции, относящихся большей частью к определению символических констант. Дело в том, что в зависимости от версии операционной системы значения констант, используемых с одним и тем же смыслом, часто меняются. Конечно, прикладная программа не должна зависеть от таких изменений. Наличие операторов условной компиляции внутри файла заголовков разрешает эту проблему.
1.2 О стандартных библиотеках
С++ и его стандартные библиотеки спроектированы так, чтобы обеспечивать переносимость. Имеющаяся на текущий момент реализация языка будет идти в большинстве систем, поддерживающих C. Из С++ программ можно использовать C библиотеки, и с С++ можно использовать большую часть инструментальных средств, поддерживающих программирование на C.
В языке Си стандартная библиотека более сильно интегрирована с языком по сравнению с другими языками программирования высокого уровня. Без использования функций стандартной библиотеки не может быть написана ни одна серьезная программа на языке Си, в частности потому, что в самом языке нет никаких средств ввода/вывода информации.
Стандартную библиотеку функций языка Си можно разделить на две категории: функции, которые имеются в библиотеке любой системы программирования языка Си для различных операционных систем и различных архитектур компьютеров, и функции, которые являются уникальными в рамках какой-либо системы программирования или обеспечивают доступ к специфическим возможностям конкретной операционной системы, или связаны с конкретной архитектурой компьютера.
Функции первой категории образуют переносимое ядро библиотеки; программы, в которых используются только такие библиотечные функции, могут быть перенесены в другую систему программирования, другую операционную систему или на другой тип архитектуры компьютера с наименьшими затратами. Плата за универсальность — невозможность воспользоваться специфическими средствами, предоставляемыми конкретной вычислительной средой.
Функции второй категории предоставляют возможность получить доступ к функциям ядра данной операционной системы к внутренним структурам данной операционной системы, к регистрам используемых аппаратных устройств. Кроме того, ко второй категории относятся функции, которые добавлены в библиотеку, исходя из личных предпочтений разработчиков конкретной системы программирования — как им видится удобный набор средств для разработки различных алгоритмов — сравните, например, функции memset и setmem.
Со времени принятия стандарта языка Си, что окончательно произошло в 1989 году, в системах программирования Си такие необоснованные расширения библиотек практически исчезли, но в ранних версиях языка подобный разнобой был очень велик. К сожалению, наборы функций второй категории не согласованы даже для различных систем программирования в рамках одной операционной системы на одном типе архитектур компьютеров. Это четко прослеживается на примере систем программирования Turbo C от Borland и Microsoft C: библиотечные функции, обеспечивающие интерфейс для вызова одной и той же функции операционной системы, могут иметь не только разные параметры, но и разные названия.
Эти несогласованности объяснялись, с одной стороны, коммерческими соображениями стремлением удержать под контролем рынок программного обеспечения, чтобы пользователи, начавшие программировать с использованием одной системы программирования, покупали затем более новые программные продукты той же фирмы, а с другой стороны, поздним появлением стандарта на язык и на его библиотеки и независимые эволюции от версии к версии каждой системы программирования [3]. (Напомним, что стандарт языка был принят примерно через пятнадцать лет после его появления и через десять лет после того, как его уже начали активно использовать) При этом, надо отметить, происходило постепенное сближение различных систем программирования по мере того, как каждая из них заимствовала наиболее ценные идеи у конкурентов. Так, различия между библиотеками последних систем программирования Turbo C и Microsoft C практически отсутствуют.
1.3 Стандарт ANSI C
Здесь содержатся нестрогие выдержки из стандарта ISO/IEC 9899:1993 — Programming language C, касающиеся некоторых соглашений о стандартных библиотеках.
