Cours de Programmation en C

Gérald Monard

Description

Programmation en CGerald´ MONARDD.E.A. C.I.T. - Annee´ Universitaire 2004 2005Bibliographie– http ://www clips.imag.fr/commun/bernard.cassagne/Introduction ANSI C.html– Le langage C par B.W. Kernighan et D.M. Ritchie, Masson Editions (1992).– Le langage C par T. Zhang, CampusPress Editions (1997).– Sams Teach Yourself C in 21 Days par B.L. Jones et P. Aitken, Sams Publishing (2003).– Practical C Programming par S. Oualline, O’Reilly Editions (1997).ContactsGerald´ MONARDUMR 7565 - Equipe de Chimie et Biochimie TheoriquesUniversite Henri Poincare - Nancy IFaculte des Sciences - BP 23954506 Vandoeuvre les Nancy Cedex, FRANCEE mail : [e-mail] nancy.frtel.´ : 03.83.68.43.81fax. : [phone]www : http ://gerald.monard.free.frTable des matier` es1 Le langage C 41.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.2 Pourquoi C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.3 Les autres langages courants en informatique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Premier programme en C 53 Concepts fondamentaux 63.1 Constantes et variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63.2 Expressions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63.3 Operateurs´ arithmetiques´ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...

Sujets

• informatique
• ordinateur
• réseau
• informaticien
• réseaux

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Extrait

Programmation en C

Ge´rald MONARD D.E.A.C.I.T.-Ann ´ eeUniversitaire2004-2005

Bibliographie – http ://www-clips.imag.fr/commun/bernard.cassagne/Introduction ANSI C.html –Le langage Cpar B.W. Kernighan et D.M. Ritchie, Masson Editions (1992). –Le langage Cpar T. Zhang, CampusPress Editions (1997). –Sams Teach Yourself C in 21 Dayspar B.L. Jones et P. Aitken, Sams Publishing (2003). –Practical C Programmingpar S. Oualline, O’Reilly Editions (1997).

Contacts Ge´rald MONARD UMR 7565 - Equipe de Chimie et Biochimie Theoriques Universite Henri Poincare - Nancy I Faculte des Sciences - BP 239 54506 Vandoeuvre-les-Nancy Cedex, FRANCE E-mail : [e-mail] t´el.:03.83.68.43.81 fax. : [phone] www : http ://gerald.monard.free.fr

Tabledesmatie  res 1 Le langage C 1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2 Pourquoi C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3 Les autres langages courants en informatique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Premier programme en C 3 Concepts fondamentaux 3.1 Constantes et variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2 Expressions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3Op´erateursarithm´etiques....................................... 3.4 Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.5 Blocs d’instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.6 De´clarations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1

4 4 4 5 5 6 6 6 7 7 7 7

4 Noms et types de donnees ´ 4.1 Typechar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2 Typeint. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3 Typefloat. . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4 Typedouble. . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5 Notation scientique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.6 La fonctionprintf. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Ope´rateurs 5.1Ope´rateursarithm´etiquesd’affectation................................ 5.2 Ope´rateurs  unaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3Ope´rateursd’incre´mentationetded´ecre´mentation.......................... 5.4 Ope´rateurs  de conversion de types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.5 La fonctionsizeof. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Fonctions 6.1 Type d’une fonction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2 Nom d’une fonction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.3 Arguments d’une fonction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.4 De´but et n d’une fonction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.5 Corps d’une fonction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.6 Appel d’une fonction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7 Pointeurs 7.1 Pointeur NULL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8 Pointeurs et fonctions

9 Boole´ens et op´  ti s  sur les boole´ens era on

10 Instructions conditionnelles 10.1 Instructionsif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .et consorts 10.2Op ´ erateurconditionnel: :ca ?b. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.3 Instructionswitch. . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Boucles 11.1 Bouclewhile .... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 Boucledo ... while .... . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.3 Bouclefor (...) .... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.4Bouclesimbriqu´ees..........................................

