Что такое переменные программирование - Операционные системы и программное обеспечение

Переменная (программирование)

Переме́нная в императивном программировании — поименованная, либо адресуемая иным способом область памяти, адрес которой можно использовать для осуществления доступа к данным. Данные, находящиеся в переменной (то есть по данному адресу памяти), называются значением этой переменной.

В других парадигмах программирования, например, в функциональной и логической, понятие переменной оказывается несколько иным. В таких языках переменная определяется как имя, с которым может быть связано значение, или даже как место (location) для хранения значения.

Область видимости и/или время существования переменной в некоторых языках задаётся классом памяти.

Содержание

Классификация

Статическая и динамическая типизация переменных

Если тип переменной определяется на этапе компиляции, имеет место статическая типизация, а если на этапе выполнения программы — динамическая. В последнем случае иногда говорят, что переменная не имеет типа, хотя данные, содержащиеся в ней, безусловно, относятся к определённому типу данных, но выясняется это уже во время выполнения программы.

В большинстве случаев статическая типизация позволяет уменьшить затраты ресурсов при выполнении программы, поскольку для динамической типизации требуются затраты ресурсов на выяснение типов данных их приведение в выражениях с смешанными типами. Статическая типизация позволяет перекладывать проверку типов на этапе компиляции программы. Это также упрощает обнаружение ошибок ещё на этапе разработки, когда их исправление обходится менее дорого. Тем не менее во многих случаях необходимо применение динамической типизации. Например, необходимость поддержания совместимости при переходе на новый формат представления данных (например, старая часть проекта посылает процедуре дату символьной строкой, а новые объекты используют более современный числовой тип).

Статические и динамические переменные

Адрес поименованной ячейки памяти также может определяться как на этапе компиляции, так и во время выполнения программы. По времени создания переменные бывают статическими и динамическими. Первые создаются в момент запуска программы или подпрограммы, а вторые создаются в процессе выполнения программы.

Динамическая адресация нужна только тогда, когда количество поступающих на хранение данных заранее точно не известно. Такие данные размещают в специальных динамических структурах, тип которой выбирается в соответствии со спецификой задачи и с возможностями выбранной системы программирования. Это может быть стек, куча, очередь и т. п. Даже файл, в том смысле, который заложил Н.Вирт в Паскаль, является динамической структурой.

Локальные и глобальные переменные. Области видимости

По зоне видимости различают локальные и глобальные переменные. Первые доступны только конкретной подпрограмме, вторые — всей программе. С распространением модульного и объектного программирования, появились ещё и общие переменные (доступные для определённых уровней иерархии подпрограмм). Область видимости иногда задаётся классом памяти. Ограничение видимости может производиться путём введения пространств имён.

Ограничение зоны видимости придумали как для возможности использовать одинаковые имена переменных (что разумно, когда в разных подпрограммах переменные выполняют похожую функцию), так и для защиты от ошибок, связанных с неправомерным использованием переменных (правда, для этого программист должен владеть и пользоваться соответствующей логикой при структуризации данных).

Простые и сложные переменные

По наличию внутренней структуры, переменные могут быть простыми или сложными (составными).

Простые переменные не имеют внутренней структуры, доступной для адресации. Последняя оговорка важна потому, что для компилятора или процессора переменная может быть сколь угодно сложной, но конкретная система (язык) программирования скрывает от программиста её внутреннюю структуру, позволяя адресоваться только «в целом».

Сложные переменные программист создаёт для хранения данных, имеющих внутреннюю структуру. Соответственно, есть возможность обратиться напрямую к любому элементу. Самыми характерными примерами сложных типов являются массив (все элементы однотипные) и запись (элементы могут иметь разный тип).

Следует подчеркнуть относительность такого деления: для разных программ одна и та же переменная может иметь разную структуру. Например, компилятор различает в переменной вещественного типа 4 поля: знаки мантиссы и порядка, плюс их значения, но для программиста, компилирующего свою программу, вещественная переменная — единая ячейка памяти, хранящая вещественное число.

Источник

Переменная

Переменная — это именованная область памяти для хранения данных, которые могут изменяться в процессе исполнения программы.

Имена и типы переменных указываются в разделе описаний и не могут изменяться в процессе выполнения программы.

Дискретные (можно перечислить возможные значения):

Вещественные (real, double, extended) — служат для представления действительных чисел с ограниченной точностью.

