Самоучитель языка программирования

Язык программирования Си

практический курс

Что это такое?

В свое время (1991-1992 года), выбрав язык Си в качестве основного языка программирования для математических классов, автор столкнулся с проблемой отсутствия нормальных учебников, которые можно было бы рекомендовать школьникам. Это вынудило его написать свой конспект лекций, который можно было бы назвать «Практический курс программирования на Си» — в него вошли те сведения, которые действительно требовались автору на практике. Многолетний опыт преподавания показал, что конспект действительно востребован и широко используется как школьниками, так и выпускниками.

В качестве среды разработки используется бесплатно распространяемая оболочка Dev-C++ с открытым исходным кодом, включающая компилятор GCC.

Автор будет благодарен за отзывы и конструктивную критику по поводу содержания и оформления этих материалов. Если вы заметили ошибку или у вас есть предложения, замечания, жалобы, просьбы и заявления, пишите.

Лицензионное соглашение

Все опубликованные ниже материалы могут быть свободно использованы в некоммерческих целях при условии сохранения авторства.

Скачивание материалов означает, что вы приняли условия этого лицензионного соглашения.

Скачать

Конспект распространяется свободно в формате PDF. Для просмотра требуется бесплатный просмотрщик Acrobat Reader. Конспект курса условно разбит на 4 части:

1. Введение в программирование на языке Си (860 Кб)29.03.2014
   Изучение основных конструкций языка и приемов написания программ.
2. Xранение и обработка данных (792 Кб)21.11.2013
   Язык Си: массивы, матрицы, структуры, символьные строки, структуры, рекурсия.
3. Разработка программ на языке Си (937 Кб)01.03.2014
   Приемы проектирования программ, структурное программирование, целочисленные алгоритмы, численные методы, моделирование.
4. Динамические структуры данных в языке Си (666 Кб)11.06.2009
   Списки, стеки, деревья, графы.

Презентации

Для преподавателей и учащихся могут быть полезны презентации, построенные на основе этого конспекта. Их можно скачать на странице Презентации.

Методика

В программе предусмотрено изучение языка Си в 7-11 классах:

Часть I представляет собой расширенный конспект курса 7 класса. Введение в язык Си строится на базе алгоритмической подготовки, которую дети получили в 6 классе, работая с исполнителями.

Основная задача — познакомить учащихся с основными конструкциями языка Си: циклами, условными операторами, процедурами. Весьма успешно проходит изучение разделов, связанных с графикой, анимацией.

Для работы с графикой через браузер можно использовать онлайн-сервис Антона Деникина.

Программа включает следующие разделы (в скобках указана часть конспекта): Массивы (II), Работа с файлами (II), Символьные строки (II), Вращение объектов (III), Моделирование (III). Особое внимание уделяется изучению алгоритмов работы с массивами, в том числе поиска, сортировки и т.п. Дается понятие об эффективности вычислительных методов.

Основное внимание уделяется изучению методов разработки программ на языке Си. Учащиеся выполняют индивидуальное задание, в ходе которого учатся строить графики на экране, знакомятся с преобразованиями систем координат, изучают методы решения уравнений, знакомятся с численными методами, учатся правильно оформлять программы (разделы 1-2 части III). Одно из заданий посвящено использованию метода Монте-Карло для вычисления площади сложной фигуры. Из новых разделов изучаются также Матрицы (II), Массивы символьных строк (II). Вводится понятие указателей и изучаются простейшие операции с ними.

Изучения языка Си выходит на более серьезный уровень. Основные темы — Управление памятью (II), Рекурсия (II), Структуры (II). Предусмотрено изучение языка Паскаль в качестве второго языка программирования. С этого момента алгоритмы на теоретических занятиях записываются поочередно на двух языках.

Изучаются не столько особенности языков, сколько алгоритмы. Основные разделы — Численные методы (III), Моделирование (III), Динамические структуры данных (IV).

