Автор Анна Евкова
Преподаватель который помогает студентам и школьникам в учёбе.

Понятие переменной в программировании. Виды и типы переменных (Понятие и типы переменной)

Содержание:

Введение

Актуальность работы. Переменными называются такие величины, которые могут изменять свое значение во время выполнения алгоритма. Переменные в программировании отличаются от математических переменных. Они используются как символические имена "фрагментов оперативной памяти компьютера". При выполнении программы в различные моменты времени переменные могут хранить различные значения.

Поскольку весь язык программирования строится на переменных, то необходимо их рассмотреть.

Объект исследования: переменные в программировании.

Предмет исследования: структура и типы переменных в программировании.

Цель работы: рассмотреть понятие переменной в программировании и привести виды и типы переменных.

Для осуществления поставленной цели необходимо решить такие задачи:

- рассмотреть понятие переменной;

- привести виды и типы переменных;

- разобрать основные элементы программирования;

- выполнить анализ работы с переменными.

1. Понятие и типы переменной

1.1 Понятие переменной

Программа оперирует информацией, представленной в виде различных объектов и величин.

Переменная – это символическое обозначение величины в программе. Как ясно из названия, значение переменной (или величина, которую она обозначает) во время выполнения программы может изменяться.

С точки зрения архитектуры компьютера, переменная – это символическое обозначение ячейки оперативной памяти программы, в которой хранятся данные. Содержимое этой ячейки – это текущее значение переменной.

В языке C++ прежде чем использовать переменную, ее необходимо объявить. Объявить переменную с именем x можно так: int x;

В объявлении первым стоит название типа переменной int (целое число), а затем идентификатор x– имя переменной. У переменной x есть тип – в данном случае целое число. Тип переменной определяет, какие возможные значения эта переменная может принимать и какие операции можно выполнять над данной переменной. Тип переменной изменить нельзя, т.е. пока переменная x существует, она всегда будет целого типа.

Язык C++ строго типизированный язык. Любая величина, используемая в программе, принадлежит к какому-либо типу. При любом использовании переменных в программе проверяется, применимо ли выражение или операция к типу переменной. Довольно часто смысл выражения зависит от типа участвующих в нем переменных.

Например, если записать x+y,

где x– переменная, то переменная y должна быть одного из числовых типов.

Соответствие типов проверяется во время компиляции программы. Если компилятор обнаруживает несоответствие типа переменной и ее использования, он выдаст ошибку (или предупреждение). Однако во время выполнения программы типы не проверяются. Такой подход, с одной стороны, позволяет обнаружить и исправить большое количество ошибок на стадии компиляции, а, с другой стороны, не замедляет выполнения программы.

Всякое действие производится над некоторыми объектами, и о его результатах можно полностью судить по изменению состояния этих объектов. Один из видов объектов — переменная.

Понятие переменной является одним из центральных понятий программирования. (Понятие переменной имеет в программировании другой смысл, чем в математике.) Поясним это понятие на примере.

Пример. Требуется найти произведение любых двух натуральных чисел n, m. Результат обозначить через k.

Составим задание для исполнителя, который не умеет выполнять умножение, а умеет лишь складывать. В этом случае решение задачи не может быть выполнено в одно действие, а требует разложения на ряд последовательных действий, т. е. составления программы.

Так как программа должна "работать" для любой пары натуральных чисел, то сами конкретные числа в программе не фигурируют. Вместо чисел употребляются имена, обозначающие изменяемые объекты, которые называются переменными. Перед началом вычислений этим переменным должны быть присвоены значения. Присвоение — одно из важнейших действий, выполняемых вычислительной машиной (на использование которой в качестве исполнителя мы и ориентируемся в конечном счете).

Переменную можно представить себе как ящик, обозначенный именем, идентифицирующим эту переменную. Присвоение переменной с именем n значения 5 можно представить себе так; положить в ящик, обозначенный n, 5 шаров. (Ящик является аналогом ячейки памяти ЭВМ.)

Значение одной переменной можно переслать в другую переменную. При этой операции значение пересылаемой переменной не изменяется. Например переслать значение n в переменную i, или присвоить переменной i значение n, означает задать i такое же значение, которое имеет переменная n, т.е, скопировать значение n. Если было, допустим, n=5, то присвоение i значения n (записывается i = n — i присвоить значение n) означает, что нужно как бы посмотреть, какое число находится в ячейке памяти n, и такое же число "положить" в ячейку памяти i. Теперь будет i=5, но при этом n сохранило значение (n=5). Следует отметить также, что в выражении i = n знак "=" обозначает не равенство, а операцию присвоения.