1. Каждая функция описывается в библиотеке, где содержатся прототипы (описания) нескольких схожих функций (например, функции ввода/вывода) и, при необходимости, требуемые структуры данных и макроопределения. Библиотека подключается путем указания директивы препроцессора #include за которым следует заголовок библиотеки;
2. Стандартными заголовками являются: <assert.h>, <complex.h>, <ctype.h>, <errno.h>, <fenv.h>, <float.h>, <inttypes.h>, <iso646.h>, <limits.h>, <local.h>, <math.h>, <setjmp.h>, <signal.h>, <stdarg.h>, <stdbool.h>, <stddef.h>, <stdio.h>, <stdlib.h>, <strng.h>, <tgmath.h>, <time.h>, <wchar.h>, <wctype.h>;
3. Все стандартные баблиотеки могут включаться в программу в любом месте, предусмотренном синтаксисом языка, кроме библиотеки <assert.h> (результат зависит от значения переменной NDEBUG). Это не оказывает никакого влияния на эффективность программы. Однако корректное выполнение любой функции, может быть произведено, только если библиотека, ее описывающая, будет включена в программу раньше вызова этой функции;
4. Программа не может содержать переменных, имена которых лексически полностью совпадают с макроопределениями в какой - либо подключенной библиотеки. В противном случае, препроцессор в программе заменит имена макросов на вновь определенные, а не на библиотечные выражения;
5. Библиотеки не должны включать определения локальных переменных без указания external (external linkage).
2. Стандартные функции библиотеки math.h
Имя функции: ACOS
#include <math.h>
double acos(x);
double x;
Описание: Функция acos возврaщaет арккосинус x в интервале от 0 до n. Значение x должно быть между -1 и 1.
Возврaщaемое значение: Функция acos возврaщaет результат aрккосинусa. Если x меньше -1 или больше 1, acos устaнaвливaет errno в EDOM, печaтaет сообщение об ошибке DOMAIN в stderr и возврaщaет 0.
Обрaботкa ошибок может быть модифицировaнa при изменении процедуры matherr.
Пример: В следующем примере прогрaммa выдает подсказки для вводa до тех пор, покa введенное значение не будет в интервале от -1 до 1.
#include <math.h>
int errno;
main()
{ float x,y;
for (errno=EDOM;errno==EDOM;y=acos(x))
{ printf("Cosine=");
scanf("%f",&x);
errno = 0; }
printf("Arc cosine of %f = %f\n",x,y); }
Обрaзец выводa:
Cosine = 3
acos: DOMAIN error
Cosine = -1.0
Arc cosine of -1.000000 = 3.141593
Имя функции: ASIN
#include <math.h>
double asin(x);
double x;
Описание. Функция asin вычисляет арксинус x в интервале -n/2 до n/2. Значение x должно быть между -1 и 1.
Возвращаемое значение: Функция asin возвращает результат арксинуса. Если x меньше -1 или больше 1, asin устанавливает errno в EDOM, печатает сообщение об ошибке DOMAIN в stderr и возвращает 0.
Обрaботкa ошибок может быть модифицировaнa при изменении процедуры matherr.
Пример:
#include <math.h>
int errno;
main()
{ float x, y;
for (errno=EDOM; errno==EDOM; y=asin(x)) {
printf("Синус = ");
scanf("%f,&x);
errno=0; }
printf ("арксинус от %f=%f\n",x,y); }
ВЫВОД:
Синус = -1.001
asin: DOMAIN error
Синус = -1
Арксинус от -1.000000 = -1.570796
Имя функции: ATAN-ATAN2
#include<math. h>
double atan(x);
double(x);
double atan2(y,x);
double x;
double y;
Описание: atan и atan2 функции вычисляют арктангенс x и y/x соответственно: atan возвращает значение в пределах от -пи/2 до пи/2; atan2 возвращает значение в пределах от -пи до пи.
Возвращаемое значение: atan и atan2 возвращают значение арктангенса.0, если оба аргумента функции atan2 нулевые; при этом errno устанавливается в EDOM и печатается сообщение об ошибке DOMAIN в stderr.
Обработку ошибки можно изменить, используя команду matherr.
Пример:
#include<math.h>
printf("%.7f\n",atan(1.0));
printf("%.7f\n"atan2(-1.0,1.0);
ВЫВОД:
0.7853982
-0.7853982
Имя функции: CABS
#include<math.h>
double cabs(z);
struct compex z;
Описание: Cabs функция вычисляет абсолютное значение комплексного числа. Комплексное число должно иметь структуру типа complex, определенный в math.h в следующем виде:
struct complex { double x,y; };
Вызов cabs эквивалетно sgrt(z.x*z.x+x.y*z.y)
Возвращаемое значение: Cabs возвращает абсолютное значение. Нет кодов ошибок.
