7.1 ภาษา C
ภาษา C เป็นภาษาคอมพิวเตอร์ที่ถูกค้นคิดขึ้นโดย Denis Ritchie ในปี ค.ศ. 1970โดยใช้ระบบปฏิบัติการของยูนิกซ์ (UNIX) นับจากนั้นมาก็ได้รับความนิยมเพิ่มขั้นจนถึงปัจจุบัน ภาษา C สามารถติดต่อในระดับฮาร์ดแวร์ได้ดีกว่าภาษาระดับสูงอื่น ๆ ไม่ว่าจะเป็นภาษาเบสิกฟอร์แทน ขณะเดียวกันก็มีคุณสมบัติของภาษาระดับสูงอยู่ด้วย ด้วยเหตุผลดังกล่าวจึงจัดได้ว่าภาษา Cเป็นภาษาระดับกลาง (Middle –lever language)ภาษา C เป็นภาษาคอมพิวเตอร์ชนิดคอมไพล์ (compiled Language) ซึ่งมีคอมไพลเลอร์ (Compiler) ทำหน้าที่ในการคอมไพล์ (Compile) หรือแปลงคำสั่งทั้งหมดในโปรแกรมให้เป็นภาษาเครื่อง (Machine Language) เพื่อให้เครื่องคอมพิวเตอร์นำคำสั่งเหล่านั้นไปทำงานต่อไป
โครงสร้างของภาษา Cทุกโปรแกรมของภาษา C มีโครงสร้างเป็นลักษณะดังรูป
Int main (void)
{
เฮดเดอร์ไฟล์ (Header Files)เป็นส่วนที่เก็บไลบรารี่มาตรฐานของภาษา C ซึ่งจะถูกดึงเข้ามารวมกับโปรแกรมในขณะที่กำลังทำการคอมไพล์ โดยใช้คำสั่ง
#include<ชื่อเฮดเดอร์ไฟล์> หรือ
#include “ชื่อเฮดเดอร์ไฟล์”ตัวอย่าง
#include<stdio.h>
เฮดเดอร์ไฟล์นี้จะมีส่วนขยายเป็น .h เสมอ และเฮดเดอร์ไฟล์เป็นส่วนที่จำเป็นต้องมีอย่างน้อย 1 เฮดเดอร์ไฟล์ ก็คือ เฮดเดอร์ไฟล์ stdio.h ซึ่งจะเป็นที่เก็บไลบรารี่มาตรฐานที่จัดการเกี่ยวกับอินพุตและเอาท์พุต
ส่วนตัวแปรแบบ Global (Global Variables)
เป็นส่วนที่ใช้ประกาศตัวแปรหรือค่าต่าง ๆ ที่ให้ใช้ได้ทั้งโปรแกรม ซึ่งใช้ได้ทั้งโปรแกรม ซึ่งในส่วนไม่จำเป็นต้องมีก็ได้
ฟังก์ชัน (Functions)
เป็นส่วนที่เก็บคำสั่งต่าง ๆ ไว้ ซึ่งในภาษา C จะบังคับให้มีฟังก์ชันอย่างน้อย 1 ฟังก์ชั่นนั่นคือ ฟังก์ชั่น Main() และในโปรแกรม 1 โปรแกรมสามารถมีฟังก์ชันได้มากกว่า 1 ฟังก์ชั่น
ส่วนตัวแปรแบบ Local (Local Variables)
เป็นส่วนที่ใช้สำหรับประกาศตัวแปรที่จะใช้ในเฉพาะฟังก์ชันของตนเอง ฟังก์ชั่นอื่นไม่สามารถเข้าถึงหรือใช้ได้ ซึ่งจะต้องทำการประกาศตัวแปรก่อนการใช้งานเสมอ และจะต้องประกาศไว้ในส่วนนี้เท่านั้น