Часто в программировании используется такая операция присваивания, когда слева и справа используется одна и та же переменная, например, i = i + 1. Такая запись означает, что сначала должна быть выполнена операция сложения (i+1), а затем полученная сумма присвоена переменной i в качестве ее нового значения. При этом старое значение i пропадает, "стирается". После выполнения этой операции i будет иметь значение на 1 больше, чем перед ее выполнением.

Вернемся к нашей задаче. Чтобы получить произведение n на m, используя операцию сложения, нужно просуммировать m слагаемых, равных n, т. е. вычислить

Но эта формула — не программа, хотя бы потому, что здесь есть неопределенность (например, многоточие),

Решение этой задачи можно представить как последовательность выполнения следующих простых шагов;

Положить k = 0.

Далее выполнить операцию

k = k + n

m раз. При этом после каждого выполнения указанной операции значение k увеличивается наn. В итоге в k будет получен результат решения задачи.

Чтобы выполнить операцию требуемое число раз, нужно считать, сколько раз эта операция уже выполнена. Используем для этого вспомогательную переменную i. Назовем ее счетчиком. Перед первым прибавлением к k значения n положим i = 1 и после очередного изменения k. значение счетчика i будем менять на 1.

Тогда программа может быть записана так:

1 задать конкретные значения n, m

2 k = 0

3 i =1

4 k = k + n

5.i = i +1

6 если i m идти к 4. (Повторить выполнение операций, начиная с п. 4)

7 закончить вычисления

Пояснения к программе.

1. Программа написана на обычном языке человеческого общения с использованием общепринятой математической символики (это так называемый "естественный" язык).

2. Операторы 2, 3 задают начальные значения переменных k и i. В языках программирования предписание о выполнении некоторой операции (например, операции присваивания) называется оператором.

3. Оператор 4 при каждом своем выполнении увеличивает значение k на n. Оператор 5 увеличивает значение счетчика на 1 после того, как выполнено очередное сложение.

4. Оператор 6 проверяет условие i m, и если оно выполняется, т. е. не все m сложений еще выполнены, то происходит возврат к оператору 4 и повторное выполнение программы, начиная с оператора 4. Как только в процессе выполнения программы условие i m не будет выполнено, процесс вычислений заканчивается. Это произойдет, когда будет i > m, т. е. все нужные сложения выполнены.

Приведенная программа задает порядок действий, которые могут быть выполнены, когда n и m получат конкретные значения.

Совокупность значений переменных, которые должны быть заданы перед выполнением программы, называется исходными данными.

Значение каждого параметра хранения в определенном участке памяти компьютера и может меняться в процессе выполнения алгоритма. Такой участок памяти ПК компьютера называется переменной.

Каждой переменной присваивается имя. С каждой переменной связан ее тип. С переменной можно выполнять следующие действия:

1) прочитать её текущее значение;

2) записать новое значение в переменную или как говорят присвоить новое значение переменной;

Запись нового значения переменной выполняется с помощью так называемого оператора присваивания. Имя_переменной = выражение; //здесь знак равенства это знак присвоения

При выполнении оператора присваивания сначала вычисляется значение выражения в правой части, затем оно записывается в переменную, имя которой указано в левой части. Старое значение переменной при этом стирается.

1) Память — это материальный носитель, который хранит информацию. Эту информацию можно читать и перезаписывать

2) Переменная — это область памяти универсального исполнителя хранящая порцию информации. Любая переменная имеет имя и тип. Тип переменной определяется множеством всех значений, которые она может принимать.

3) С переменной можно выполнять два действия: прочитать ее текущее значение и записать в нее значение (старое теряется). Для записи нового значения в переменную применяется оператор присваивания.

Выражение в правой части может включать имя переменной в левой части. В этом случае при вычислении выражения используется старое значение переменной. Например, с численными переменными возможны арифметические операции, с логическими — проверка, истино или ложно значение переменной, с символьными — сравнение, с табличными (или массивами) чтение или запись элемента таблицы с заданным индексом и т.п.

Переменные

-Логические

-Символьные

-Числовые

-Целые

-Вещественные

-Одинарной точности

Двойной точности

Целочисленные переменные

Тип целое число является основным для любого алгоритмического языка. Символы представляются в компьютере целыми числами — их кодами в некоторой кодировке. Целая переменная в компьютере может хранить лишь ограниченное множество целых чисел в некотором интервале. В современном ПК под целую переменную отводится 8 байтов, т.е. 64 двоичных разряда. Она может хранить числа от нуля до 2 в 64-й степени минус 1. Таким образом, максимальное число которое может храниться в целочисленной переменной, равно 18,446,744,073,709,551,615 (18 квинтиллионов 446 квадриллионов 744 триллиона 073 миллиарда 709 миллионов 551 тысяча 615).

