Responsabili:

• Darius Neațu (2019 - prezent)
• Dorinel Filip (2019 - prezent)
• Bîrleanu Teodor Matei (2025 - prezent)
• Rareș Cheșeli (2017)
• Călin Cruceru (2015)
• Emil Racec (2014, 2012)
• Bogdan-Cristian Drutu (2010)
• Octavian Rînciog (2010)

În urma parcurgerii acestui laborator studentul va fi capabil să:

• utilizeze în cadrul programelor variabile declarate cu tipurile standard (built-in) de date
• înțeleagă și utilizeze operatorii limbajului
• măsoare timpul de execuție al programelor scrise
• utilizeze funcțiile matematice din C
• scrie programe C utilizând structuri condiţionale si de repetiţie

Tipurile de date reprezintă tipul de informație care poate fi stocat într-o variabilă. Un tip de data definește atât gama de valori pe care o poate lua o variabilă de un anume tip cât și operațiile care se pot efectua asupra ei. În continuare sunt prezentate tipurile fundamentale ale limbajului C, împreună cu o scurtă descriere a acestora:

• char - reprezentat printr-un număr pe 8 biți (un byte). Poate fi echivalent fie cu signed char, fie cu unsigned char. Vezi observația de mai jos cu privire la acest lucru. Este folosit în general pentru reprezentarea caracterelor ASCII.
• int - stochează numere întregi. Lungimea sa (și implicit plaja de valori) este dependentă de compilator si sistemul de operare considerat. În general, pe Linux, int se reprezintă pe 32 de biți (deci 4 bytes). În acest caz, poate memora numere din intervalul [–2.147.483.648; 2.147.483.647].
• float - reprezintă un număr real stocat în virgulă mobilă, în gama de valori 3.4E+/-38. În general respectă formatul IEEE 754 single-precision, ceea ce înseamnă că dimensiunea sa va fi 4 (octeți) și numărul va avea cel puțin 7 zecimale exacte.
• double - reprezinta un număr real stocat în virgulă mobilă, în gama de valori 1.7E+/-308. În general respectă formatul IEEE 754 double-precision, ceea ce înseamnă că dimensiunea sa va fi 8 (octeți) și numărul va avea cel puțin 15 zecimale exacte.

Acestor tipuri fundamentale li se mai pot adăuga un număr de specificatori, după cum urmează:

• short - aplicabil doar pentru int. Tipul rezultat are cel puțin 16 biți.
• long - aplicabil pentru int și double. long int se garantează că are cel puțin 32 biți. Legat de long double se garantează doar că este mai mare sau egal ca dimensiune decât double, care la rândul lui este mai mare sau egal decât float.

și

• signed - aplicabil pentru int și char. O variabilă declarată int este implicit signed. Cuvântul cheie există în acest caz doar pentru cazuri în care vrem să spunem acest lucru explicit. Aplicat pe char (⇒ signed char), ne garantează faptul că acea variabilă va putea avea orice valoare din intervalul [-128; 127].
• unsigned - precizează faptul că valoarea variabilei este pozitivă. Aplicabil doar tipurilor întregi.

Cei 4 specificatori au fost împărțiți în 2 grupuri de specificatori complementari. Asta înseamnă că expresia long signed int a; este corectă. La fel este și unsigned short int b;. Definiția short long int c; nu este însă corectă. De asemenea, nu oricare specificator din prima categorie cu unul din a doua se pot combina. De exemplu, long signed char d; și long unsigned double e; nu sunt corecte.

Uneori ne dorim să folosim tipuri a căror dimensiune este exact specificată (ca în cazul lucrului cu struct-uri, care va fi discutat într-un laborator viitor). Pentru asta, putem folosi tipurile definite în headerul <stdint.h>.

Câteva exemple sunt următoarele: int8_t, int16_t, int64_t, uint32_t. Pentru o listă completă consultați documentația oficială (online) a limbajului.