ตัวแปรโปรแกรม (Statements)เป็นส่วนที่อยู่ถัดลงมาจากส่วนตัวแปรภายใน ซึ่งประกอบไปด้วยคำสั่งต่าง ๆ ของภาษา C และคำสั่งต่าง ๆ จะใช้เครื่องหมาย ; เพื่อเป็นการบอกให้รู้ว่าจบคำสั่งหนึ่ง ๆ แล้ว ส่วนใหญ่ คำสั่งต่าง ๆ ของภาษา C เขียนด้วยตัวพิมพ์เล็ก เนื่องจากภาษา C จะแยกความแตกต่างชองตัวพิมพ์เล็กและพิมพ์ใหญ่หรือ Case Sensitive นั่นเอง ยกตัวอย่างใช้ Test, test หรือจะถือว่าเป็นตัวแปรคนละตัวกัน นอกจากนี้ภาษา C ยังไม่สนใจกับการขึ้นบรรทัดใหม่ เพราะฉะนั้นผู้ใช้สามารถพิมพ์คำสั่งหลายคำสั่งในบรรทัดเดียวกันได้ โดยไม่เครื่องหมาย ; เป็นตัวจบคำสั่ง
ค่าส่งกลับ (Return Value)
เป็นส่วนที่บอกให้รู้ว่า ฟังก์ชันนี้จะส่งค่าอะไรกลับไปให้กับฟังก์ชั่นที่เรียกฟังก์ชั่น ซึ่งเรื่องนี้ผู้เขียนจะยกไปกล่าวในเรื่องฟังก์ชั่นอย่างละเอียดอีกทีหนึ่ง
หมายเหตุ (Comment)
เป็นส่วนที่ใช้สำหรับแสดงข้อความเพื่ออธิบายสิ่งที่ต้องการในโปรแกรม ซึ่งจะใช้เครื่องหมาย /*และ */ ปิดหัวและปิดท้ายของข้อความที่ต้องการ
รูปที่ 2-2 แสดงการเขียนหมายเหตุหรือ Comment ในลักษณะต่าง ๆ
โปรแกรมที่ 2 – 1 โปรแกรมแรกสำหรับคุณ
การตั้งชื่อ
การตั้งชื่อ (Identifier) ให้กับตัวแปร ฟังก์ชันหรืออื่น ๆ มีกฎเกณฑ์ในการตั้งชื่อ ดังนี้
1. ตัวแรกของชื่อจะต้องขึ้นต้องด้วยตัวอักษรหรือเครื่องหมาย _ เท่านั้น
2. ตัวอักษรตั้งแต่ตัวที่ 2 สามารถเป็นตัวเลข หรือเครื่องหมาย_ก็ได้
3. จะต้องไม่มีการเว้นวรรคภายในชื่อ แต่สามารถใช้เครื่อง_คั่นได้
4. สามารถตั้งชื่อได้ยาไม่จำกัด แต่จะใช้ตัวอักษรแค่ 31 ตัวแรกในการอ้างอิง
5. ชื่อที่ตั้งด้วยตัวอักษรพิมพ์ใหญ่และพิมพ์เล็ก จะถือว่าเป็นคนละตัวกัน
6. ห้ามตั้งชื่อซ้ำกับคำสงวนของภาษา C
ตัวอย่างการตั้งที่ถูกและผิด
แบบที่ถูก
|
แบบที่ผิด
|
A
|
$sum
|
Student_name
|
Student Name
|
_SystemName
|
2names
|
A1
|
int
|
ชนิดข้อมูล
ในการเขียนโปรแกรมภาษา C นั้น ผู้ใช้จะต้องกำหนดชนิดให้กับตัวแปรนั้นก่อนที่จะนำไปใช้งาน โดยผู้ใช้จะต้องรู้ว่าในภาษา C นั้นมีชนิดข้อมูลอะไรบ้าง เพื่อจะเลือกใช้ได้อย่างถูก
ต้องและเหมาะสม ในภาษา C จะมี 4 ชนิดข้อมูลมาตรฐาน ดังนี้
ชนิดข้อมูลแบบไม่มีค่า หรือ Void Type (Void)ข้อมูลชนิดนี้ จะไม่มีค่าและจะไม่ใช้ในการกำหนดชนิดตัวแปร แต่ส่วนใหญ่จะใช้เกี่ยวกับฟังก์ชั่น ซึ่งจะขอยกไปอธิบายในเรื่องฟังก์ชั่น
ชนิดข้อมูลมูลแบบจำนวนเต็ม หรือ Integer Type (int)เป็นชนิดข้อมูลที่เป็นตัวเลขจำนวนเต็ม ไม่มีทศนิยม ซึ่งภาษา C จะแบ่งข้อมูลชนิดนี้ออกได้เป็น 3ระดับ คือ short int,int และ long int ซึ่งแต่ละระดับนั้นจะมีขอบเขตการใช้งานที่แตกต่างกัน ดังแสดงในตารางที่ 2-1