Сложение и умножение значений целых переменных выполняется так: сначала производится арифметическая операция, затем старшие разряды результата, вышедшие за 64 разрядов (отбрасываются). Операции удовлетворяют традиционным законам коммутативности, ассоциативности и дистрибутивности:

a + b = b + a , ab = ba

(a + b) + c = a + (b + c) , (ab)c = a(bc) a(b + c) = ab + ac

В языке С целым числам соответствуют типы int, char, bool

Представление целочисленных значений в памяти компьютера в большинстве случаев реализуется аппаратным способом с учетом возможностей конкретного процессора.

Вещественные переменные

Вещественные числа представляются в компьютере в так называемой экспоненциальной, или плавающей, форме. Вещественное число r имеет вид r= +- 2(в степени e) * m

Представление числа состоит из трех элементов

1) Знак числа — плюс или минус. Под знак отводится 1 бит.

2) Показатель степени e, его называют порядком или экспонентой. Экспонента указывает степень двойки, на которую домножается число. Она может быть как положительной, так и отрицательной. Для чисел, меньших единицы. Под экспоненту отводится фиксированное число двоичных разрядов, обычно 8 или 11, расположенных в старшей части двоичного представления числа, сразу вслед за знаковым разрядом.

3) Мантисса m представляет собой фиксированное количество разрядов двоичной записи вещественного числа в диапазоне от 1 до 2: 1 <= m <= 2

В языке С вещественным числам соответствуют типы float и double.

Основным типом является тип double, именно он наиболее естественен для компьютера. В программировании следует по возможности избегать типа float (этот тип оправдан в трехмерной компьютерной графике), т.к. его точность недостаточна, а процессор все равно при выполнении операций преобразует его в тип double. Если к большому плавающему числу прибавить очень маленькое, то оно не изменится.

a + b = a при b != 0

Для сложения не выполняется закон ассоциативности: a + (b + c) != (a + b) + c

Точность вычислений вещественных чисел типа double составляет 16 десятичных цифр. Кроме потери точности, при операциях с вещественными числами могут происходить и другие неприятности.

— Переполнение — когда порядок результата больше максимально возможного значения. Эта ошибка часто возникает при умножении больших чисел;

— Исчезновение порядка — когда порядок результата отрицательный и слишком большой по абсолютной величине, т.е. порядок меньше минимально допустимого значения. Эта ошибка может возникнуть при делении маленького числа на очень большое или при умножении двух очень маленьких по абсолютной величине чисел. — вызывают аппаратное прерывание работы процессора.

— Деление на ноль — является некорректной операцией. — вызывают аппаратное прерывание работы процессора.

Запись вещественных констант

Вещественные константы записываются в двух формах — с фиксированной десятичной точкой или в экспоненциальном виде. 1.2 , 0.725, 1. , .35 , 0 Отметим, что в программировании именно точка, а не запятая используется для отделения дробной части; запятая обычно служит для разделения элементов списка.

Экспоненциальная форма записи вещественной константы содержит знак, мантиссу и десятичный порядок (экспоненту).

Мантисса — это любая положительная вещественная константа в форме с фиксированной точкой или целая константа.

Порядок указывает степень числа 10, на которую домножается мантисса. Порядок может иметь знак плюс или минус.

1.5e + 6 —> 1 500 00.0

1e-4 —> 0.0001-.75e3 —> -750.0

Вещественные типы аппаратно могут иметь два предоставления: вещественные числа с фиксированной точкой и вещественные числа с плавающей точкой. Как правило, по умолчанию компиляторы преобразуют вещественные значения в экспоненциальный формат (формат с плавающей точкой).

Символьные переменные

Значением символьной переменной является один символ из фиксированного набора. Такой набор обычно включает буквы, цифры, знаки препинания, знаки математических операций и различные специальные символы (процент, амперсенд, звездочка, косая черта и др.)

Симолы представляются их целочисленными кодами в некоторой фиксированной кодировке. Кодировка определяется тремя параметрами:

1) диапазон значений кодов. например ASCII. стандартный код обмена информацией. от 0 до 127. требует 7 бит на символ. большинство современных кодировок имеют диапазон кодов от 0 до 255, т.е. 1 байт на символ. Unicode, — диапазон от 0 до 65535 — т.е. 2 байта (16 бит) на символ.