Для обмена информацией между компьютером, исполняющим программу, и пользователем служат операторы ввода и вывода (точнее, операторы вызова процедур ввода и вывода).

Оператор ввода нужен, чтобы компьютер получил исходные данные. В программе на Pascal он записывается следующим образом:

При выполнении оператора программа будет приостановлена, пока пользователь не наберет на клавиатуре значения и не нажмет клавишу «Enter». Затем введенные значения будут помещены в переменные, указанные как параметры процедуры ввода. Например, при выполнении оператора

компьютер будет ожидать ввода двух значений, которые затем будут помещены в переменные a и b.

Операторы read и readln отличаются тем, что во втором случае после ввода данных будет переведена строка, т.е. последующие сообщения компьютера будут выводиться с новой строки.

Оператор вывода нужен, чтобы компьютер показал результаты работы программы или какие-либо вспомогательные сообщения. В программе на Pascal он записывается следующим образом:

При выполнении оператора вычисляются значения выражений, после чего эти значения выводятся на экран монитора. Например, при выполнении оператора

на экран будет выведена сумма переменных a и b, а также значение переменной c. Если нужно вывести на экран какое-либо текстовое сообщение, его нужно заключить в апострофы (одиночные кавычки):

Операторы write и writeln отличаются тем, что во втором случае после вывода данных будет переведена строка, т.е. последующие сообщения компьютера будут выводиться с новой строки.

Для того чтобы переменная получила или изменила свое значение, используется оператор присваивания. В Pascal он записывается следующим образом:

Тип переменной должен совпадать с типом выражения либо быть «более широким» совместимым (т.е. вещественной переменной можно присвоить значение целого выражения; строковой переменной можно присвоить значение символьного выражения).

Компьютер сначала вычисляет значение выражения в правой части оператора присваивания, затем помещает его в переменную, указанную слева от символа присваивания «:=».

Например, при выполнении оператора

переменная x получит значение суммы переменных a и b. При выполнении оператора

значение переменной n увеличится на единицу.

Запомните! При присваивании переменной нового значения старое будет потеряно безвозвратно. Например, после выполнения операторов a := b;

обе переменные будут иметь одинаковые значения, равные тому, которое имела переменная b.

Рассмотрим, как составить простую программу, выполняющую какие-либо вычисления. Для этого нам нужно:

Рассмотрим простейший пример.

Разработать программу, вычисляющую длину окружности и площадь круга по известному радиусу.

1) Определим исходные данные и результаты задачи. В данном случае они явно указаны в условии: исходная величина — радиус, результаты — длина окружности и площадь круга. Используем для них традиционные обозначения: R, L и S, соответственно. Все эти переменные могут принимать как целые, так и дробные числовые значения, поэтому следует использовать вещественный тип данных, например, Real.

2) Математически задача описывается известными формулами:

3) Алгоритм в данном случае предельно прост:

4) При вычислениях нам (точнее, компьютеру) потребуется значение π. Вообще говоря, практически все реализации Pascal имеют встроенную константу PI, но мы объявим подобную константу самостоятельно.

Источник

Сайт про изобретения своими руками

МозгоЧины

Сайт про изобретения своими руками

Теория программирования — переменные

Любая программа, в ходе выполнения действий оперирует различными данными. Эти данные могут быть заданы, как самим программистом (при написании кода) либо считаны с внешнего источника (датчика или внешней памяти). Для того, чтобы полученные данные записались и в дальнейшем использовались необходимо как-то их обозначить и где-то их хранить. Ведь значений может быть много, а какое именно из них нужно использовать программист задает собственноручно. Для этого и используют такого дикого зверя, как «переменную». Когда мы даём имя переменной, мы одновременно задаём название области памяти, в которой будут хранится данные, которые задаются нашей переменной.

Совет из личного опыта – давайте переменным осмысленные имена. Оно может состоять от 1 до 32 символов. Не называйте переменные – А, b или xffgdf. Через день вы уже не будете помнить, что за данные в ней хранятся. При задании имя переменной можно использовать строчные и прописные буквы, цифры и символ подчёркивания, который в Сишке считается буквой. Первым символом обязательно должна быть буква. Имя переменной не должно совпадать со служебными командами.

После того, как придумали имя своей «любимой» переменной, её нужно объявить. В начале программы (глобальные переменные) или функции (локальные переменные) приводим список используемых в ней переменных, указывая тип каждого «зверя».

Глобальная переменная может использоваться в любом месте программы, а локальная – только в функции, где она объявлена.