Пример:
#include<math.h>
struct complex value;
double d;
value.x=3.0;
value.y=4.0;
d=cabs(value);
Имя функции: CEIL
#include<math.h>
double ceil(x);
double x;
Описание: Ceil функция возвращает самое маленькое целое, которое больше или равно значению числа с плавающей точкой.
Возвращаемое значение: Число с плавающей точкой. Нет кодов ошибок.
Пример:
#include <math.h>
double y;
y=ceil(1.05); /*y=2.0 */
y=ceil(-1.05); /*y=-1.0 */
Имя функции: FABS
#include <math.h>
double fabs(x);
double x; значение с плавающей точкой
Описание: Функция fabs возвращает абсолютное значение своего аргумента с плавающей точкой.
Возвращаемое значение: Функция fabs возвращает абсолютное значение своего аргумента. Возвращаемого значения в случае ошибки нет.
Пример:
#include <math.h>
double x,y;
y = fabs(x);.
Имя функции: FLOOR
#include <math.h>
double floor(x);
double x; значение с плавающей точкой.
Описание: Функция floor возвращает значение с плавающей точкой, представляющее наибольшее целое, которое меньше или равно x.
Возвращаемое значение: Функция floor возвращает результат с плавающей точкой. Возвращаемого значения в случае ошибки нет.
Пример:
#include <math.h>
double y;
y = floor(2.8); /* y = 2.0 */
y = floor(-2.8); /* y = -3.0 */
Имя функции: FMOD
#include <math.h>
double fmod(x,y);
double x; значение с плавающей точкой.
double y;
Описание: Функция fmod вычисляет остаток от деления x на y с плавающей точкой, где x=iy+f, i - целое, f - имеет тот же знак, что x; а абсолютное значение x меньше, чем абсолютное значение y.
Возвращаемое значение.: Функция fmod возвращает остаток с плавающей точкой. Если y равно 0, функция возвращает 0.
Пример:
#include <math.h>
double x,y,z;
x = -10.0;
y = 3.0;
z = fmod(x,y); /* z = -1.0 */.
Пример:
#include <math.h>
int errno;
main()
{ float x,y;
for (errno=EDOM; errno==EDOM; y=asin(x)) {
printf("Sine=");
scanf("%f", &x);
errno = 0; }
printf("Arc sine of %f\n",x,y);}
На выходе:
Sine = -1.001
asin: DOMAIN error
Sine = -1
Arc sine of -1.000000=-1.570796
Имя функции: LDEXP
#include <math.h>
double ldext(x,exp);
double x; значение с плавающей точкой
int *exp; целая экспонента
Описание.: Функция ldexp возвращает x, умноженное на 2 в степени exp.
Возвращаемое значение: ldexp возвращает x, умноженное на 2 в степени exp.В случае переполнения результата функция возвращает +HUGE или -HUGE (в зависимости от знака x) и устанавливает errno в ERANGE.
Пример:
#include <math.h>
double x,y;
int p;
x = 1.5;
p = 5;
y = ldexp(x,p); /* y = 48.0 */
Имя функции: POW
#include <math.h>
double pow(x,y);
double x; возводимое число
double y; степень числа x
Описание: Функция pow вычисляет x, возведенное в степень y.
Возвращаемое значение: Функция pow возвращает значение x в степени y. Если y равна 0, pow возвращает значение 1. Если x равно 0 и y отрицательная, pow устанавливает errno в ERANGE и возвращает HUGE. Если x отрицательное, а y не является целой, функция печатает сообщение об ошибке DOMAIN в stderr, устанавливает errno в ERANGE и возвращает либо положительное, либо отрицательное значение HUGE. В случае переполнения или потери значимости никакого сообщения не печатается.