2) множеством изображаемых символов.

3) отображением множества кодов на множество символов. кодировки кои-8, cp-1251, итд.

В языке C++ для Unicode существует тип wchar_t в котором под каждый символ отводится 2 байта.

Логические переменные и выражения

Логический тип данных bool, реализуется 1 байтом
Логические или условные выражения используются в качестве условия в конструкциях ветвления «если… то… иначе… конец если» и цикла «пока».

Любая операция сравнения имеет два аргумента и вырабатывает логическое значение «истина» и «ложь» (true и false)

Операции сравнения:

— Проверка равенства: ==

— Неравенство обозначается: !=

— Для сравнения величин выражений применяется четыре операции: больше > ; меньше < ; больше или равно >= ; меньше или равно <=

x == 0 // истина, если значение x равно 0

0 != 0 // ложь

3 >= 2 // истина

Логические выражения

0 < = x && x <= 1x != 0 or y != 0

1.2 Виды и типы переменных

В программировании переменная задается именем, определяющим область оперативной памяти компьютера, куда во время работы программы можно занести и хранить в закодированном виде некоторое значение (целое или вещественное число, последовательность символов, логическое значение), которым при необходимости можно пользоваться и которое можно изменять. Таким образом, переменную можно представить себе как ящик с какими-либо данными, на котором написано его название.

Основными характеристиками переменной являются:

· Имя - переменные задаются именами, определяющими область памяти, в которой хранится значение переменной.

Имя любой переменной уникально и не может изменяться в процессе выполнения программы. Имя переменной должно обязательно начинаться с буквы. Например: А, MAX, t1

· Тип – тип переменной определяется типом данных, которые могут быть значениями переменных.

· Значение - значениями переменных могут быть данные различных типов (целое или вещественное число, последовательность символов, логическое значение и т.д.). Например: 5, -3.14 (запятая в десятичных дробях заменяется точкой), «результат» (текст - это любой набор знаков, взятый в кавычки).

Тип переменной определяет размер области памяти для хранения переменной и какие операции допустимы с этой переменной (например, над числовыми переменными возможны арифметические операции, над строковыми – операции преобразования символьных строк, над логическими – логические операции).

Таблица 1 - Типы переменных

Тип переменной

Возможные значения

Объем занимаемой памяти

Обозначение в QBasic

Обозначение в Visual Basic

Числовая целого типа

Целые числа от -32768 до 32767

2 байта

А%

intA

Числовая вещественного типа

Десятичные числа одинарной точности

4 байта

А

sngA

Десятичные числа двойной точности

8 байтов

А!

dblA

Символьная

Строка символов

1 байт на каждый символ

А$

strA

Логическая

Логическое значение True или False

2 байта

blnA

Значение переменной, занесенное и хранимое в ячейке с ее именем, может быть различным по типу числом (целым или действительным) либо символьным текстом. В соответствии со значением переменные называются целыми, действительными, символьными. Очевидно, что операции, которые можно произвести с числами, нельзя осуществить с символьным текстом Объем памяти для хранения разных по типу значений тоже потребуется различный. Это ясно уже потому, что при хранении целого числа занимать место под нулевую дробную часть было бы нерационально. Поэтому в некоторых языках программирования предусмотрены операторы, объявляющие тип переменной с указанным именем, например integerA. Следовательно, для хранения значений А в этом случае будет отведено столько места, чтобы поместить знак и собственно целую часть. В других языках программирования прямо в имени переменной употребляют значки (символы), чтобы указать транслятору, сколько может понадобиться места под хранение значения данной переменной (неявное указание типа). Например, имя переменной А% содержит указание, что ее значением может быть только целое число, и только для него хватит места, отводимого в оперативной памяти. Более того, указание типа данных, которые могут стать значениями переменной, с помощью правил задания имени переменной позволяет компьютеру контролировать правомерность требуемых по отношению к переменной операции. Так, если имя переменной А%, то по отношению к ее значению будет ошибкой употребление команды «определить длину значения», которая уместна лишь для символьного текста. А если имя переменной содержит указание на вещественный или целый тип ее допустимого значения, то в ячейку с этим именем нельзя занести символьный текст. Ограничения, налагаемые на операции со значениями в зависимости от их типа, следовательно, требуют соответствующих ограничений на операции с именами переменных. Приведем несколько поясняющих примеров.

Выполнение программы будет прервано с выдачей сообщения об ошибке из-за несоответствия типов, если встретится команда, где будут одновременно присутствовать имена переменных или константы символьного типа и вещественного и/или целого.

