~~NOCACHE~~
~~REVEAL theme=simple&size=1024x800~~

====== Lab. 1 Język C - powtórka  ======

===== =====

    * wybór środowiska programistycznego IDE
    * struktura programu
    * deklaracja zmiennych, podstawowe typy
    * wczytanie danych i wydruk na ekran (rożne dokładności, liczba miejsc znaczących)
    * pętle, instrukcje warunkowe
    * funkcje, ....
    * tablica, macierze
    * zapis/odczyt plik
    * programujemy bez grafiki, ew. wykresy ilustrujące w Excelu, Originie, Matlabie 


===== Struktura programu =====


<code C>
#include <stdio.h>

/* definicja funkcji */
int nwd(int a, int b)
{
   int c;
   while (b != 0)
   {
      c = a % b;
      a = b;
      b = c;
   }
   return a;
}

int main()
{
   /* deklaracje zmiennych */
   int a, b;

   /* instrukjce programu */
   printf("Podaj dwie liczby calkowite dodatnie: ");
   scanf("%d %d", &a, &b);

   if ( a >0 && b > 0)
      printf("NWD(%d,%d) = %d\n", a, b, nwd(a,b));
   else 
      printf("Niepoprawne dane\n");

   return 0;
}
</code>


===== Typy zmiennych=====

{{zajecia:pp1_2021_1:typy.png?600|}}


[[https://pl.wikibooks.org/wiki/C/Zmienne#Typy_zmiennych|Typy zmiennych]]


===== Operatory =====

{{zajecia:mn1_2021_2:operatory.png?600|}}

[[https://pl.wikibooks.org/wiki/C/Operatory|Operatory]]

===== Funkcja printf() i scanf ()=====

{{zajecia:pp1_2021_1:printf3.png?450|}}

**Specyfikatory formatu**

{{zajecia:pp1_2021_1:printf.png?450|}}

===== ===== 

<code C>
#include <stdio.h>
/* program wczytuje i wyswietla wartosc podanej liczby rzeczywistej */
 
int main()
{
   float x; 

   printf("Podaj liczbe: ");
   scanf("%f", &x);
   printf("Podales liczbe %.3f \n", x);
   printf("Notacja naukowa %e \n", x);

  return 0; 
}
</code>

===== Biblioteka standardowa  =====

  * [[https://pl.wikibooks.org/wiki/C/Biblioteka_standardowa/Indeks_tematyczny#math.h|math.h]] - funkcje matematyczne \\ ''sin()'', ''cos()'',  ''sqrt()'', ''pow()'', ''log()'',''log10()'', ''exp()'', ...
  * [[https://pl.wikibooks.org/wiki/C/Biblioteka_standardowa/Indeks_tematyczny#stdlib.h|stdlib.h]] - zbiór podstawowych funkcji, np.:
    * ''rand()'' generator liczb losowych 
    * ''exit()'' zamknięcie programu 
    * ''system()'' uruchomienie polecenia systemowego
  * [[https://pl.wikibooks.org/wiki/C/Biblioteka_standardowa/Indeks_tematyczny#time.h|time.h]] - obsługa czasu:
    * ''clock()'' czas wykonywania programu
    * ''time()''  czas od dnia 1 stycznia 1970 roku 
  * [[https://pl.wikibooks.org/wiki/C/Biblioteka_standardowa/Indeks_tematyczny#stdio.h|stdio.h]] - obsługa wejścia/wyjścia 
  * [[http://pl.wikibooks.org/wiki/C/Biblioteka_standardowa/Indeks_tematyczny|Biblioteka standardowa]]


===== =====

<file C pierwiastek.c>
#include<math.h>
#include<stdio.h>

int main()
{
   float x, y;

   scanf("%f", &x);

   y = sqrt(x);

   printf("Pierwiastek z %f wynosi %f\n", x, y);
}
</file>


===== Instrukcje sterujące =====

  * Warunki:
    * [[http://pl.wikibooks.org/wiki/C/Instrukcje_steruj%C4%85ce#if|if]] 
    * [[http://pl.wikibooks.org/wiki/C/Instrukcje_steruj%C4%85ce#switch|switch]] - lista wyboru
  * Pętle:
    * [[http://pl.wikibooks.org/wiki/C/Instrukcje_steruj%C4%85ce#while|while]]
    * [[http://pl.wikibooks.org/wiki/C/Instrukcje_steruj%C4%85ce#for|for]]
    * [[http://pl.wikibooks.org/wiki/C/Instrukcje_steruj%C4%85ce#do..while|do while]]
  * Skok
    * [[http://pl.wikibooks.org/wiki/C/Instrukcje_steruj%C4%85ce#goto|goto]] - NAJLEPIEJ NIE UŻYWAĆ!!!!
    * [[https://pl.wikibooks.org/wiki/C/Instrukcje_steruj%C4%85ce#continue|continue]] - kontynuacja pętli
    * [[https://pl.wikibooks.org/wiki/C/Instrukcje_steruj%C4%85ce#break|break]] - przerwanie pętli lub instrukcji ''switch''