Пример:
#include <math.h>
double x = 2.0, y = 3.0, z;
z = pow(x,y); /* z = 8.0 */
Имя функции: SIN-SINH
#include <math.h>
double sin(x); вычисляет синус x
double sinh(x); вычисляет гиперболический синус x
double x; радиан
Описание: Функции sin и sinh вычисляют соответственно синус и гиперболический синус x.
Возвращаемое значение.:Функция sin возвращает синус x. Если x большой, то может возникнуть частичная потеря значимости результата. В этом случае sin вырабатывает ошибку PLOSS, но сообщения не печатает. Если x настолько большой, что теряется общая значимость результата, тогда sin печатает сообщение об ошибке TLOSS в stderr и возвращает 0. В обоих случаях errno устанавливается в ERANGE. Функция sinh возвращает гиперболический синус x. Если результат большой, sinh возвращает значение HUGE (отрицательное или положительное, в зависимости от знака x) и устанавливает errno в ERANGE.
Обрaботкa ошибок может быть модифицировaнa при изменении процедуры matherr.
Пример:
#include <math.h>
double pi = 3.1415926535,x,y;
x = pi/2;);
y = sin(x); /* y равен 1.0 */
y = sinh(x); /* y равен 2.3 */
Имя функции: SQRT
#include <math.h>
double sqrt(x);
double x; неотрицательное значение с плавающей точкой
Описание: Функция sqrt вычисляет квадратный корень x.
Возвращаемое значение: Функция sqrt возвращает результат вычисления квадратного корня. Если x - отрицательное, функция печатает сообщение об ошибке DOMAIN в stderr, устанавливает errno в EDOM и возвращает 0.
Обрaботкa ошибок может быть модифицировaнa при изменении процедуры matherr.
Пример:
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
double x,y,z;
if ((z = sqrt(x+y))==o.0)
if((x+y) < 0.0)
perror("sqrt of a negative number");
Имя функции: TAN-TANH
#include <math.h>
double tan(x); вычисляет тангенс x
double tanh(x); вычисляет гиперболический тангенс x
double x; радиан
Описание: Функции tan и tanh вычисляют соответственно тангенс и гиперболический тангенс x.
Возвращаемое значение: Функция tan возвращает тангенс x. Если x большой, при вычислениях может возникнуть частичная потеря значимости. В этом случае tan вырабатывает ошибку PLOSS, но сообщения не печатает. Если x настолько большой, что общая значимость результата теряется, тогда tan печатает сообщение об ошибке TLOSS в stderr и возв ращает 0. В обоих случаях errno устанавливается в ERANGE. Функция tanh возвращает гиперболический тангенс x.
Возвращаемого значения в случае ошибки нет.
Пример:
#include <math.h>
double pi,x,y;
pi = 3.1415926535;
x = tan(pi/4.0); /* x равен 1.0 */
y = tanh(x); /* y равен 1.6 */
3. Математические ошибки
Ошибки, приведенные ниже, порождаются математическими процедурами библиотеки Си. Эти ошибки соответствуют только тем типам ошибок, которые объявлены в <math.h>, и возвращаются функцией matherr.
Таблица 1.
|
Ошибка |
Описание |
|
DOMAIN |
Аргумент для функции находится вне области определения функции. (например log(-1)); |
|
OVERFLOW |
Результат очень большой для предоставления его в возвращаемом значении. (например exp(1000)); |
|
PLOSS |
Возникла частичная потеря значимости. |
|
SING |
Особенность аргумента: аргумент для функции имеет неверное значение(например, пересылается значения 0 к той функции, которая требует ненулевого значения). (например pow(0,-2)); |
|
TLOSS |
Возникла общая потеря значимости. (например sin(10e70)) |
|
UNDERFLOW |
Результат очень маленький для предоставления его в возвращаемом значении. (например exp(-1000)); |
Имя функции: matherr
Описание: Процедура обработки ошибок операций с плавающей точкой, модифицируемая пользователем. Функция matherr вызывается для обработки ошибок, генерируемых функциями из библиотеки математических функций
Синтаксис #include
int matherr(struct exception *e);
matherr служит в качестве пользовательской ловушки, (функции определяемой пользователем) которую вы можете написать сами (смотрите пример). matherr сожно использовать для отслеживания ошибок области определения и выхода за пределы диапазона, происходящих в математических функциях. Она не отслеживает исключительных ситуаций, возникающих при работе со значениями с плавающей точкой (например при делении на 0). Для отслеживания таких ошибок смотри функцию signal.