На работе программы и получаемом результате никак не отразится занесение целого числа в ячейку, предназначенную, в соответствии с именем переменной, для значений вещественного типа. В этом случае автоматически будет образована нулевая дробная часть, а участвовать целые и действительные числа могут в одинаковых операциях (что соответствует известному включению области целых чисел в область действительных).

Если же действительное число станет значением переменной целого типа, то из-за отсутствия места для хранения дробной части последняя просто будет отброшена (произойдет преобразование типа значения), что в этом случае равносильно потере точности расчета. Это может оказаться незамеченным при получении результата, так как такое несоответствие типов значения и переменной не вызывает прерывания в работе программы.

Вывод

Следовательно, имя переменной не только удобным образом заменяет в программе числовой адрес ячейки в ОЗУ, а в случае индексированных переменных обязывает программиста позаботиться о выделении непрерывной области, но и указывает своим типом, какой объем памяти выделить под хранение ее значений, а также несет смысловую нагрузку и указывает, какие операции с этой переменной допустимы.

2. Практическое использование переменных в программировании

2.1 Основные элементы программирования

Знакомство с основными элементами программирования VisualBasic начинается с понятия переменной. Кто уже знаком с этим понятием из системы программирования QBasic, легко обнаружит отличия, которые переменные имеют в VisualBasic.

1. Переменные, оператор присваивания

В языках программирования одним из важнейших понятий является понятие переменной.

Определение переменной

Вспомним элементарную алгебру и решим простую задачу.

Задача. Вычислить функцию

Y=ax2+bx+c

при значениях коэффициентов и аргумента:

а = 3; b= - 4;c= 5; х = 2.

Без всякого программирования мы подставим значения а. b, c, x в формулу Y= 3٠22– 4٠2 + 5, произведем соответствующие арифметические действия и получим в результате Y= 9.

При программировании этой задачи фрагмент программы будет выглядеть так: a = 3, b = - 4, c = 5, x = 2

Y = a*x^2 + b*x + c

Print “Y = “; Y

Здесь все вычисления закодированы в соответствие с правилами языка VisualBasic. Чтобы было понятней, вспомним, что кодирование –это выражение одного типа данных через другой тип данных.

Эти же вычисления можно запрограммировать, закодировать и так:

k1 = 3

k2 = - 4

k3 = 5

x = 2

Y = k1*x^2 + k2*x + k3

Print “Y = “; Y

Результат вычисления Y не изменится.

Оба варианта программы практически повторяют постановку задачи. Однако это только по внешнему виду. Так, знаки равенства в программе – это не знаки «равно», а операторы присваивания. С помощью них коэффициентам присваиваются численные значения, записанные справа от знака присваивания. Умножение, возведение в степень закодированы с помощью специальных символов* и ^.

Оператор Print выводит информацию на формы (или в графические поля). Все, что после оператора Print записано в двойных кавычках, это текст. Он выводится без изменений, что записано, то и выводится. Если далее пишется переменная, то выводится ее значение. Поэтому на форме появится: Y= 9. В операторе Print после текста стоит символ «точка с запятой» (;). Это разделитель. В этом случае значение переменной выводится сразу за текстом. Если же после текста поставить разделитель – запятую, то вывод значения переменной произойдет через 14 символов, считая от края формы.

Однако при вычислении Y одни слова, буквы перемножаются на другие (почти как в алгебраическом выражении), слова, буквы возводятся в квадрат и складываются тоже слова, буквы. Но если результат получается правильным, следовательно, на каком-то этапе выполнения программы происходит передача численных значений коэффициентов и аргумента Х в формулу. Происходит это в момент выполнения программы после ее перевода (трансляции) в машинные коды.

При программировании в машинных кодах выполнение простейшей арифметической операции над двумя числами требуется указать код операции, адреса ячеек оперативной памяти, где хранятся эти числа, и указать адрес ячеек памяти, где будет храниться результат операции. При выполнении такой программы по команде процессора данные передаются из этих ячеек на регистры процессора (так называются ячейки памяти процессора), где над ними и производится определенная операция. Иногда, согласно алгоритму задачи, результат может помещаться, записываться в ту же ячейку памяти, в которой хранилось одно из чисел, над которым выполнялась операция. В этом случае прежнее значение данных будет заменено новым.

В языках программирования высокого уровня аналогом этих ячеек памяти является переменная. Отсюда следующее определение.

Переменная– это именованная область памяти, где хранятся данные, с которыми производятся в программе определенные операции, действия и которые могут изменяться при выполнении программы.