ชนิดข้อมูล
|
คิดเครื่อง
หมาย
|
ขนาด(ไบต์)
|
จำนวนบิต
|
ค่าน้อยที่สุด
|
ค่ามากที่สุด
|
Short int
|
คิด
ไม่คิด
|
2
|
16
|
-32,768
0
|
32,768
65,535
|
Int
(16 บิต)
|
คิด
ไม่คิด
|
2
|
16
|
-32,768
0
|
32,768
65,535
|
Int
(32 บิต)
|
คิด
ไม่คิด
|
4
|
32
|
-2,147,486,643
0
|
2,147,486,643
4,294,967,295
|
Long int
|
คิด
ไม่คิด
|
4
|
32
|
-2,147,486,643
0
|
2,147,486,643
4,294,967,295
|
ชนิดข้อมูลแบบอักษร หรือ Character Type (char)ข้อมูลชนิดนี้ก็คือ ตัวอักษรตั้งแต่ A-Z เลข 0-9 และสัญลักษณ์ต่าง ๆ ตามมาตรฐาน ACSII (American Standard Code Information Interchange) ซึ่งเมื่อกำหนดให้กับตัวแปรแล้วตัวแปรนั้นจะรับค่าได้เพียง 1 ตัวอักษรเท่านั้น และสามารถรับข้อมูลจำนวนเต็มตั้งแต่ถึง 127 จะใช้ขนาดหน่วยความจำ 1ไบต์หรือ 8 บิต
ชนิดข้อมูลแบบทศนิยม หรือ Floating Point Type (flat)เป็นข้อมูลชนิดตัวเลขที่มีจุดทศนิยม ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็น 3 ระดับ คือ float, doubleและ long double แต่ละระดับนั้นจะมีขอบเขตที่แตกต่างกันในการใช้งาน ดังแสดงในตารางที่2-2
ตารางที่ 2-2 แสดงรายละเอียดของชนิดข้อมูลแบบทศนิยม
ชนิดข้อมูล
|
ขนาด(ไบต์)
|
จำนวนบิต
|
ค่าที่น้อยที่สุด
|
float
|
4
|
32
|
-38 38
3.4-10 ถึง 3.4-10
|
double
|
8
|
64
|
-308 308
1.7*10 ถึง1.7*10
|
long double
|
10
|
80
|
-4932 4932
3.4*10 ถึง1.1*10
|
ตัวแปร
ตัวแปร คือ ชื่อที่ใช้อ้างถึงตำแหน่งต่าง ๆ ในหน่วยความจำ ซึ่งใช้เก็บข้อมูลต่าง ๆ ด้วยขนาดตามชนิดข้อมูล
การประกาศตัวแปร
การประกาศตัวแปรในภาษา C นั้นสามรถทำได้ 2 ลักษณะ คือ การประกาศตัวแปรแบบเอกภาพ หรือการประกาศตัวแปรแบบ Global คือ ตัวแปรที่จะสามารถเรียกใช้ได้ทั้งโปรแกรม และแบบที่สองการประกาศตัวแปรแบบภายใน หรือการประกาศตัวแปรแบบ Local ซึ่งตัวแปรแระเภทนี้จะใช้ได้ในเฉพาะฟังก์ชั่นของตัวเองเท่านั้น
#include<stdio.h>
int total; /*การประกาศตัวแปรแบบ Global */
main()
{
int price,money; /*การประกาศตัวแปรแบบ Local*/
…
}
รูปที่ 2-3 แสดงการประกาศตัวแปรแบบต่าง ๆ
การกำหนดค่าให้กับตัวแปร
การกำหนดค่าให้กับตัวแปรนั้น จะสามารถกำหนดได้ตั้งแต่ตอนที่ประกาศตัวแปรเลยหรือจะกำหนดให้ภายในโปรแกรมก็ได้ ซึ่งการกำหนดค่าจะใช้เครื่องหมาย = กั้นตรงกลาง