Вы можете модифицировать процедуру matherr специально для вашего случая (то есть она будет отлавливать определенные типы ошибок); модифицированная функция matherr должна возвращать 0, если она не может обработать данную ошибку, и 1, если ошибка успешно обработана. Если функция matherr возвращает ненулевое значение, сообщение об ошибке не печатается, и переменная errno не изменяется.
Ниже приведена структура exception (определенная в файле math.h):
struct exception {
int type;
char *Function;
double arg1, arg2, retval;
};
Составные части структуры exception обозначают следующее:
Таблица 2.
|
Имя |
Что это |
|
Type |
тип произошедшей математической ошибки; тип enum определен в typedef_mexcep (смотрите определение после данного списка). |
|
Function |
указатель на символьную строку с нулевым окончанием, содержащую имя библиотечной математической функции, которая выдала ошибку. |
|
arg1,arg2 |
аргументы (переданные данной функции), которые вызвали ошибку; если функции передается только один аргумент, он хранится в arg1. |
|
Retval |
стандартное возвращаемое значение для функции matherr; вы можете модифицировать это значение. |
Параметр typedef_mexcep, также определенный в файле math.h, перечисляет следующие символические константы, представляющие собой возможные математические ошибки: (см. Таблицу 1).
Исходный код для функции matherr, определенной по умолчанию находится на дистрибутивных дисках с системой Turbo C++.
Стандарт UNIX функции matherr несовместим со стандартом ANSI C. Если вам требуется версия функции matherr для системы UNIX, пользуйтесь программой matherr.c, поставляемой на дистрибутивных дискетах пакета Turbo C.
Возвращаемое По умолчанию функция matherr возвращает 1 если значение ошибка UNDERFLOW или TLOSS, иначе 0. Функция matherr также может модифицировать параметр e->retval, который посредством функции matherr передается в вызывающую программу. Когда функция matherr возвращает 0, (означающий, что обработать ошибку она не может), функция _matherr устанавливает переменную errno и печатает сообщение об ошибке. Когда функция matherr возвращает ненулевое значение, (означающее, что ошибка успешно обработана), глобальная переменная errno не устанавливается и сообщение об ошибке не выводится.
Переносимость matherr доступна на многих компиляторах Си, однако она не поддерживается стандартом ANSI C.
matherr в стиле системы UNIX (которая печатает сообщение и завершает выполнение программы) поставляется вместе с пакетом Turbo C++ в файле MATHERR.C. matherr может не поддерживаться в дальнейших версиях Turbo C++.
Пример:
#include
#include
#include
int matherr(struct exception *a);
{
if (a -> type == DOMAIN)
{
if(strcmp(a -> name, "sqrt") == 0)
{
a -> retval = sqrt (-(a -> arg1));
return (1);
}
}
return (0);
}
int main(void)
{
double x,y;
x = -2.0;
y = sqrt(x);
printf("Значение, скорректированное matherr: %lf\n",y);
return 0;
}
4. Программная часть
4.1 Постановка задачи
Перед началом выполнения данной курсовой работы я поставил для себя целью изучить принципы работы с математической библиотекой, функции и системные вызовы языка С++, позволяющие выполнять геометрические, тригонометрические и другие нестандартные математические расчёты. В курсовой работе я буду создавать и описывать программу, которая позволит выполнять расчёты по заданным параметрам, введённых с клавиатуры.
Данная программа в дальнейшем может быть использована студентами для изучения математической библиотеки на лабораторных занятиях по изучению теоретического материала и приобретения практических навыков по дисциплине «Системное Программное Обеспечение», а также программа может быть использована в работе с операционной системой MS DOS.
