Langage C: Concepts Essentiels

Cours de Programmation en Langage C

• Le langage C a été conçu en 1972 par Dennis Richie et Ken Thompson.
• En 1978, Brian Kernighan et Dennis Richie ont publié la définition classique du langage C dans le livre "The C Programming Language".
• Le langage C a gagné en popularité au cours des années 80.
• En 1983, l'ANSI (American National Standards Institute) a décidé de normaliser le langage C.
• La norme ANSI C a été définie en 1989.
• Le standard ANSI C est décrit dans le cours.

Plan du Cours

• Introduction
• Types de base, variables, constantes
• Opérateurs et expressions
• Les entrées / sorties en C
• Les structures de contrôle
• Les tableaux
• Les pointeurs
• Les chaînes de caractères
• Les fonctions et les procédures
• Les structures
• Les fichiers

La Compilation

• Le langage C est un langage compilé.
• Un programme C est décrit par un fichier texte appelé fichier source.
• Ce fichier est traduit en langage machine par un programme appelé compilateur.
• La compilation se décompose en 4 phases :
  • Le traitement par le préprocesseur.
  • La compilation.
  • L'assemblage.
  • L'édition de liens.

Les composants élémentaires du C

• Un programme en langage C est constitué de six groupes de composants élémentaires suivants :
  • Les identificateurs.
  • Les mots-clefs.
  • Les constantes.
  • Les chaînes de caractères.
  • Les opérateurs.
  • Les signes de ponctuation.

Les identificateurs

• Le rôle d'un identificateur est de donner un nom à une entité du programme.
• Un identificateur peut désigner :
  • Un nom de variable ou de fonction.
  • Un type défini par typedef, struct, union ou enum.
  • Une étiquette.

Les mots-clefs

• Les mots-clefs sont des mots réservés au langage C et ne peuvent pas être utilisés comme identificateurs.
• L'ANSI C compte 32 mots-clefs qui peuvent être classés en catégories telles que les spécificateurs de stockage, les spécificateurs de type, les qualificateurs de type et les instructions de contrôle .

Les commentaires

• Un commentaire en C débute par /* et se termine par */.
• Les commentaires ne peuvent pas être imbriqués.

Structure d’un programme C

• Une expression est une suite de composants élémentaires syntaxiquement correcte.
• Une instruction est une expression suivie d'un point-virgule.
• Le point-virgule signifie "évaluer cette expression".
• Plusieurs instructions peuvent être regroupées par des accolades {} pour former une instruction composée.
• En C, toute variable doit être déclarée avant d'être utilisée.
• Un programme C se présente généralement sous la forme suivante :
  • Directives préprocesseur.
  • Déclarations de variables globales.
  • Fonctions secondaires.
  • Fonction principale (main).
  • Déclarations de variables locales.
  • Instructions.

Les types de base

• Les variables servent à stocker les valeurs des données utilisées pendant l'exécution d'un programme.
• Le langage C est un langage typé.
• Le type d'un objet définit la façon dont il est représenté en mémoire.
• Les types de base en C sont les caractères, les entiers, les flottants (nombres réels) et le booléen (vrai/faux).
• Ils sont désignés par les mots-clefs char, int, float, double, short, unsigned, long et bool.

Le type caractère

• Le mot-clé désignant les caractères est char.
• Une variable de type char peut contenir le code de n'importe quel caractère utilisé par la machine.

Le type entier

• Le mot-clé désignant les entiers est int.
• Les entiers peuvent être affectés de deux types d'attributs : la précision (short et long) et la représentation (unsigned).

Les types flottants

• Les types float, double et long double sont utilisés pour représenter les nombres à virgule flottante.
• Ils correspondent à différentes précisions possibles.

Les constantes

• Une constante conserve sa valeur pendant toute l'exécution d'un programme.
• Les constantes peuvent être de type entier, flottant (nombre réel) ou caractère.

Les constantes entières

• Une constante entière peut être représentée de trois manières différentes selon la base dans laquelle elle est écrite (décimale, octale et hexadécimale).

Les constantes réelles

• Les constantes réelles sont représentées par la notation mantisse et exposant, l'exposant est introduit par la lettre e.

Les constantes caractères

• Pour désigner un caractère imprimable, il suffit de le mettre entre apostrophes.
• Pour désigner un caractère non imprimable, on utilise son code hexadécimal.