C++ с нуля

Этот самоучитель создан для тех, кто хочет освоить основы программирования на C++. Уроки рассчитаны, в первую очередь на новичков, но будут полезны и тем, кто уже имеет небольшой опыт в программировании. Мы начнем с основных принципов и закончим данный курс уже на более сложных примерах.

Первая программа на C++ — урок 1

В качестве среды разработки под Windows автор советует использовать Visual Studio 2008 (800 Мб), если у вас Windows XP, Visual Studio 2013 (6.5 Гб) для Windows 7 и выше, или Dev C++ 5 (41 Мб) для тех, у кого слишком медленный интернет для загрузки Visual Studio. Пользователям Unix-подобных систем, потребуется компилятор GCC и любой текстовый редактор, например Vim.

После того, как вы установили все необходимое, приступим к написанию первой программы.

Переменные и типы данных в C++ — урок 2

Из школьного курса математики мы все знаем, что такое переменные. В программировании принципы довольно схожи. Переменная — это «ячейка» оперативной памяти компьютера, в которой может храниться какая-либо информация.

Конструкция ветвления в C++ — урок 3

Встречаются ситуации, когда программе нужно выбрать, какую операцию ей выполнить, в зависимости от определенного условия.

К примеру, мы вводим с клавиатуры целое число. Если это число больше десяти, то программа должна выполнить одно действие, иначе — другое. Реализуем этот алгоритм на C++ с помощью конструкции ветвления.

Циклы в C++ — урок 4

Иногда необходимо повторять одно и то же действие несколько раз подряд. Для этого используют циклы. В этом уроке мы научимся программировать циклы на C++, после чего посчитаем сумму всех чисел от 1 до 1000.

Массивы в C++ — урок 5

Сегодня мы с поговорим о массивах. Вы уже знаете, что переменная — это ячейка в памяти компьютера, где может храниться одно единственное значение. Массив — это область памяти, где могут последовательно храниться несколько значений.

Возьмем группу студентов из десяти человек. У каждого из них есть фамилия. Создавать отдельную переменную для каждого студента — не рационально. Создадим массив, в котором будут храниться фамилии всех студентов.

Функции в C++ — урок 6

Сегодня мы поговорим о функциях в C++. Очень часто в программировании необходимо выполнять одни и те же действия. Например, мы хотим выводить пользователю сообщения об ошибке в разных местах программы, если он ввел неверное значение. без функций это выглядело бы так:

Указатели в C++ — урок 7

При выполнении любой программы, все необходимые для ее работы данные должныбыть загружены в оперативную память компьютера. Для обращения к переменным, находящимся в памяти, используются специальные адреса, которые записываются в шестнадцатеричном виде, например 0x100 или 0x200 .

Если переменных в памяти потребуется слишком большое количество, которое не сможет вместить в себя сама аппаратная часть, произойдет перегрузка системы или её зависание.

Динамические массивы в C++ — урок 8

В пятом уроке мы разобрали понятие массива. При объявлении, мы задавали массиву определенный постоянный размер.

Параметры командной строки в C++ — урок 9

При запуске программы из командной строки, ей можно передавать дополнительные параметры в текстовом виде.

Классы в C++ — урок 10

Весь реальный мир состоит из объектов. Города состоят из районов, в каждом районе есть свои названия улиц, на каждой улице находятся жилые дома, которые также состоят из объектов.

Практически любой материальный предмет можно представить в виде совокупности объектов, из которых он состоит. Допустим, что нам нужно написать программу для учета успеваемости студентов. Можно представить группу студентов, как класс языка C++. Назовем его Students .

Как правильно изучать программирование: метод Франклина

Главная проблема в самообучении — отсутствие системного подхода. Трудно понять, что учить в первую очередь, а что во вторую, и в каком порядке.

Если вам нравится узнавать новое, наводить порядок в хаосе с помощью продуманных инструкций, заставлять технику выполнять команды — значит программирование точно для вас. Чтобы начать путь и избежать сложностей самообучения, достаточно записаться на курс «Профессия веб-разработчик».