4.2 Описание разработанной программы
Моя программа предназначена для демонстрации работы созданной мной библиотеки.
В программе организовано псевдографическое меню, в котором можно выбрать один из нескольких пунктов:
Площадь круга.
Объём цилиндра.
Площадь цилиндра.
Площадь трапеции.
Объём пирамиды.
Объём шара.
Площадь сферы.
Факториал.
Выход.
При выборе соответствующего пункта, необходимо нажать клавишу Enter, для того чтобы приступить к расчётам или, если выбран пункт «Выход», выйти из программы. Для немедленного выхода из программы необходимо нажать клавишу ESC.
В программе я использую встроенные библиотеки С++.
Таблица. 3
|
Название библиотеки |
Описание функции |
|
Iostream.h |
Потоки ввода \ вывода |
|
Conio.h |
Прототип функции задержки |
|
Math.h |
Использование математических функций |
А также помимо стандартных библиотек, подгружается matfac.cpp - разработанная мной библиотека.
Почти в любой программе не обойдешься без собственных функций, они упрощают программирование, программа становится более понятна и удобна в изучении.
В моей программе я использую несколько своих функций вызываемых из основной программы.
f1-f8 - функции соответствующие описанным выше пунктам меню (Площадь круга, Объём цилиндра, …,Выход.).
sw – функция для вызова других функций (f1-f8).
mn – функция для организации меню.
В функции sw и mn в качестве аргументов передаются переменная соответствующая выбранному пункту меню, а также массив строк.
Непосредственно из функций f1-f8 передаются аргументы и вызываются описанные мною функции из matfac.cpp.
С помощью директив #include в головную программу выключаются другие файлы: matfac.cpp. Предположим что все они находятся в корневой директории диска С:. Если это не так, то необходимо изменить соответствующие директивы #include.
Листинги исполняемой программы kurs.cpp и подгружаемого модуля matfac.cpp представлены в приложениях 1 и 2.
5. Заключение
В данной курсовой работе мной был рассмотрен стандартный модуль для работы с математическими функциями на языке C++ “math.h”. А также разработан собственный модуль для вычисления площади, объёмов геометрических фигур и других параметров. Данная работа позволила мне более углубленно изучить работу с математическими функциями, различные тонкости языка. В курсовой работе была создана и описана программа, позволяющая вычислять некоторые геометрические величины.
Данная работа может использоваться в учебных целях, а на основе кода модуля могут осуществляться различные разработки дополнительных функций для работы с математическими функциями, на лабораторных занятиях по изучению теоретического материала и приобретения практических навыков по дисциплине «Системное Программное Обеспечение».
6. Список используемой литературы
М.И. Болски. Язык программирования Си. 1988г.
Б.И. Березин. Начальный курс С и С++. М.,2001г.
Интернет ресурсы (www.citforum.ru)
Приложение 1
Листинг основной программы (kurs).
#include <iostream.h>
#include <conio.h>
#include <c:\matfac.cpp>
#include<math.h>
//#include<stdio.h>
void f1(char menu [9][30])// Площадь круга
{
float r;
gotoxy(15,10);
cout<<menu[1]<<endl;
cout<<"Введите радиус \n";cin>>r;
cout<< menu[1]<<"="<<Sokr(r);
getch();
}
void f2(char menu [9][30])// Объём цилиндра
{
float r,h;
gotoxy(15,10);
cout<<menu[2]<<endl;