Два стандартных типа данных char (символьный тип) и int (целочисленный тип).

Типы переменных

Тип данных char:

Под переменную типа char отводится 1 байт памяти (8 бит).

Целочисленный тип int может быть short (коротким) или long (длинным).

Short или long ставится после signed или unsigned:

Под каждую переменную данного типа short отводится ровно по два байта памяти (16 бит). Под каждую переменную типа long отводится 4 байта памяти (32 бита).

Объявление переменных

Объявление переменной происходит следующим образом, с помощью оператора описания (оператор в СИ – команда).

Оператор описания состоит из типа и имени переменной. Можно задавать несколько имён переменных для одного типа, разделяя их запятой. В конце обязательно должна стоять точка с запятой.

Инициализация значения переменной

Переменную после объявлении можно проинициализировать (присвоить начальное значение).

То есть в переменную x при объявлении будет записано число 100.

Совет – избегайте инициализации переменных в операторе описания. Лучше это сделать в отдельной функции (если используете глобальные переменные).

Константы

Переменная любого типа может быть объявлена, как неизменяемая. Сделать это можно путем добавления const перед заданием типа переменной. Такая переменная хранит данные, которые используются «только для чтения», записать в неё новые данные невозможно.

Присваивание

Чтобы присвоить переменной какое-либо значение в Си используют «=».

Переменной А присвоено значение 5, если в А было записано любое другое значение, то оно затёрлось.

Арифметические операции

После всех вычислений переменной Z будет присвоено значение 49.

Дополнительные способы присваивания

Кроме оператора присваивания «=», в Си существует еще несколько «комбинированных» операторов присваивания.

Инкремент и декремент

Если нам нужно изменить значение переменной на 1, то используем инкремент или декремент.

Инкремент — увеличения значения переменной. Декремент — уменьшения значения переменной.

Источник

Переменные C# | Типы и виды переменных

Любой, даже начинающий программист сталкивается с переменными ежедневно. Но за кажущейся простотой скрыт мощный механизм работы с памятью. Давайте разбираться, что такое переменные подробнее.

Что такое переменная?

Определение переменной звучит примерно следующим образом:

Переменная – это именованная область памяти.

Но что это означает для нас. Давайте разбираться на примере.

Я думаю, что каждый из вас уже знаком с понятием переменной в алгебре. Это тот самый X, который приходиться искать в уравнении. В программировании переменная имеет схожие функции. Это своеобразный псевдоним, что-то неопределенное, неизвестное, под которым может скрываться кто угодно

Представь себе коробочку. На этой коробочке написано «Подарок» и это делает эту коробочку уникальной. Ты всегда сможешь найти именно эту коробку по этому имени (при условии, что не может существовать ни одной другой коробочки с таким именем).

А вот положить в эту коробочку ты можешь все что угодно. Это может быть и новенький IPhone, и миленький котеночек, и что-нибудь куда менее приятное (как в фильме «Семь»). Кстати, если не смотрел этот фильм, очень рекомендую, но только если у тебя крепкая психика и тебе больше 18 лет.

И в дальнейшем ты можешь как угодно работать с этой коробочкой. В любой момент ты можешь положить туда что-нибудь (предварительно выкинув оттуда то, что там лежало раньше), посмотреть, что там лежит, или вообще взять и выкинуть эту коробочку со всем содержимым.

При этом важно понимать, что концепция переменных это очень сложный механизм работы с памятью, который просто скрыт от программиста современными операционными системами и высокоуровневыми языками программирования.

Типизация переменных

Именно так работали бы переменные, если бы в не существовало типизации. Типизация – это возможность разделить коробочки по возможному содержимому. То есть, когда мы создаем коробочку, мы кроме имени указываем, что в ней может располагаться. И тогда, в коробочку для IPhone котеночка ты уже не засунешь.

Это позволяет дополнительно защититься от ошибок, потому что ты будешь заранее знать, что будет в коробочке, и будешь готов к тому, как тебе нужно будет себя вести с содержимым.

Языки программирования условно можно разделить на два больших типа:

Сильнотипизированные – те, где вся ответственность за указание типа переменных ложится на программиста

Слаботипизированные – те, где компьютер сам решает, какой тип используется в конкретном случае.

Язык C# относится к первым. Возможно, это лишает его такой гибкости как тот же самый JavaScript (который относится ко вторым), но при этом дает большую защищенность от ошибок.