int total = 0;ถ้ามีตัวแปรข้อมูลชนิดเดียวกัน ก็สามารถทำแบบนี้ได้
int total =0,sumหรือ
int total =0,sum=0;ถ้าเป็นการกำหนดภายในโปรแกรม ซึ่งตัวแปรนั้นได้ประกาศไว้แล้วสามารถทำแบบนี้
total = 50;หรือ
total = total+sumหรือกำหนดค่าจาการพิมพ์ข้อมูลเข้าทางคีย์บอร์ด
scanf(“%d”,&total);
โปรแกรมที่ 2-2 การประกาศและใช้ตัวแปร
#include<stdio.h>
/*การประกาศตัวแปร Global*/
int sum = 0;
int main(void)
{
/*การประกาศตัวแปรแบบ Local */
int a;
int b;
int c;
/*คำสั่ง */
printf(“\nWelcome. This Program adds\n”);
printf(“threenumbers.Enter three numbers\n”);
printf(“in the form: nnn nnn nnn <retur>\n”);
scanf(“%d %d %d”,&a,&b,&c);
/* ทำการบวกค่าระหว่าง a,b และ c เข้าด้วยกันแล้วกำหนดค่าให้ sum*/
sum=a+b+c;
printf(“The total is: %d\n”,sum);
printf(“Thant you. Have a good day.\n”);
return 0;
}ผลการทำงาน:
Welcome. This Program adds
Three numbers. Enter three number
In the form: nnn nnn nnn <return>
11 22 23
The total is: 56
Thank you. Have a good day.
การกำหนดชนิดข้อมูลแบบชั่วคราว
เมื่อผู้ใช้ได้กำหนดชนิดข้อมูลให้กับตัวแปรใด ๆ ไปแล้ว ตัวแปรตัวนั้นจะมีชนิดข้อมูลเป็นแบบที่กำหนดให้ตลอดไป บางครั้งการเขียนโปรแกรมอาจจะต้องมีความจำเป็นต้องเปลี่ยนชนิดข้อมูลของตัวแปรตัวนั้น ซึ่งภาษาซี ก็มีความสามารถที่จะทำเช่นนั้นได้
รูปแบบ
([ชนิดข้อมูล])[ตัวแปร]
ตัวอย่าง
(float)a
(int)aโปรแกรมที่ 2-3 แสดงการใช้ตัวแปรแบบชั่วคราว
#include<stdio.h>
int main(void)
{
float a= 25.3658;
printf(“Value of a : %\n”,a);
printf(“Value of a when set is integer : %d\n”,(int)a);
return 0;
}ผลการทำงาน :
Value of a : 25.365801
Value of a when change is integer : 25
ชนิดข้อมูลแบบค่าคงที่ (Constants)
ชนิดข้อมูลประเภทนี้ ชื่อก็บอกอยู่ว่าเป็นชนิดข้อมูลแบบค่าคงที่ ซึ่งก็คือข้อมูลตัวแปรประเภทที่เป็นConstants ผู้ใช้จะไม่สามารถเปลี่ยนแปลงค่าของตัวแปรตัวนั้น ในขณะที่โปรแกรมทำงานอยู่
รูปแบบ
Const[ชนิดข้อมูล][ตัวแปร]=[ค่าหรือ นิพจน์]
ตัวอย่าง
const folat a = 5.23;
const int b = a%2;
โปรแกรมที่ 2-4 การใช้ตัวแปรชนิดข้อแบบค่าคงที่
#include<stdio.h>
imt main(void)
{
const float pi = 3.14159;
float radius;
radius = 3;