cout<<"Введите радиус \n";cin>>r;
cout<<"Введите высоту \n";cin>>h;
cout<< menu[2]<<"="<<VCil(r,h);
getch();
}
void f3(char menu [9][30])// Площадь цилиндра
{
float r,h;
gotoxy(15,10);
cout<<menu[3]<<endl;
cout<<"Введите радиус \n";cin>>r;
cout<<"Введите высоту \n";cin>>h;
cout<< menu[3]<<"="<<SCil(r,h);
getch();
}
void f4(char menu [9][30])// Площадь трапеции
{
float a,b,h;
gotoxy(15,10);
cout<<menu[4]<<endl;
cout<<"Введите сторону a \n";cin>>a;
cout<<"Введите сторону b \n";cin>>b;
cout<<"Введите высоту h \n";cin>>h;
cout<< menu[4]<<"="<<STrap(a,b,h);
getch();
}
void f5(char menu [9][30])// Объём пирамиды
{
float a,b,h;
gotoxy(15,10);
cout<<menu[5]<<endl;
cout<<"Введите a \n";cin>>a;
cout<<"Введите b \n";cin>>b;
cout<<"Введите h \n";cin>>h;
cout<< menu[5]<<"="<<VPir(a,b,h);
getch();
}
void f6(char menu [9][30])// Объём шара
{
float r;
gotoxy(15,10);
cout<<menu[6]<<endl;
cout<<"Введите радиус \n";cin>>r;
cout<< menu[6]<<"="<<VSfer(r);
getch();
}
void f7(char menu [9][30])// Площадь сферы
{float r;
gotoxy(15,10);
cout<<menu[7]<<endl;
cout<<"Введите радиус r\n";cin>>r;
cout<< menu[7]<<"="<<SSfer(r);
getch();
}
void f8(char menu [9][30])// Факториал
{float r;
gotoxy(15,10);
cout<<menu[8]<<endl;
cout<<"Введите число \n";cin>>r;
cout<< menu[8]<<"="<< fac(r);
getch();
}
short sw(short k,char menu[9][30])//вызов функций
{
short kod=1;
switch (k)
{
case(1):f1(menu);break;
case(2):f2(menu);break;
case(3):f3(menu);break;
case(4):f4(menu);break;
case(5):f5(menu);break;
case(6):f6(menu);break;
case(7):f7(menu);break;
case(8):f8(menu);break;
case(9):cout<<menu[9]<<endl;kod=27; getch();return kod; // Выход
}
}
void mn (short k, char menu [9][30])//меню
{
clrscr();
textattr(7);
for(int i=1;i<10;i++)
{
gotoxy(15,i+5);
if (k==i) {
textattr(2);
cprintf(menu[i]);
textattr(7);
} else cprintf (menu[i]);
}
}
void main ()
{
clrscr();
char menu [9][30];//массив строк
strcpy (menu[1],"Площадь круга");
strcpy (menu[2],"Объём цилиндра");
strcpy (menu[3],"Площадь цилиндра");
strcpy (menu[4],"Площадь трапеции");
strcpy (menu[5],"Объём пирамиды");
strcpy (menu[6],"Объём шара");
strcpy (menu[7],"Площадь сферы");
strcpy (menu[8],"Факториал");
strcpy (menu[9],"Выход");
short k=1, kod=1;
mn (k, menu);
do
{
kod=getch();
switch (kod)//определить нажатые клавиши
{
// case (27):{ return;};break;//ESC
case (80):{k++;if (k>9) k=9; mn(k, menu);};break;//стрелка вверх
case (72):{k--;if (k<1) k=1; mn(k, menu);};break;// стрелка вниз
case (13): clrscr();kod=sw(k,menu);mn(k,menu);break;//enter
}
} while (kod!=27); //ESC
}
Приложение 2
Листинг модуля “matfac.cpp”.
#include <math.h>
#define M_PI 3.14159265358979323846
float fac (float n) //factorial_1
{
float f=0;
if (n!=0)
{
f=1;
for (int i=1;i<=n;i++)
{
f*=i;
}
} else f=0;
return f;
}
float Sokr (float r) //площадь груга_2
{
return (M_PI*r*r);
}
float VCil (float r,float h) //объём цилиндра_3
{
return (M_PI*r*r*h);
}
float SCil (float r,float h) //площадь цилиндра_4
{
return (M_PI*2*r*(r+h));
}
float STrap (float a,float b,float h) //площадь трапеции_5
{
return ((a+b)/(2*h));
}
float VPir (float a,float b,float h) //объём пирамиды_6
{
return ((a*b*h)/3);
}
float VSfer (float r) //объём шара_7
{
return (4*M_PI*r*r)/3;
}
float SSfer (float r) //площадь сферы_8
{
return (4*M_PI*r*r);
}