Талант программиста можно заметить в человеке, который не написал ни строчки кода. Это человек, который любит головоломки. И первая головоломка — как правильно изучать программирование самостоятельно.

Анатолий Ализар

Пишет про разработку в Skillbox. Работал главным редактором сайта «Хабрахабр», ведет корпоративные блоги.

Самообучение

Путь самоучки — это «метод тыка», общение на форумах, поиск единомышленников, хождение по конференциям и тусовкам-митапам. Это такой путь самурая. Путь подходит не каждому. Поэтому для широких масс выпустили кучу самоучителей — тысячи книг, похожих друг на друга как близнецы.

Самоучитель хорош тем, что быстро погружает в тему. Вы начнете кодить практически в тот день, когда открыли книжку. Но, как говорит преподаватель Джеймс Коппел из Массачусетского технологического института, есть одна проблема: эти книги ничему не учат. Главное там — длинные листинги кода, которые читатель должен воспроизвести.

Как и в конспектах университетских лекций, «код переходит со страницы книги на экран читателя, минуя мозг». Студенты, которые слушают обычные лекции, на 55% чаще проваливают экзамен, чем те, кто участвовал в обсуждении материала, пусть даже немного.

Метод Франклинa

Чтобы извлечь какую-то пользу из самоучителей или лекций, некоторые специалисты рекомендуют выполнять практические задания особым методом. Его можно назвать методом Франклина.

Этот метод очень прост на практике.

1. Читать книгу как обычно. Когда попадётся образец кода, прочитать его.
2. Закрыть книгу.
3. Попробовать набрать код.
4. Повторить пункты 1−3.

Суть в том, чтобы усваивать мысленные образы — структуры данных, чувствительные к распространению. В этом случае мозг работает по принципу автокодировщика в машинном обучении.

«Автокодировщик — нейронная сеть, что пытается воспроизвести на выходе такие же данные, как и на входе, но с прохождением через промежуточный слой, который слишком мал, чтобы полностью представлять данные. В ходе этой процедуры он учит более компактную репрезентацию данных. Здесь в качестве нейронной сети выступает скопление дендритов в вашей голове», — пишет Джеймс Коппел.

Лекции и литература

Освоив метод Франклина, ищите информацию, которая бесплатно доступна в интернете в огромном количестве, особенно на английском языке. Вкратце план действий такой:

1. Выучить английский язык (хотя можно найти немало курсов и на русском языке).
2. Выбрать программу обучения. Определиться, какое направление программирования наиболее интересно.
3. Найти учебные материалы по этому предмету.

Образовательные ресурсы с курсами и лекциями

• MIT OpenCourseWare: обучающие курсы, видеозаписи лекций и семинаров Массачусетского технологического института.
• KhanAcademy: бесплатные лекции, в том числе по математике и информатике.
• Coursera: курсы от ведущих западных университетов.
• Статьи по программированию от Skillbox.

Учебная литература

• Список бесплатных книг по программированию (англ. яз.).
• Сборник учебной литературы для программиста.
• Бесплатные книги по программированию на русском и английском.
• Подборка бесплатных книг.

Самоучители для начинающих

• Занимательное программирование. Самоучитель. М. Мозговой.
• C# для школьников. Учебное пособие. М. Драйер.
• Программирование на Java для детей, родителей, дедушек и бабушек. Я. Файн.

Самообучение для неподготовленного человека не так эффективно, как отработанные методики передачи знаний и навыков, которые гарантируют качественный результат без особых затрат. Тратить силы и время всё равно придется, но не в таком фанатичном режиме, как у самоучек.

Программа обучения. Системный подход

В отличие от отдельных курсов, системная программа обучения предполагает обучение с нуля до трудоустройства джуниор-разработчиком. В этом случае ученик получает комплексные знания, необходимые для профессиональной работы.