Determinarea corectă a tipurilor de date care vor fi folosite este esențială pentru securitatea și buna funcționare a aplicațiilor pe care le scrieți. În cazul în care valoarea conținută de o variabilă depașește limitele impuse de tipul de date folosit, se produce așa-numit-ul over-flow care poate cauza erori aparent inexplicabile. (Ca o anecdotă, în fiecare an (până acum trei sau patru ani), Bill Gates primea de la FISC o scrisoare prin care era somat să iși platească taxele, deoarece apărea in evidențele lor ca având datorii însemnate. Asta deoarece valoarea averii lui (mult peste 4.000.000.000$) producea un overflow în softul folosit de către FISC. În final situația a fost soluționată, introducând un câmp special pentru el în softul folosit. (A modifica softul peste tot ar fi introdus un plus de stocare nejustificat pentru fiecare din cei aproximativ 300.000.000 de cetațeni ai SUA.) )

Operatorii limbajului C pot fi unari, binari sau ternari, fiecare având o precedenţă şi o asociativitate bine definite. Tabelul următor sintetizează operatorii limbajului C. Operatorii sunt prezentaţi în ordine descrescătoare a priorităţii.

Trebuie avută în vedere precedenţa operatorilor pentru obţinerea rezultatelor scontate. Dacă unele tipuri de precedenţă (cum ar fi cea a operatorilor artimetici) sunt evidente şi nu prezintă (aparent) probleme (şi datorită folosirii lor dese), altele pot duce la erori greu de găsit. De exemplu, următorul fragment de cod nu produce rezultatul dorit, deoarece:

if (flags & MASK == 0) {
  ...
}

se evaluează mai întai egalitatea care produce ca rezultat (0 pentru False, și 1 pentru True) după care se aplică Și pe biți între flags și 1.

Pentru a obţine rezultatul dorit se vor folosi parantezele:

if ((flags & MASK) == 0) {
  ...
}

acum mai întâi se va face ȘI pe biți între flags și MASK, după care se verifică egalitatea.

O expresie este o secventă de operanzi și operatori (validă din punct de vedere al sintaxei limbajului C) care realizează una din funcțiile: calculul unei valori, desemnarea unui obiect (variabilă) sau funcţii sau generarea unui efect lateral.

O altă greşeală frecventă este utilizarea greşită a operatorilor = şi ==. Primul reprezintă atribuire, al doilea comparaţie de egalitate. Apar deseori erori ca:

if (a = 2) {
  ...
}

Compilatorul consideră condiţia corectă, deoarece este o expresie validă în limbajul C care face atribuire, care se evaluează mereu la o valoare nenulă.

Fișierul antet math.h conține un set de funcții matematice des utilizate în programe. Câteva dintre acestea sunt:

if…else este cea mai simplă instrucţiune condiţională. Poate fi folosită în mai multe forme:

if (condition) {
  // instructions
  //...
}

if (condition) {
  // instructions
  // ...
} else {
  // other instructions
  // ...
}

if (condition1) {
  ...
} else if (condition2) {
  ...
}
  ...
else if (conditionN) {
  ...
}

Instrucţiunea evaluează expresia condition şi execută instrucţiunile dintre acolade doar dacă rezultatul este nenul. În varianta cu else, pentru rezultat nul este executat blocul de instrucţiuni aflat după else.

În al treilea caz, sunt evaluate pe rând condiţiile şi este executat blocul corespunzător primei condiţii adevărate. Un exemplu de folosire este:

if (a == b) {
  printf("Numerele sunt egale");
} else if (a > b) {
  printf("A este mai mare");
}

switch este o instrucţiune menită să simplifice structurile condiţionale cu mai multe condiţii.

switch (expression) {
  case constant1:
    // instructions1
  case constant2:
    // instructions2
  ...
  default:
    // instructions
}

Valoarea expression este evaluată la un tip intreg, apoi această valoare este comparată cu fiecare constantă; este rulat blocul de instrucţiuni al valorii găsite. În caz ca numărul nu este egal cu nici una dintre constante, este executat blocul aflat după default.

int main() {
  char c;
  printf("Alegeţi o opţiune:\n\t[a] afişare\n\t[s] ştergere\n\t[e] ieşire\n");
  scanf("%c", &c);
  printf("Aţi ales: ");
 
  switch (c) {
    case 'a':
      printf("afişare");
      break;
 
    case 's':
      printf("ştergere");
      break;
 
    case 'e':
      printf("ieşire");
      break;
 