Виды переменных в языке C#

Перед тем, как мы приступим к знакомству с основными типами данных в языке C# необходимо узнать изучить еще один вопрос – виды переменных. На самом деле их всего два:

Ссылочные – хранятся в куче (сложные типы и классы)

Значимые – хранятся в стеке (базовые примитивные типы)

Мы не будем подробно останавливаться на этой теме, но общая идея следующая:

Условно в компьютере существует два вида памяти для работы приложения:

Стек (Stack) – быстрая память, но сильно ограниченная по размеру

Куча (Heap) – память, ограниченная только размером оперативки, но при этом значительно более медленная, чем стек.

Таким образом несложно понять, что стек хранит небольшие по размеру данные, к которым обеспечивается доступ с наибольшей скоростью, а в куче хранятся сложные сущности, содержащие большой объем данных.

Типы переменных в языке C#

Начнем со знакомства с наиболее часто используемыми типами данных (большинство их них значимые):

Это самые распространенные и часто используемые типы данных, но это далеко не все типы. В таблице ниже приведены типы данных, которые используют в тех случаях, когда необходимо заботиться о быстродействии и потреблении системных ресурсов.

Имя

Класс

Описание

Пример

sbyte

SByte

Маленькое целое число со знаком

Надеюсь, ты заметил, что для типов float и decimal при дробном числе добавляется специальная литера (F и M соответственно). Это связано с тем, что по умолчанию в C# дробные числа хранятся в типе double, а это необходимо для того, чтобы компилятор правильно воспринимал эти числа. Для целых значений это не обязательно.

Объявление переменной в языке C#

Для того, чтобы объявить переменные следует указать ее тип и имя, и желательно сразу же инициализировать значением (но не обязательно). Соответственно, объявление целочисленной переменной будет выглядеть следующим образом:

Где int – тип, i – имя переменной, = — символ присваивания значения, 42 – значение, ; — символ окончания команды.

Данная форма является наиболее правильной, но в некоторых случаях возможно разделение данной операции на две команды

Аналогичным образом происходит объявление переменных и других типов.

Переменные типа var в языке C#

Тип var по своей сути является просто синтаксическим сахаром. Он позволяет не дублировать указание типа в объявлении переменных, получая данные о типе из контекста. Проще всего это понять на примере.

В данном случае компилятор и так может однозначно понять, что тип переменной должен быть целым числом, так как справа от = стоит целое число. Чтобы сэкономить силы программиста можно использовать тип var, который будет автоматически определять тип переменной из контекста, при этом она все также будет оставаться сильнотипизированой. То есть, если ты сначала объявишь переменную как целое число, а потом попробуешь добавить к ней строку, то получишь синтаксическую ошибку.

Переменные типа dynamic в C#

В данном случае, компилятор на этапе написания не будет вообще контролировать типы, но естественно на этапе выполнения приложения вы получите сообщение об ошибке.

Я еще раз настоятельно рекомендую трижды подумать, перед тем как использовать этот тип, потом посоветоваться с опытными коллегами, а потом еще раз подумать, и только если не остается никакого другого варианта использовать этот тип.

Задание по теме переменные

Необходимо поэкспериментировать и объявить переменные всех типов данных. Вывести их на консоль. Изучить методы и свойства доступные для каждой переменной в помощнике intellisense.

Подписывайтесь на мой YouTube-канал, чтобы не пропускать живые уроки по программированию на языке C#, а также вступайте в мою группу Вконтакте и Telegram-канал. Там много обучающих материалов по всем языкам, а также отличный IT-юмор. А также рекомендую прочитать статью Монитор для программиста: как выбрать?

Источник

Изучаем C++. Часть 2. Переменные, константы и операции с ними

Разбираемся, как работать с данными в программе на C++. Будет много теории и примеров, чтобы вы углубились в язык ещё больше.

Это вторая часть из серии «Глубокое погружение в C++». В прошлый раз мы разобрались, что такое программа и из чего она состоит, а сейчас узнаем азы работы с данными.

Что такое данные и как они хранятся в программах

Все программы работают с данными. Данные — это любые значения, которые используются в работе программы: строки, числа, ссылки и символы. Например: имя, возраст, количество денег на счету, здоровье персонажа в игре и так далее. Даже отсутствие данных — это данные.

Пишет о программировании, в свободное время создает игры. Мечтает открыть свою студию и выпускать ламповые RPG.

Все эти и другие значения хранятся в оперативной памяти. Для каждого значения выделяется отдельная ячейка, и одновременно в ней может находиться только что-то одно.