===== Warunek if =====

{{zajecia:pp1_2021_1:if3.png?600|}}

{{zajecia:pp1_2021_1:if_else3.png?600|}}


===== Pętla while  =====

{{zajecia:pp1_2021_1:while3.png?600|}}

===== Pętla for =====

{{zajecia:mn1_2021_2:for.png?600|}}

===== Pętla do while =====

{{zajecia:mn1_2021_2:do_while.png?500|}}

=====  Reprezentacja liczb w komputerze =====

  * typy całkowite \\ ''char'', ''short'', ''int'', ''long'' \\ [[wppl>Kod uzupełnień do dwóch]]
  * typy **zmiennoprzecinkowe** (//floating point//) \\ ''float'', ''double'' \\ [[wppl>Liczba zmiennoprzecinkowa]]


=====  =====

Co wyświetli poniższy kod?

<code C>
#include <stdio.h>

int main ( )
{
   float x = 0.1;

   if ( x == 0.1 ) printf ( "OK" ) ;
   else printf ( "Nie OK") ;
}
</code>


===== Błędy wynikające z reprezentacji ====

  * **nadmiar** (overflow ) - przekroczenie zakresu 
  * **niedomiar** (underflow ) - zaokrąglenie bardzo małej liczby do 0
  * błędy zaokrągleń
  * redukcja cyfr przy odejmowaniu bardzo bliskich sobie liczb zmiennoprzecinkowych
  * dodawanie (lub odejmowanie) dużej i małej liczby zmiennoprzecinkowej
  * kolejność operacji arytmetycznych może mieć wpływ na wielkość błędu



=====  Zadanie - Epsilon maszynowy =====

Napisz program wyznaczający precyzję obliczeniową ([[wppl>epsilon maszynowy]]) dla typu ''**float**''.
Porównaj uzyskany wynik z wartością stałej ''**FLT_EPSILON**'' zadeklarowanej w pliku nagłówkowym ''**<float.h>**''.


===== Dodatkowe ćwiczenia =====

Dodatkowe ćwiczenia nie podlegające ocenie.

**Ćw. 1**

Napisz program znajdujący pierwiastki równania kwadratowego $$y = ax^2 + bx + c$$ dla dowolnych $a, b, c$.
  
Przy wyznaczaniu pierwiastków tradycyjnym podejściem (z wyznaczeniem delty) może dojść do istotnego błędu zaokrągleń gdy delta $\sqrt{\Delta}$ jest bliska $b$. Spróbuj zniwelować wpływ tego błędu wykorzystując [[wppl>Wzory Viète’a]]

**Ćw. 2**
Napisz program wyznaczający $\sqrt{2}$ a następnie podnieś wynik do kwadratu. Wypisz wartość bledu względnego uzyskanego wyniku dla typu ''float'' oraz osobno dla typu ''double''.

**Ćw.3**
Napisz program wyznaczający wartość wielomianu $f(x) = a_{n}x^n + \ldots + a_2x^2 +a_1x + a_0$ za pomocą [[wppl>Schemat_hornera|schematu Hornera]]

**Ćw. 4**
Napisz program wyznaczający sumę szeregu 
$$\sum_{n=0}^{\infty} q^{n}=1+q+q^{2}+q^{3}+\ldots \qquad \text{dla}\quad |q| < 1$$

Dla podanych przez użytkownika wartości $q$ oraz $k$ program wypisuje:
  * informację, że szereg jest rozbieżny, gdy nie jest spełniony warunek $|q|<1$ 
  * dokładną wartość sumy szeregu równą $\frac{1}{1-q}$
  * przybliżoną wartość sumy szeregu uzyskaną po dodaniu $k$ kolejnych elementów ciągu $\sum_{n=0}^{k} q^{n}$ oraz wartość błędu względnego i bezwzględnego
  * przybliżoną wartość sumy szeregu uzyskaną po dodaniu $k$ kolejnych elementów ciągu w odwrotnej kolejności $\sum_{n=k}^{0} q^{n}$ oraz wartość błędu względnego i bezwzględnego

Sprawdź wyniki programu dla $q=0.99$ i $k=10^6$. Dlaczego błędy obu przybliżeń się różnią?