12 Tableaux 12.1D´eclarationd’untableau....................................... 12.2 Indexation d’un tableau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

8 8 8 8 8 9 9 10 10 10 10 11 11 12 12 12 12 12 13 13

13 14

14

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16 16 17 18 19 20 20 21 22

22 22 22

12.3 Initialisation d’un tableau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.4 Taille d’un tableau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.5 Tableaux  aplusieurs dimensions  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.6Chaˆnesdecaracetres......................................... 12.7 Taille implicite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.8 Tableaux et pointeurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.9 Pointeurs, memoires et tableaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ´ 12.10Arithme´tique sur les pointeurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13 La  bibliotheque d’entre´es-sorties <stdio.h> 14 Porte´e  des variables 14.1 Porte´e  locale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.2 Porte´e d’un bloc imbriqu e´ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.3Port ´ eedefonction........................................... 14.4 Porte´e globale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15 Autres types et fonctions 15.1 Typeenum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15.2 De´nitions typedef. . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15.3main. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  .et ses arguments 16 Structures 16.1 De´claration  de structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16.2 Lecture de membres de structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16.3 Initialisation de structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16.4 Structures et appels de fonctions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16.5 Pointage vers des structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17 Preprocesseur ´ 17.1#include. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17.2#define. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17.3#ifdef . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .et consorts .

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23 23 23 23 24 24 24 25

25 26 27 27 27 27

28 28 28 29 29 29 30 30 31 31

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1 Le langage C 1.1 Introduction Lesordinateurssontdesappareils´electroniquespermettantd’effectuerdesop´erationsdebasesurlesentiersetles r ´ eels(ottants).Grosso-modo,cesontdegrossescalculatrices. Ce qui est inte´ressant sur un ordinateur est qu’il estprogrammable: si on donne une suite d’instructions (le programmea  )exe´cuter te. aun ordinateur, celui-ci l’ex ´ ecu L’ordinateur est donc une sorte d’esclavequi fait exactement ce qu’on lui dit, qui n’a pas besoin de nourriture (autre qu’ e´lectrique) et ne fait jamais greve. Leprincipalavantageetinconv´enientd’unordinateurestqu’ilfaitcequ’onluidemandeetseulementcequ’onlui demande.Ainsiquandlar ´ eponsed’unordinateurneconvientpasa  l’utilisateur,ilfautchercherleproble  medans leprogrammequ’illuia´ete´donne´etnondansl’ordinateurlui-meˆme(i.e., c’est le programmateur qui a tort, et nonl’ordinateurquiaappliqu ´ ebe ˆ tementleprogrammequiluia ´ ete ´ assigne). ´ Un ordinateur ne reconnait que le langagebinaireet les programmes binaires. L’hommead’ ´ enormesdifculte ´ sa  parlerunlangagebinaire! Les langages de programmation permettent d’effectuer le lien entre l’homme et l’ordinateur : un programme est ´ ecritdansunidiome(assezfacilement)compre ´ hensifparl’hommepuisesttraduit(parl’interm ´ ediaired’unin- terpr´eteuroud’uncompilateur)enunes´equenced’instructions(binaires)directementreconnaissablesparl’ordi- nateur. Il existe deux sortes de langages : les langageset ´ erpr ´ inteset les langagesocs ´ eilmp(= traduits). Lesteste´xe´tucseecirmetetrntuiadetpr´rtee´ssnodtlangagesinL.llientuetenemvnretnoc ´ sqeitsestruesinnssoctio auformatbinaireparuninterpre´teurpuisex´ecute´esimme´diatement. Leslompil´esangagescipmocnutnesilituurtelatraduit le programme en langage binaire. Une fois le langagequi compile´, il est possible de lestockerdanusnhceier ´ xcetuleab. Le compilateur n’intervient qu’au moment de la creationducodebinaire.Leprogrammecompil ´ epeuts’ex ´ ecutersansavoirrecoursaucompilateur. ´ On parle decode sourceourd´esipamgrenmesdonrouprtsnitcurengiselsnbie´ehdteele,atteformomprxteccode executable pour de´signer les instructions du programme en langage binaire directement exe´cutable par l’ordinateur. Toutchiersourcemisajourdoiteˆtreanouveaucompile´pourrecre´erlechierex´ecutablecorrespondant. Le langage C est l’un des tout premiers langages dits dehaut niveau (contrairement al’assembleur par exemple). Il ae´te´con¸cupourdenombreusesutilisationsetestcaract´eris´eparune´economied’expression,pardesinstructions de controˆle et des structures de donne´es modernes, ainsi que par un ensemble tres complet d’op e´rateurs. Al’origine,lelangageCae´t´einvent´eparDennisRitchieauseindeslaboratoiresBellpourlesystemed’exploita- tionUNIXen1972(DECPDP-11)puisa ´ ete ´ utilise ´ pour“recr e´er” et la plupart  ´e UNIX, le compilateur C associ des programmes d’application sous UNIX. LelangageCestunlangagecompil ´ e.