Само название «переменная»предполагает ее изменчивость.

Важнейшее положение языков программирования:

После присвоения переменной некоторого значения вместо этого значения можно использовать переменную. Это равносильно использованию самих значений.

Именно в этом состоит основный смысл введения переменных в языках программирования.

В приведенном примере в первом варианте программы переменными являются: а, b, c, х, Y. Во втором варианте программы название некоторых переменных изменены и имеют имена:k1,k2,k3,x,Y. Только от программиста зависит, какие имена будут у переменных.

В расчетных задачах можно выделить переменные, являющиеся начальными данными, переменные для хранения промежуточных результатов и результирующие переменные, для вычисления которых и формулируется задача.

Именно использование переменных в программе позволяет выполнять одну и ту же программу с различными начальными значениями переменных без изменения кода программы.

После трансляции программы в машинные коды каждой переменной в компьютере выделяется определенная область оперативной памяти со своим адресом. Делают это трансляторы при переводе кодов программы, написанной программистом, в машинные коды и операционная система.

Но при разработке программы программиста совершенно не волнует, какой будет адрес выделяемой память и величина этой памяти для хранения значений переменных. Главное, если программист каким-либо способом задал, присвоил переменным какие-то значения, то в любых выражениях программы, где будут встречаться эти переменные, их значения будут подставляться вместо переменных.

2.2. Анализ работы с переменными

Переменные используются в любом языке программирования. Чтобы использовать переменную в программе, ее необходимо объявить. Хотя все данные на компьютере, в сущности, имеют одинаковый вид (наборы нулей и единиц), переменные бывают разных видов, называемых в их случае типами. Если снова провести аналогию с полочками, то они могут быть разными по высоте, из-за чего некоторые предметы могут умещаться только на определенных полочках. Например, длинные пакеты с молоком на нижней полке, а колбаска на верхней. Это очень важный момент, который нужно запомнить, так как типы играют важную роль в программировании.

Чтобы использовать переменные, их нужно объявлять. Это означает, что им необходимо назначать имя и указать тип. После объявления их можно начинать использовать в качестве единиц хранения для данных. Переменные объявляются с помощью оператора, имеющим следующий синтаксис:

type varName;

Вместо type вы указываете тип переменной, а в varName - название переменной. Тип переменной определяет ее поведение (об этом чуть позже), а имя переменной позволит вам не запутаться среди придуманных вами переменных. Предположим, нам поручили подсчитать число всех попугаев и котов, живущих в Москве:

int parrots; // мы объявили переменную parrots типа int

int cats; // мы объявили переменную cats тоже типа int

Используя понятные имена, мы не ошибемся в выборе переменных после подсчета всех попугаев и котов.

При попытке использовать переменную, которая не была объявлена, код не будет компилироваться, о чем вас предупредит компилятор. Поэтому пугаться не нужно, а вернитесь в редактор кода и объявите переменную.

Правила объявления переменных

Следует запомнить несколько несложных правил.

Переменная должна быть объявлена до ее использования

Переменную можно объявлять только внутри класса, как часть определения функции или внутри тела функции. (Переменные, объявленные внутри класса, называются полями. Переменные, используемые для определения функции, называются параметрами. Переменные, объявленные внутри функции, называются локальными переменными)

Переменные должны начинаться с буквы или символа подчеркивания

Имена переменных могут содержать в себе буквы цифры и значки подчеркивания

Нельзя использовать в качестве имен переменных ключевые слова

Вот несколько примеров

// Правильные переменные

_cat = "кот";

Kitten3 = "Котенку 3 года";

Cat_Name = "Кота зовут Рыжик";

// Неправильные переменные

3Kitten = "кошка"; //начинается с цифры

Cat,Me = "Meow"; //нельзя использовать запятую

Можно объявлять более одной переменной в одном операторе присваивания. В этом случае все переменные отделяются запятыми и принадлежат к одному типу

int Cats, Kittens, Dogs;

Кроме того, можно сразу инициализировать объявляемую переменную

int Cats = 7;

Можно также инициализировать переменную динамически, используя любое действительное выражение. Например, мы хотим вычислить периметр квадрата:

int widthSquare = 5; // ширина квадрата

// динамически инициализируем переменную perimeter

int perimeter = widthSqare * 4;

Еще раз напомню, что язык С# чувствителен регистру (я действительно это говорил?), поэтому будьте аккуратны при создании переменных. Если вы ошибетесь в одной буковке, то программа может работать, но выдавать совсем неправильные результаты. Например, все перечисленные ниже имена переменных будут являться совершенно разными именами:

cat

Cat

CAT

cAt

Присваивания

Компьютеры создавались для вычислений, поэтому в программировании много заимствований из математики. Например, в школе вам приходилось видеть подобные выражения:

A = 3

B = 5

C = 6

D = A + B + C

Если перевести это простое упражнение на язык C#, то выглядеть это будет так:

int A, B, C, D;

A = 3;

B = 5;

C = 6;

D = A + B + C;

Иными словами, нам понадобилось просто объявить переменные и проставить точки с запятой в конце каждой строки. Но тем не менее, программирование - это не решение математических задач. Например, в математике допустимо следующее:

A = 3

C = A + B

B = 2

В C# менять порядок выражений нельзя. Операторы в C# выполняются последовательно, одно за другим! Во второй строчке примера переменной C присваивается значение суммы переменных A и B, но переменной B мы еще не присвоили никакого значения. Это недопустимо и программа просто не запустится. Также можно использовать круглые скобки для повышения приоритета (аналогично как в математике).

x = y/2 - 3 * z + 127;

m = (n/2 - 3* k) - 220;

В C# знак равенства называется оператором присваивания и обозначается знаком =. Оператор - это символ или короткое слово, которые выполняют операцию. У операторов имеются операнды. Например, оператор присваивания имеет два операнда: переменную слева от знака равенства и выражение справа от знака равенства. В данном случае, оператор присваивания заставляет переменную слева от знака равенства быть присвоенной значению, вычисляемому выражением справа.

Кстати, в C# допустимо и такое выражение с оператором присваивания, которое будет неправильным в математике:

C = 2;

C = C + 3;

В этом примере во второй строчке переменной C присваивается сумма текущего значения переменной C (т.е. 2) и числа 3.

Теперь рассмотрим еще один пример:

X + 3 = 8;

На самом деле вы не сможете написать такую строчку кода в C#, так программа откажется выполнять эту инструкцию. Слева от оператора разрешен только один тип операнда - переменная. Хотя с точки зрения математики здесь все верно.

С помощью оператора присваивания также можно выстраивать цепочку присваиваний:

int x, y, z;

x = y = z = 26; // всем переменным присваивается значение 26

Еще вам придется использовать в своих программах блок кода. Блок кода - это объединение нескольких операторов, заключенное в фигурные скобки. Блок кода позволяет создавать логический элемент, который будет использоваться как одиночный оператор. Обычно блок используется в операторах if и for, который мы будем изучать позже. Пока просто просмотрите на пример:

if(a > t)

{

v = w * m;

l = d - r;

}

В этом примере, если переменная a будет больше переменной t, то будут выполняться сразу два оператора умножения и вычитания. По отдельности эти операторы выполняться не будут. Использование блоков кода позволяет создавать специальные алгоритмы для решения различных задач.

Область видимости и время жизни переменных

Итак, блок кода окружается фигурными скобками. Но он также определяет область видимости, которая задает время жизни объявляемых переменных. Объявленная внутри области видимости переменная является недоступной для кода, который расположен за этой областью. Следовательно, при объявлении переменной в пределах ее области видимости, вы локализуете эту переменную и защищаете ее от неразрешенного доступа и модификации. Область видимости может быть вложенной. Каждый раз, создавая новый блок кода, вы создаете новую вложенную область видимости и при этом внешняя область становится видимой для вложенной области. Но при этом объекты, объявленные во внутренней области видимости будут невидимы для кода во внешней области. Рассмотрим пример:

// Пример использования вложенных областей

using System;

class ScopeDemo

{

public static void Main()

{

int x; // это переменная видна всему коду в пределах метода Main

x = 10;

if(x == 10)

{ // создается новая область видимости

int y = 20; // эта переменная будет видна только в этом блоке

// Так как видны обе переменные, мы можем их использовать

Console.WriteLine("Сумма переменных x и y равна: " + (x + y));

} // блок кода закончился

// y = 100; // если уберете знаки комментария, то получите ошибку!

Console.WriteLine("Значение x равно: " + x);

}

}

Запустите программу. Все будет работать. Теперь попробуйте убрать комментарии у строчки y = 100; и вы получите сообщение об ошибке, так как переменная y была объявлена во внутреннем блоке if и видима только там. Попытка присвоить этой переменной другое значение за пределами этого блока и приводит к ошибке. Тогда как переменная x видна в обоих блоках кода и доступна для использования.