Les opérateurs

• L'affectation est symbolisée par le signe =.
• Les opérateurs arithmétiques incluent l'addition (+), la soustraction (-), la multiplication (*), la division (/), le modulo (%), l'augmentation de l'opérande (+ +), la diminution de l'opérande (- -), changement de signe (+).
• Les opérateurs relationnels incluent le supérieur (>), supérieur ou égal (>=), strictement inférieur (<), inférieur ou égal (<=), égal (==), différent (!=).
• Les opérateurs logiques booléens incluent l'opérateur Et logique (&&); Ou logique(||), et la négation logique (!).
• Les opérateurs logiques bit à bit incluent ET bit à bit (&), OU bit à bit (|), OU exclusif bit à bit (^), NON bit à bit (~), décalage à gauche (<<), décalage à droite (>>).
• L'opérateur d'affectation composée combine l'opérateur d'affectation (=) avec d'autres opérateurs arithmétiques ou logiques.
• L'opérateur conditionnel ternaire permet de choisir entre deux expressions en fonction d'une condition.
• L'opérateur adresse (&) retourne l'adresse mémoire d'une variable.
• L'opérateur de conversion de type permet de modifier explicitement le type d'un objet.
• Opérateur virgule permet de séparer plusieurs expressions.

Les entrées/sorties

• Les fonctions d'entrée/sortie permettent d'interagir avec le clavier et l'écran.
• Les fonctions printf et scanf sont utilisées pour l'affichage et la saisie de données.
• La chaîne de contrôle contient le texte à afficher et des spécifications de format.
• Les formats sont introduits par le caractère %, suivi d'un caractère spécifiant le format d'impression.
• La fonction fscanf est semblable à scanf, elle permet de lire des données formatées depuis un fichier.
• La fonction fprintf est semblable à printf, elle permet d'écrire des données formatées dans un fichier.
• Les fonctions fgetc et fputc permettent de lire et d'écrire un caractère à la fois dans un fichier.

Les instructions de branchement conditionnel

• Les instructions conditionnelles permettent d'exécuter différents blocs de code en fonction de conditions spécifiques.
• Les instructions if, else if et else permettent de réaliser des branchements conditionnels.
• L'instruction switch permet de réaliser des branchements multiples en fonction de la valeur d'une expression.

Boucles

• Les boucles permettent de répéter une série d'instructions jusqu'à ce qu'une condition soit remplie.
• Les types de boucles en C sont while, for et do-while

Les tableaux

• Un tableau est une variable structurée qui regroupe des variables simples du même type.
• Ces variables sont stockées dans des emplacements mémoire contigus.
• On peut déclarer des tableaux à une ou plusieurs dimensions.
• Lors de la déclaration d'un tableau, on peut initialiser ses valeurs de façon directe ou après la déclaration.
• On accède aux éléments d'un tableau à l'aide d'index.
• Les tableaux sont passés par référence lorsqu'ils sont utilisés en tant qu'arguments de fonctions.

Les chaînes de caractères

• Les chaînes de caractères sont des tableaux de caractères terminés par un caractère nul ('\0').
• Les fonctions strlen, strcpy, strcat et strcmp sont utilisées pour gérer les chaînes de caractères.
• On peut déclarer et initialiser les chaînes de caractères.
• On peut afficher et lire les chaînes de caractères.
• Les chaînes de caractères sont utilisées pour le traitement de texte.

Les pointeurs

• Un pointeur est une variable qui stocke l'adresse d'une autre variable.
• On utilise l'opérateur & pour obtenir l'adresse d'une variable.
• On utilise l'opérateur * pour accéder à la valeur d'une variable pointée.
• Les pointeurs sont utilisés pour le passage par référence, l'allocation dynamique de mémoire et d'autres fonctionnalités avancées avec des opérations comme l'incrément ou la décrémentation ++, -- et ainsi de suite.

Fonctions Récursives

• Une fonction récursive est une fonction qui s'appelle elle-même au sein de sa propre définition.
• Pour éviter les appels récursifs infinies, il y a un cas de base.
• La récursivité peut être directe ou indirecte.

Les tableaux à plusieurs dimensions

• Un tableau à plusieurs dimensions est un tableau contenant d'autres tableaux du même type.
• Pour accéder aux éléments d'un tableau à plusieurs dimensions, il faut utiliser des indices pour chaque dimension.