Vykonávání programů

Jak už víme, programy jsou sekvence příkazů pro počítač, který je provádí instrukci po instrukci (resp. řádek po řádku). Jakmile počítač vykoná jeden řádek vašeho programu, tak skočí na řádek níže, dokud nedojde na konec programu. Aby počítač věděl, kterou instrukci má provést jako první, tak mu musíme říct, kde má začít. K tomu přesně slouží funkce (pojmenovaný blok kódu) se speciálním názvem main:

int main() {
    // ZDE
    return 0;
}

Výše zmíněný program se po překladu a spuštění začne vykonávat na prvním řádku funkce main, a jakmile provede všechny řádky, tak program skončí. Tento program je v podstatě prázdný, takže se pouze zapne a vypne. Prozatím budeme veškerý kód psát dovnitř funkce main, mezi složené závorky ({, }) a před řádek return 0; (tedy na místo komentáře ZDE). Později si vysvětlíme, jak tato funkce funguje, prozatím to berte tak, že v programu vždy musí funkce main být, aby počítač věděl, odkud začít vykonávání kódu.

Příkazy

Programy v C se skládají z příkazů (statements). Příkaz říká počítači, co má provést, na mnohem vyšší úrovni než instrukce - jeden C příkaz může být přeložen překladačem na desítky instrukcí pro procesor. Existuje mnoho různých typů příkazů, které naleznete v následujících sekcích. Většina příkazů nějakým způsobem pracuje s výrazy, začneme tedy jejich popisem.

Výrazy

Jak už vyplývá z jeho názvu, hlavní funkcí počítače je něco počítat. Jedním ze základních konstrukcí jazyka C (i jiných programovacích jazyků) tak je možnost vypočítat různé hodnoty. Něco, co se dá vypočítat (tak, aby výsledkem byla nějaká hodnota), se nazývá výraz (expression). Příkladem asi nejjednoduššího výrazu je číslo, např. 5. Takovýto výraz již není nutné dále vyhodnocovat, jeho hodnota je prostě 5. Pokud v programu použijete přímo hodnotu nějakého čísla (popř. něčeho jiného, jak uvidíme později), tak se takový výraz označuje jako literál (literal).

V C můžeme s výrazy provádět různé operace pomocí operátorů. Můžeme například použít operátor + s dvěma výrazy, čímž vznikne složitější výraz: 5 + 5, který se v programu vyhodnotí na hodnotu 10. O operátorech si více povíme v kapitole o datových typech.

Výpis výrazů

Abyste si ze začátku mohli jednoduše zobrazit hodnoty výrazů, tak si ukážeme kód, pomocí kterého můžete vypsat text na výstup programu (do terminálu). K výpisu textu můžete použít příkaz

printf("<text>");

Text, který vložíte mezi uvozovky (") se vypíše na výstup programu²:

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Hello world!\n");
    return 0;
}

Abyste printf mohli použít, musíte na začátek programu vložit řádek #include <stdio.h>. Tento řádek i printf zatím berte jako "black box", později si vysvětlíme, jak přesně fungují.

V zadaném textu můžete používat určité speciální znaky. Například sekvence znaků \n způsobí, že na výstupu dojde k odřádkování (newline), po kterém se text začne vypisovat na dalším řádku:

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Prvni radek\nDruhy radek");
    return 0;
}

Abyste mohli tisknout hodnoty výrazů, můžete použít zástupné znaky (placeholders). Pokud chcete vypsat číselnou hodnotu na výstup programu, stačí v textu použít zástupný znak %d, za uvozovky přidat čárku a doplnit výraz na místo určené komentářem:

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Cislo: %d\n", /* Hodnota tohoto výrazu se vypíše na výstup */ 1);
    return 0;
}

Když chcete vypsat například výsledek vyhodnocení výrazu 10 + 5, tak stačí napsat: printf("%d\n", 10 + 5); a na výstup programu by se měl vypsat text 15.

Pokud chcete vytisknout více hodnot, tak prostě řádek s printf(…); zkopírujte a na uvedené místo vložte jiný výraz. Počítač provádí programy řádek po řádku, odshora dolů. Doplňte na místo komentáře do programu níže nějaký výraz a zkuste uhodnout, co se vypíše na výstup po přeložení a spuštění programu.

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("%d\n", 1);
    printf("%d\n", /* tady vložte výraz */);
    return 0;
}

Cvičení 🏋

Zkuste si na místo komentáře doplnit několik výrazů (např. 5 + 8, 8 * 3, 12 * (2 + 3)), přeložit program, spustit ho a podívat se, co vypíše na výstup, abyste si vyzkoušeli vyhodnocování výrazů. Zkuste to na svém počítači pomocí editoru a překladače, ne pouze v prohlížeči!

Datové typy

Každý výraz má svůj datový typ, který udává, jak je hodnota výrazu v programu interpretována a také jaké operace má smysl nad výrazem dělat. Více o datových typech a operátorech se dozvíte v sekci Datové typy.

Příkazy vs výrazy

Jakmile se budete postupně učit o jednotlivých konstrukcích jazyka C, je důležité uvědomit si, jaký je rozdíl mezi výrazem (něco, co se dá vypočítat) a příkazem, pomocí kterého počítači říkáme, aby něco (s nějakým výrazem) udělal (například vypsal ho na výstup, zapsal do paměti atd.).

Vedlejší efekty

Pokud chcete pouze vypočítat výraz ("jen tak"), mimo nějaký příkaz, stačí za něj dát středník. Tím ze samostatného výrazu uděláte příkaz:

1 + 1; // vypočte se `2`, výsledek se na nic nepoužije

Toto má smysl dělat pouze u výrazů, které mají nějaký vedlejší efekt (side effect), který způsobí, že při provádění výrazu se v programu něco změní. Jinak by výraz sám o sobě byl vypočten, ale nic dalšího by se nestalo. O výrazech, které umí produkovat vedlejší efekty, se dozvíte v pozdějších sekcích.