Еще один важный момент связан с временем жизни переменной. Переменные создаются при их объявлении в какой-либо области видимости (при входе в данную область и уничтожаются при выходе из этой области. Это означает, что переменная не будет сохранять свое значение при выходе из своей области видимости, то есть переменная, объявленная в пределах метода, не будет хранить свои значения между вызовами этого метода. Также, переменная, объявленная в рамках блока, будет терять свое значение при выходе из блока. Следовательно, время жизни перменной ограничено ее областью видимости.

Если при объявлении переменной одновременно происходит ее инициализация, то переменная будет повтороно инициализироваться каждый раз при входе в блок, в котором она объявлена. Рассмотрим следующую программу:

// Пример о времени жизни переменной

using System;

class VarLife

{

public static void Main()

{

int x;

for(x = 0; x < 3; x++)

{

int y = -2; // переменная инициализируется каждый раз при входе в блок

Console.WriteLine("Значение y равно: " + y);

y = 25;

Console.WriteLine("Значение y равно: " + y);

}

}

}

Запустив программу, вы увидите следующее:

Значение y равно: -2

Значение y равно: 25

Значение y равно: -2

Значение y равно: 25

Значение y равно: -2

Значение y равно: 25

Как видите, каждый раз при входе в цикл for переменная y принимает значение -2, затем ее присваивается значение 25, которое утрачивается при завершении цикла.

Комментарии

При написании кода с использованием переменных очень удобно добавлять пометки, напоминающие о том, что именно делает строчка кода. Например, строка кода предлагает пользователю ввести некоторое число или напомнить программисту, который будет читать ваш код, что этот раздел кода написали вы. Подобные пометки называются комментариями. Комментарии - это текст, который игнорируется компилятором и не влияет на размер получаемого файла. Но наличие подробных комментариев в исходном коде позволяет программисту легче понять программу. Не экономьте на комментариях! Комментарии являются очень важной составляющей программирования. Советую вам сразу использовать комментарии в своих проектах.

Существуют несколько типов комментариев. Наиболее популярны однострочные комментарии. Однострочный комментарий начинается с двойного слэша «//». Все, что справа от них до конца строки, не учитывается при компиляции программы.

int cats = 2; // жили-были два кота

С# поддерживает также многострочные комментарии, заключаемые в комбинации символов «/*» и «*/». В этом случае текст комментария может находиться на многих строчках. Все, что находится между этими разграничительными символами, игнорируется компилятором.

/*

Этот текст в коде

игнорируется компилятором.

Можете вписать сюда хоть целую поэму

*/

В принципе можно использовать и вложенные комментарии. Но я надеюсь, что вы не будете заниматься такими глупостями.

Существует еще один вид комментариев с тремя (!) подряд слэшами, которые предшествуют классам, методам и т.п. Существует еще один вид комментариев с тремя (!) подряд слэшами, которые предшествуют классам, методам и т.п. В данных комментариях содержатся теги XML. Компилятор создает специальный XML-файл, который можно потом читать в удобном формате.

Заключение

Таким образом, переменная - это область в памяти компьютера, которая хранит данные, которые могут меняться (отчего и название - переменная).

Эти данные бывают разных типов: числовые, символьные, логические. Абсолютно все в компьютере на низком уровне сводиться к работе с переменными (данными), поэтому без них компьютер и программирование потеряли бы смысл.

Список литературы

  1. Григорьев, А.Б. О чем не пишут в книгах по Delphi; БХВ-Петербург - Москва, 2013. - 576 c.
  2. Гудман, Д. Java Script и DHTML. Сборник рецептов для профессионалов; СПб: Питер - Москва, 2013. - 523 c.
  3. Доорс, Дж.; Рейблейн, А.Р.; Вадера, С. Пролог - язык программирования будущего; М.: Финансы и статистика - , 2011. - 144 c.
  4. Дунаев, Вадим Web-программирование для всех; БХВ-Петербург - Москва, 2013. - 560 c.
  5. Дьяконов, В.П. Справочник по расчетам на микрокалькуляторах; М.: Наука. Главная редакция Физико-математической литературы - Москва, 2011. - 464 c.
  6. Ерофеев, В.И.; Меркушов, Ю.П. и др. Средства отладки программ в ОС ЕС; Статистика - Москва, 2012. - 245 c.
  7. Кристиансен, Том; Торкингтон, Натан Perl: библиотека программиста; СПб: Питер - Москва, 2013. - 736 c.
  8. Ламот, А. Программирование трехмерных игр для Windows; Вильямс - Москва, 2011. - 920 c.
  9. Либерти, Джесс Освой самостоятельно C++ за 21 день; М.: Вильямс - Москва, 2012. - 816 c.