    default:
      printf("O opţiune inexistentă");
      break;
  }
  return 0;
}

int main() {
  int n, n2;
  printf("Introduceţi o valoare între 0 şi 5:");
  scanf("%d", &n);
  n2 = 1;
  switch (n) {
    case 5:
      n2 *= 2;
      /* fără break, continuă la următoarea instrucţiune */
    case 4:
      n2 *= 2;
    case 3:
      n2 *= 2;
    case 2:
      n2 *= 2;
    case 1:
      n2 *= 2;
    case 0:
      printf("2 la puterea %d este %d\n", n, n2);
      break;
 
    default:
      printf( "Valoare invalidă\n" );
  }
  return 0;
}

while execută un bloc de instrucţiuni atâta timp cât o anumită condiţie este adevărată. Forma generală a unui ciclu while este:

while (expression) {
  // instructions
}

Câtă vreme expression are o valoare nenulă, instrucţiunile din blocul de după while sunt executate. Expresia este reevaluată după fiecare ciclu. Un astfel de ciclu poate să se execute o dată, de mai multe ori sau niciodată, în funcţie de valoarea la care se evaluează expresia.

do … while este o instrucţiune repetitivă similara cu cea precedentă, singura diferenţa fiind că expresia este evaluată după executarea instrucţiunilor, nu înainte. Astfel, blocul va fi executat cel puţin o dată.

do {
  // instructions
} while (expression);

for reprezintă o formă mai simplă de a scrie un while însotit de o expresie iniţiala şi de o expresie de incrementare. Forma sa este:

for (expression1; expression2; expression3) {
  // instructions
}

Secvenţa de cod de mai sus este echivalentă cu:

expression1
while (expression2) {
  // instructions
  expression3
}

În cazul instrucţiunii for, oricare dintre cele 3 expresii poate lipsi. Lipsa expresiei condiţionale este echivalentă cu o buclă infinită, cum ar fi:

for ( ; ; ) {
  /* instrucţiunile de aici sunt intr-o buclă infinită */
}

Exemplul următor prezintă un ciclu cu funcţionalitate identică (tipărirea primelor 10 numere naturale), folosind cele 3 instrucţiuni repetitive:

int main() {
  short i;
  printf("Ciclu for\n");
 
  for (i = 1; i <= 10; i++) {
    printf("i=%d\n", i);
  }
 
  printf("Ciclu while\n");
  i = 1;
  while (i <= 10) {
    printf("i=%d\n", i);
    i++;
  }
 
  printf("Ciclu do while\n");
  i = 0;
  do {
    i++;
    printf("i=%d\n", i);
  } while(i < 10);
}

Pentru blocuri de o singură instrucţiune (cum este si cazul instructiunii executate de for in exemplul de mai sus) nu este nevoie sa folosim acolade. Totusi, folosirea acoladelor, chiar si in aceasta situatie, este recomandata pentru o depanare mai usoara si o lizibilitate mai buna a programelor.

break, pe lângă utilizarea descrisă la instrucţiunea switch, poate fi folosită pentru a ieşi forţat dintr-o instrucţiune de repetiţie. Secventa următoare este echivalentă cu cele de mai sus:

i = 0;
for( ; ; ) {
  i++;
  if (i > 10) {
    break; /* ieşire forţată din bucla */
  }
  printf( "i=%d\n", i );
}

continue forţează terminarea iteraţiei curente a buclei si trecerea la iteraţia următoare. În cazul instrucţiunii for, acest lucru presupune executarea instrucţiunii de incrementare; apoi se evaluează condiţia de continuare a buclei. Exemplul următor demonstrează implementarea unei bucle infinite cu ajutorul instrucţiunii continue:

for (i = 0; i < 10; ) {
  if (i == 0) {
    continue;
  }
  i++;
}

return este instrucţiunea de terminare a funcţiei curente. Aceasta poate fi apelată in forma return; în cazul funcţiilor care returnează void şi în forma return result; pentru funcţiile care întorc o valoare.

goto este o instrucţiune de salt a execuţiei. Instrucţiunea primeşte ca parametru o etichetă; următoarea instrucţiune executată după goto este cea de la eticheta dată.

int main() {
  goto et;	
  printf("Asta nu apare la executie\n");
 
et:
  printf("Asta apare la rulare\n");
  return 0;
}

Exercițiile pentru laborator se găsesc pe PCLP Laborator02 - Tipuri de date. Operatori. Instrucțiunile limbajului C.

• Wikipedia - C data types
• Wikipedia - Operators in C and C++
• Wikipedia - C mathematical functions
• C - Control Statements