Программа обучения «Профессия веб-разработчик» рассчитана на один год и включает в себя три модуля:

Веб-разработчик

Практический годовой курс для тех, кто хочет стать профессиональным веб-разработчиком, запустить свой интернет-проект или веб-сервис и получить первые заказы на разработку.

JavaScript с нуля

Практический курс для тех, кто хочет научиться основам языка сценариев с индивидуальным наставником, разработать frontend для интерактивного веб-проекта и положить кейс к себе в портфолио.

Базовые навыки PHP

Курс, на котором вы познакомитесь с базовыми понятиями программирования и поймёте главные принципы. Научитесь писать чистый, структурированный, а самое главное — работающий код. Уже после первого курса сделаете свой первый сайт на PHP.

Система платная, но зато она повышает шансы на успешный результат. А результат — это престижная, востребованная и высокооплачиваемая профессия с интересными проектами и перспективами развития.

Заключение

С чего начать учить программирование, каждый решает сам. И каждый выбирает свой путь. Но главное, что после окончания этого пути вам точно не придется просыпаться с рассветом и идти на завод к первому звонку.

Введение в язык программирования C

C — это достаточно «древний» язык программирования, он сформировался в начале 70-х. Не смотря на это, C — живой язык в том смысле, что он активно применяется в настоящее время. Он был придуман, использовался и используется для написания существенных частей программного кода Unix-подобных операционных систем. Также на нем пишут утилиты, компиляторы и реже прикладные программы. Поэтому C называют системным языком программирования.

Его живучесть можно объяснить тем, что принципы работы операционных систем относительно универсальны, они не подвержены тому прогрессу и разнообразию, которые можно наблюдать в среде десктопного и мобильного ПО, Web-приложений. C не является языком достаточно высокого уровня, он ближе к архитектуре компьютера. В результате программы на C получаются компактными и быстрыми.

C не поддерживает объектно-ориентированного программирования. Поддержка ООП реализована в C++. Хотя последний возник на основе языка C, он не является его «продолжением», а представляет собой отдельный язык, который можно изучать, не зная C. Однако изучение C полезно перед знакомством с его «продвинутым младшим братом», т.к. синтаксис языков похож, C не перегружает мозг начинающего программиста сверхвозможностями и приучает к пониманию сути происходящего.

Подходит ли C для первого знакомства с программированием? Если вы не обучаетесь в вузе по специальности, связанной с IT, то нет. C предполагает понимание организации и принципов работы аппаратного обеспечения, в частности – памяти. Здесь многое делается с помощью указателей, они играют ключевую роль; эта тема достаточно сложная для понимания и обычно не изучается в школе.

Конечно, с помощью C можно изучать основы программирования и не изучать при этом указатели. Однако человек будет думать, что знает C, мало зная о нем по существу. Язык C был создан разбирающимися в устройстве «железа» профессиональными программистами для написания операционной системы UNIX. Его не задумывали как язык для обучения начинающих.

Среды и компиляторы для программирования на C

Если вы пользуетесь одним из дистрибутивов GNU/Linux, вам подойдет любой текстовый редактор с подсветкой синтаксиса, также понадобятся GCC и терминал.

Существуют редакторы для программистов, включающие различные дополнения, в том числе терминал, просмотр каталогов и др. Например, Geany или Atom.

C – компилируемый язык программирования. В GNU/Linux для получения исполняемых файлов используется GCC – набор компиляторов, включающий в том числе компилятор для C. Чтобы из исходного файла (обычно таким файлам дают расширение *.с) получить исполняемый, надо выполнить в терминале команду примерно следующего вида:

, где gcc — команда, запускающая программу, выполняющую компиляцию и иные действия; -o – ключ, сообщающий, что мы вручную указываем имя исполняемого файла; hello – имя получаемого исполняемого файла; hello.c – имя файла с исходным кодом. Имя исполняемого файла можно не указывать:

В этом случае исполняемый файл будет иметь имя по умолчанию a.out.