1.2 Pourquoi C – C estpuissant et exibleeude  espdetrss  eemopm-e ˆ lriuegapd’leibsspostlecinodtesetniartnocel:lgaeann faire pratiquement ce que l’on veut. C est utilis e´ pour des projets aussi divers que des systemes d’exploitation, des traitements de textes, du graphisme, des tableurs, et meˆme des compilateurs pour d’autres langages – C est l’un des langages les pluspopulaireschez les informaticiens. De ce fait, il existe de nombreux compilateurs disponibles ainsi que de nombreux utilitaires. – C est un langageportable ecrit qu’un programme  a-dire . C’est-  en C sur un ordinateur pourra eˆtre exe´cute´ sans ´ modication (ou presque) sur un autre ordinateur d’architecture totalement differente. ´ Laportabilit ´ eestfacilite ´ parlanormeANSI(AmericanNationalStandardInstitute). –Cestmodulaire.Uncodesource´ecritenCpeuteˆtredivise´enroutines(lesfonctions). Ces routines peut alors e ˆ trer ´ eutilis ´ eespard’autresapplications.

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1.3 Les autres langages courants en informatique Quelques langages courants que vous rencontrerez peut-eˆtre au cours de votre stage, de votre these, et/ou de votre vie professionelle : Fortran.0s96s1 ´ neesenaiulsdepexistce.EllenexceLlEnaaggescientiquepar Detresnombreuxlogicielsenchimiequantiqueetenm´ecaniquemole´culaireonte´te´baˆtisenFortran. C++nioataltnattemmargorpcentnr ´ epermedeCUensnoixeetOriente´e Objets. Hors programme ... Javaes´pilrurpirartoueSn(eemcmioMtn,Csedien´irb+e+xecte´leeopptpirrUnesortrosystems). Avantage : une tres large bibliotheques de modules (re´seau, Internet, graphisme, . . .). PerlUn langage re´cent, populaire, permettant le traitement rapide de chiers. Plutoˆt un langage pour les systemes d’exploitation qu’un langage “scientique”. Slogan : “There is more than one way to do it”−→ue!ngLanega´pnogadeqigo Pythonsuopupallpsunelpourpartiire.Ilapedealuc ´ tirangaUnlceneeg ´ rovul,te ´ ernt,i ´ ee,t ´´ epre ´ tneiroed,tejbo pouvoir s’interfacer tr es facilement avec C, Fortran, Java,etc. 2 Premier programme en C Voici le premier programme en C : 1 # i n c l u d e< .s t d i o h> 2 3 i n tmai n ( ) 4 { 5  (p r i n t f"Hello a tous\n") ; 6 r e t u r n( 0 ) ; 7 } Compilationetex´ecution $ cc -O -Wall hello1.c -o hello1 $ ./hello1 ccomecelgnsi ´ edCetruipal -O -Wallsont des options du compilateur C qui permettent (-O) d’optimiser le code executable (i.e., le rendre plus rapide al’ex e´cution)  et (-Wall  e´cran tout probleme possible dans le code source ( ) d’indiquer  al’ Warning all). -o hello1 sauvegarde le re´sultat de la compilation (l’ex e´cutable) dans le chier hello1. LeschierssourcesenlangageCseterminentg´ene´ralementpar.c. Les commentaires commencent par /* et se terminent par */. 1 # i n c l u d e< .s t d i o h> 2 3 /∗ un c o m m e n t a i r e e s tc e c i∗/ 4 i n tmai n ( ) 5 { 6 /∗un c o m m e n t a i r e 7  t r e p r e s e n tp e u t e 8  l l u s i e u r s i g n e s ps u r∗/ 9 p r i n t f ("Hello a tous\n") ; 10 r e t u r n( 0 ) ; 11 }

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