Давайте рассмотрим это на примере коробок:

Мы говорим компьютеру, что нам нужна коробка x, которая будет хранить целые числа, но пока не помещаем в неё никакого значения. Компьютер создаёт такую коробку, подписывает её и помещает в неё null.

Далее мы пишем команду x = 5;, и компьютер меняет значение внутри коробки. Размер коробки при этом не меняется. Так получается, потому что для хранения каждого примитивного типа данных выделяется определённое количество памяти. Например, для целых чисел это четыре байта, что позволяет хранить значения в диапазоне от −2 147 483 648 до 2 147 483 647.

Коробки, описанные выше, в программировании называются переменными (англ. variable). Их значение можно менять во время работы программы. Также существуют коробки, которые менять нельзя, — их называют константами.

То, какие данные сейчас хранятся в памяти, называется состоянием. Состояние может быть у программы, системы, компьютера и так далее. В C++ очень важно иметь доступ к состоянию, чтобы писать полезные программы.

Переменные в C++

Теперь попробуем создать свои переменные.

Для начала объявим переменную, то есть скажем компьютеру, что нам нужно занять место в памяти. Для этого укажем тип данных, а потом название переменной.

Код	Как читается
int x;	Объявить целочисленную переменную x без значения.

Так создаётся переменная без значения. Если вы хотите, чтобы в ней сразу было какое-то число, то нужно использовать знак присваивания (=):

Код	Как читается
int y = 5;	Объявить целочисленную переменную y со значением 5.

Теперь в любое время можно менять значения переменных:

Код	Как читается
x = 6;	Присвоить переменной x значение 6.

Математический знак равенства ( =) в программировании называется знаком присваивания.

Важно! Указывать тип данных нужно только при объявлении переменной.

Давайте попробуем вывести значение какой-нибудь переменной на экран. Для этого напишем следующий код:

Внимательно прочтите этот код, а потом скомпилируйте и запустите программу:

Попробуйте изменить значение переменной age на любое другое число и посмотрите, как изменится вывод.

Допустимые имена для переменных

Идентификаторы переменных могут содержать в себе:

При этом название не может начинаться с цифр. Примеры названий:

Все идентификаторы регистрозависимы. Это значит, что name и Name — разные переменные.

Рекомендуется давать именам простые названия на английском языке, чтобы код был понятен и вам, и другим людям. Например:

Если название должно состоять из нескольких слов, то рекомендуется использовать camelCase (с англ. «верблюжий регистр»): первое слово пишется со строчной буквы, а каждое последующее — с заглавной.

Типы данных в программировании

Чаще всего используются следующие типы данных:

Также существуют ссылочные типы — такие переменные хранят в себе не само значение, а ссылку на него в оперативной памяти. К ссылочным типам относятся массивы, объекты, строки (так называют любой текст) и многое другое. Для строк используется тип std: string.

Вот несколько примеров переменных разных типов:

Комментарии в C++

В коде выше русский текст после двойных слэшей (//) — это комментарии. Они позволяют разработчикам делать заметки, объяснять код так, чтобы все могли в нём ориентироваться. Компилятор игнорирует комментарии, поэтому они никак не влияют на работу программы.

Есть два типа комментариев:

Попробуйте написать в коде и те, и другие комментарии, чтобы понять, как они работают.

Константы в C++

Чтобы создать константу, используйте ключевое слово const:

Константы обычно нужны, чтобы хранить какие-то постоянные величины из физики, математики или геометрии: число пи, ускорение свободного падения, скорость света и так далее. Однако вы можете хранить в них и другие значения, которые должны оставаться постоянными:

Математические операции в C++

В С++ есть пять базовых математических операций:

Используются они следующим образом:

Важно! Сначала выполняется правая часть выражения после знака =, а потом левая. То есть переменной не будет присвоено значения, пока не выполнены все вычисления. Поэтому можно записать в переменную результат вычислений, в которых использовалась эта же переменная:

Если вам нужно провести какую-то операцию с переменной, а потом записать значение в неё же, используйте следующие операторы:

Во время работы с С++ вы будете часто прибавлять или отнимать единицу от какой-нибудь переменной. Для этого тоже есть сокращённая запись:

Инкремент и декремент могут быть префиксными (++x) и постфиксными (x++). Префиксный инкремент сначала прибавляет к переменной единицу, а потом использует эту переменную, а постфиксный — наоборот.

Источник