Для Windows существует свой набор компиляторов – MinGW. Его можно использовать самостоятельно, однако он входит в состав простой среды разработки Dev-C++, которая может оказаться хорошим выбором для обучения программированию на языках C и С++.

При сохранении выбирайте тип файла «C source files (*.c)». Компиляция и запуск программы выполняется при нажатии клавиши F9. После исполнения программа сразу закрывается и результат невозможно увидеть. Чтобы этого не происходило, прописывают две дополнительные строки: #include и getch(). (Возможно это не актуально для более новой версии Dev-C++.)

«Hello World» в GNU/Linux:

«Hello World» в Windows:

С другой стороны, существует большое количество кроссплатформенных сред разработки. Например, Eclipse + модуль CDT, KDevelop, CLion. Последняя платна, выпускается компанией JetBrains – лидером в разработке IDE, однако имеет 30-ти дневный триальный период, чего может быть достаточно для обучения. CLion удобнее других IDE.

«Hello World» на C

На примере простейшей программы сразу отметим некоторые особенности языка программирования C.

В языке C роль основной ветки программы берет на себя функция main(). Эта функция всегда должна присутствовать в законченной программе на языке C, и исполнение программы начинается именно с нее. Однако объявленные внутри нее переменные не являются глобальными, их область видимости простирается только на main(). Тем не менее в языке программирования C почти весь программный код заключается в функции, и функция main() является главной и обязательной.

По умолчанию функция main() возвращает тип данных int, поэтому можно не указывать тип возвращаемых данных. Однако компилятор в этом случае выносит предупреждение.

Функция printf() предназначена для вывода данных. Ее назначение аналогично процедуре write() языка Pascal и функции print() в Python. Функция printf() после вывода не выполняет переход на новую строку. Поэтому для перехода используется специальный символ, который обозначается комбинацией n. Законченные выражения на языке C разделяются точкой с запятой.

В языке C функции ввода-вывода не являются частью языка. Например, в Python нам не надо импортировать никакой модуль, чтобы пользоваться функциями print() и input(). В C же мы не можем просто вызвать функцию printf(), т.к. в самом C ее просто нет. Эту функцию, а также ряд других, можно подключить с помощью заголовочного файла stdio.h. Именно для этого в начале программы прописана строка #include . Include с английского переводится как «включить», а stdio есть сокращение от «стандартный ввод-вывод (input-output)».

В заголовочных файлах (они оканчиваются на *.h) обычно содержаться объявления тех или иных функций. Объявление — это просто описание функции: какие параметры она принимает и что возвращает. Сам код функции (определение) находится не в заголовочном файле, а в библиотеках (других файлах), которые могут быть уже скомпилированы и расположены в системных каталогах. Перед компиляцией программы запускается препроцессор языка C. Помимо прочего он включает в начало файла программы содержимое указанных в ней заголовочных файлов.

Практическая работа

Закомментируйте 1 первую строчку кода программы HelloWorld. Попробуйте скомпилировать программу. Удалось ли получить исполняемый файл? Какое предупреждение выдал компилятор?

1 // — однострочный комментарий на языке C; /* … */ — многострочный комментарий на языке C.

10 способов научиться программировать самостоятельно

Программирование — один из ценнейших навыков для карьерного роста, саморазвития и создания чего-нибудь удивительного. Десять советов для тех, кто только начинает своё путешествие в мир программирования, от Lifehacker .

10. Выясните, почему вы хотите программировать

Выбранное направление в учёбе будет зависеть в большей степени от того, почему именно вы хотите научиться программировать и сколько времени вы готовы уделять этому процессу. Если вы хотите стать программистом, первое что следует сделать — это записаться на профессиональные курсы (Google скомпилировал список навыков и курсов для тех, кто хочет стать инженерами-программистами). Если вы хотите создавать игры и веб-сайты для развлечения в свободное время, лучшим выбором являются интерактивные курсы. Bloc создал сравнительную таблицу курсов в зависимости от загрузки, стоимости и причины изучения программирования.