printf(“Value of pi : %f\n”,pi);
printf(“Value of area : %f\n”,pi*(radius*radius));
return 0;
}ผลการทำงาน:
Value of pi : 3.141590
Value of area : 28.274311
constant นั้นสามารถแบ่งออกได้ ดังนี้
Integer Constants เป็นค่าคงที่ชนิดข้อมูลแบบตัวเลขจำนวนเต็มไม่มีจุดทศนิยม
const int a = 5;
Floating-Point Constants เป็นค่าคงที่ชนิดข้อมูลแบบตัวเลขที่มีจุดทศนิยม
const float b = 5.6394;
Character Constants เป็นค่าคงที่ชนิดตัวอักษร ซึ่งจะต้องอยู่ภายในเครื่องหมาย‘’เท่านั้น
const char b = ‘t’;
String Constants เป็นค่าคงที่เป็นข้อความ ซึ่งจะต้องอยู่ภายใต้เครื่องหมาย “”เท่านั้น
“”
“h”
“Hello world\n”
“HOW ARE YOU”
“Good Morning!”โปรแกรมที่ 2-5 การใช้ตัวแปรชนิดข้อมูลแบบค่าคงที่แบบต่าง ๆ
#includ<stdio.h>
int main(void)
{
const int a = 3; /*Integer Constats*/
const flat b = 3.14159; /*Floating – Point Constants*/
const cahr c = ‘P’; /*Character Constants*/
printf(“Value of a: %d\n”,a);
printf(“Value of b: %d\n”,b);
printf(“Value of c: %d\n”,c);
printf(“Good Bye”); /*String Constants*/
return 0;
}ผลการทำงาน
Value of a : 3
Value of b : 3.141590
Value of c : P
Good Bye
Statements
statements ในภาษา c คือ คำสั่งต่าง ไ ที่ประกอบขึ้นจนเป็นตัวโปรแกรม ซึ่งในภาษา c นั้นได้แบ่งออกเป็น 6 แบบ คือ Expression Statement และCompound Statement ณ.ที่นี้จะมีด้วยกัน 2 แบบ
1. Expression Statement หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า Single Statement ซึ่ง Statement แบบนั้นจะต้องมีเครื่องหมาย; หลังจากstatement เมื่อภาษา C พบเครื่องหมาย ; จะทำให้มันรู้ว่าจบชุดคำสั่งแล้ว แล้วจึงข้ามไปทำ Statement ชุดต่อไป
a = 2;หรือ
printf(“x contains %d, y contains %d\n”,x,y);
Compound Statement คือ ชุดคำสั่งที่มีคำสั่งต่าง ๆ รวมอยู่ด้านใน Block ซึ่งจะใช้เครื่องหมาย {เป็นการเปิดชุดคำสั่ง และใช้} เป็นตัวปิดชุดคำสั่ง ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดเจนสำหรับStatement แบบนี้ คือ ตัวฟังก์ชั่น Main โดยทั่ว ๆ ไปในภาษา C Compound Statement จะเป็นตัวฟังชั่น
ผังงาน