9. Выберите правильный язык

Не существует лучшего языка программирования, и как только вы выучите один, вам будет нетрудно освоить и второй. Так что не стоит зацикливаться на выборе первого языка. Тем не менее, считается, что некоторые языки даются новичкам легче , чем другие.

Язык, с которого стоит начать, зависит от причины изучения. (К примеру, если вы хотите создать приложение под iOS, вам лучше начать с изучения Swift). Если вы со всей серьёзностью отнеслись к намерению программировать, можно начать с языка C . Хотя выбрав Python, вам будет проще влиться в струю программирования. Приводим инфографику для сравнения нескольких популярных языков программирования.

8. Начните с малого… и будьте терпеливы

Независимо от выбора языка или метода обучения, вам следует начать с самого начала. Когда Дэвид Сински (David Sinsky) научился программировать за восемь недель, он, к примеру, потратил одни выходные на изучение основ Python, а другие — на Django. Взяв учебник, он удалял написанный код и снова проходил обучающий материал с нуля. Начните с основ и будьте терпеливы к себе. Взяв первый проект в программировании , разделите его на несколько этапов. И если один из способов обучения вам не подходит, не опускайте руки — попробуйте другой .

7. Попробуйте приложения для детей

Сейчас даже малыши учатся программированию. Несмотря на то, что многие программы для детского обучения весьма просты, некоторые из них (например, Scratch ) подходят для любого возраста. Не имеет значения, сколько вам лет, даже детские анимационные приложения могут научить основам программирования (у edX есть новый курс обучения по Scrtach ).

6. Воспользуйтесь бесплатными онлайн-тренингами

Бесплатные онлайн тренинги и проекты ( Codecademy , Hour of Code и др.) могут помочь вам в написании первой программы. Учебные пособия от Khan Academy, Codecademy, Code.org и других познакомят с основами программирования и всем необходимым для создания игры, сайта или другого проекта. Найдите нужный источник в зависимости от языка программирования, воспользовавшись Bento . Это хорошая отправная точка, однако дальнейшее обучение вам нужно взять на себя.

5. Пройдите онлайн-курс

Онлайн-курсы по программированию предполагают более обширную образовательную подготовку по сравнению с сайтами, предлагающами онлайн-тренинги по одному языку. Такие курсы предназначены для обучения основным навыкам в течение нескольких месяцев на занятиях университетского уровня. Я большой поклонник гарвардского онлайн-курса CS50 (его можно пройти бесплатно). Существуют также другие возможности . Вы даже можете получить образование университетского уровня, выбрав один из 15 онлайн-курсов .

4. Бесплатные книги по программированию

Если вы застряли на какой-то проблеме или вам нужно найти ответ на свой вопрос, не стоит забывать о справочниках. На GitHub можно найти огромную коллекцию из более чем 500 бесплатных книг по программированию. Также доступна коллекция электронных книг, охватывающая 24 языка программирования.

3. Изучайте, играя

Иногда лучшим способом обучения являются игры. В то время, как многие учебники по программированию обучают вас программировать простые либо сложные игры, некоторые обучающие сайты сами являются играми: Code Combat и CodinGame — инструменты, используя которые вы можете весело провести время.

2. Найдите наставника или станьте им

Сообщество программистов полно людей, готовых помочь следующему поколению программистов. Hack.pledge() — сайт, который поможет вам найти наставника. Либо вы сами можете стать наставником для кого-то другого. Преподавание изученного поможет вам лучше запомнить информацию.

1. Разберите чужой код

Переписывая чужой код , исследуя каждую строчку на предмет ошибок, вы сможете лучше понять общую картину. Благодаря открытым исходникам кода, вы имеете возможность узнать всё, что угодно — продолжайте учиться, используя инкрементально-хакерский подход . Только не забудьте поделиться своим кодом, если вам удастся улучшить часть ПО.

Спасибо за прочтение! Подписывайтесь и ставьте лайк. Этим Вы очень поможете в развитии блога!