ผังงาน (Flowchart) มีไว้เพื่อให้ผู้ใช้ออกแบบขั้นตอนการทำงนของโปรแกรมก่อนที่จะลงมือเขียนโปรแกรม ซึ่งจะช่วยให้ผู้ใช้เขียนโปรแกรมได้ง่ายขึ้นและไม่สับสนซึ่งผังงานที่นิยมใช้มีมาตรฐานมากมายหลายแบบ โดยมีสัญลักษณ์ของผังงานดังนี้
1. Terminator
สัญลักษณ์แทนจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุด
2.Process
สัญลักษณ์กระบวนการต่าง ๆ เช่น การประกาศตัวแปร การบวก เป็นต้น
3. Decision
สัญลักษณ์เงื่อนไข
4. Data
สัญลักษณ์ติดต่อกับผู้ใช้โดยการรับข้อมูลหรือแสดงข้อมูล
5. Manual Inputสัญลักษณ์การรับข้อมูลจากผู้ใช้
6.Display
สัญลักษณ์การแสดงผลออกทางจอภาพ
7. Predefined Process
สัญลักษณ์ระบุการทำงานย่อยหรือฟังก์ชั่นย่อย
8.Connectสัญลักษณ์จุดเชื่อม
9. Arrow
สัญลักษณ์เส้นทางการดำเนินงาน
โดยการออกแบบผังงาน จะมี 3 แบบ ดังนี้
1. แบบเรียงลำดับ จะเป็นลักษณะการทำงานที่เรียงกันไปเรื่อย ๆ โดยไม่มีการวนซ้ำ ดังรูป
2. แบบทางเลือก จะเป็นลักษณะการทำงานที่มีทางเลือก ซึ่งจะพบในเรื่องคำสั่งเงื่อนไข เช่น คำสั่งif…else ดังรูป
3. แบบการทำงานซ้ำ จะเป็นลักษณะการทำงานที่วนการทำงานแบบเดิม จนครบตามจำนวนที่ต้องการ ซึ้งจะพบในเรื่องคำสั่ง วนลูป เช่น คำสั่ง do….while ดังรูป
7.2 การพัฒนาโปรแกรม
โปรแกรมและภาษาคอมพิวเตอร์
โปรแกรม หมายถึงชุดของคำสั่งที่ใช้สำหรับสั่งให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทำงาน เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการ โดยอาศัยข้อมูลที่กำหนดให้
ภาษาคอมพิวเตอร์ หมายถึงสื่อที่ผู้เขียนโปรแกรมสามารถใช้ติดต่อกับเครื่องคอมพิวเตอร์เพื่อให้เกิดการทำงานตามวัตถุประสงค์ที่ต้องการ
ผู้เขียนโปรแกรมสามารถเลือกใช้ภาษาคอมพิวเตอร์ที่มีอยู่มากมายในการเขียนโปรแกรมเพื่อแก้ปัญหา ปัจจัยที่มีผลต่อการเลือกใช้ภาษาคอมพิวเตอร์สำหรับเขียนโปรแกรมมีอยู่หลายอย่าง เช่น ลักษณะของปัญหา ความถนัดของผู้เขียนโปรแกรม สภาพแวดล้อมในการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์ นโยบายของหน่วยงาน เป็นต้น
ขั้นตอนการพัฒนาโปรแกรม
ขั้นตอนการพัฒนาโปรแกรมประกอบด้วย
1. การวิเคราะห์ปัญหา2. การออกแบบโปรแกรม3. การเขียนโปรแกรมด้วยภาษาคอมพิวเตอร์4. การทดสอบและแก้ไขโปรแกรม5. การทำเอกสารประกอบโปรแกรม6. การบำรุงรักษาโปรแกรม
ขั้นตอนการแก้ปัญหา
ตัวอย่างข้อมูลออก
ตัวอย่างข้อมูลเข้า
ตัวอย่างเครื่องมือในการแก้ปัญหา
ตัวอย่างผังงาน
การดำเนินการแก้ปัญหาโดยการเขียนโปรแกรม
