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Programmation en langage C

Anne CANTEAUT

INRIA - projet CODES

B.P. 105

78153 Le Chesnay Cedex

Anne.Canteaut@inria.fr

C 2

Table des mati`eres3

Table des mati`eres

1 Les bases de la programmation en C 9

1.1 Historique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

1.2 La compilation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

1.3 Les composants ´el´ementaires du C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

1.3.1 Les identificateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

1.3.2 Les mots-clefs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

1.3.3 Les commentaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

1.4 Structure d"un programme C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

1.5 Les types pr´ed´efinis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

1.5.1 Le type caract`ere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

1.5.2 Les types entiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

1.5.3 Les types flottants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

1.6 Les constantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

1.6.1 Les constantes enti`eres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

1.6.2 Les constantes r´eelles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

1.6.3 Les constantes caract`eres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

1.6.4 Les constantes chaˆınes de caract`eres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

1.7 Les op´erateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

1.7.1 L"affectation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

1.7.2 Les op´erateurs arithm´etiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

1.7.3 Les op´erateurs relationnels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

1.7.4 Les op´erateurs logiques bool´eens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

1.7.5 Les op´erateurs logiques bit `a bit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

1.7.6 Les op´erateurs d"affectation compos´ee . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

1.7.7 Les op´erateurs d"incr´ementation et de d´ecr´ementation . . . . . . . . . 23

1.7.8 L"op´erateur virgule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

1.7.9 L"op´erateur conditionnel ternaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

1.7.10 L"op´erateur de conversion de type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

1.7.11 L"op´erateur adresse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

1.7.12 R`egles de priorit´e des op´erateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

1.8 Les instructions de branchement conditionnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

1.8.1 Branchement conditionnelif---else. . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

1.8.2 Branchement multipleswitch. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

1.9 Les boucles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

1.9.1 Bouclewhile. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

1.9.2 Boucledo---while. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

4Table des mati`eres

1.9.3 Bouclefor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

1.10 Les instructions de branchement non conditionnel . . . . . . . . . . . . . . . . 28

1.10.1 Branchement non conditionnelbreak. . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

1.10.2 Branchement non conditionnelcontinue. . . . . . . . . . . . . . . . 28

1.10.3 Branchement non conditionnelgoto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

1.11 Les fonctions d"entr´ees-sorties classiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

1.11.1 La fonction d"´ecritureprintf. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

1.11.2 La fonction de saisiescanf. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

1.11.3 Impression et lecture de caract`eres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

1.12 Les conventions d"´ecriture d"un programme C . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

2 Les types compos´es 35

2.1 Les tableaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

2.2 Les structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.3 Les champs de bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

2.4 Les unions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

2.5 Les ´enum´erations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

2.6 D´efinition de types compos´es avectypedef. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

3 Les pointeurs 43

3.1 Adresse et valeur d"un objet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

3.2 Notion de pointeur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

3.3 Arithm´etique des pointeurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

3.4 Allocation dynamique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

3.5 Pointeurs et tableaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

3.5.1 Pointeurs et tableaux `a une dimension . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

3.5.2 Pointeurs et tableaux `a plusieurs dimensions . . . . . . . . . . . . . . 52

3.5.3 Pointeurs et chaˆınes de caract`eres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

3.6 Pointeurs et structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

3.6.1 Pointeur sur une structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

3.6.2 Structures auto-r´ef´erenc´ees . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

4 Les fonctions 59

4.1 D´efinition d"une fonction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

4.2 Appel d"une fonction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

4.3 D´eclaration d"une fonction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

4.4 Dur´ee de vie des variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

4.4.1 Variables globales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

4.4.2 Variables locales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

4.5 Transmission des param`etres d"une fonction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

4.6 Les qualificateurs de typeconstetvolatile. . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

4.7 La fonctionmain. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

4.8 Pointeur sur une fonction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

4.9 Fonctions avec un nombre variable de param`etres . . . . . . . . . . . . . . . . 74

Table des mati`eres5

5 Les directives au pr´eprocesseur 77

5.1 La directive#include. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

5.2 La directive#define. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

5.2.1 D´efinition de constantes symboliques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

5.2.2 D´efinition de macros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

5.3 La compilation conditionnelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

5.3.1 Condition li´ee `a la valeur d"une expression . . . . . . . . . . . . . . . . 79

5.3.2 Condition li´ee `a l"existence d"un symbole . . . . . . . . . . . . . . . . 80

6 La gestion des fichiers 81

6.1 Ouverture et fermeture d"un fichier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

6.1.1 La fonctionfopen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

6.1.2 La fonctionfclose. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

6.2 Les entr´ees-sorties format´ees . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

6.2.1 La fonction d"´ecriturefprintf. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

6.2.2 La fonction de saisiefscanf. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

6.3 Impression et lecture de caract`eres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

6.4 Relecture d"un caract`ere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

6.5 Les entr´ees-sorties binaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

6.6 Positionnement dans un fichier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

7 La programmation modulaire 89

7.1 Principes ´el´ementaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

7.2 La compilation s´epar´ee . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

7.2.1 Fichier en-tˆete d"un fichier source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

7.2.2 Variables partag´ees . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

7.3 L"utilitairemake. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

7.3.1 Principe de base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

7.3.2 Cr´eation d"unMakefile. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

7.3.3 Macros et abbr´eviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

7.3.4 R`egles g´en´erales de compilation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

A La librairie standard 99

A.1 Entr´ees-sorties. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 A.1.1 Manipulation de fichiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 A.1.2 Entr´ees et sorties format´ees . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 A.1.3 Impression et lecture de caract`eres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 A.2 Manipulation de caract`eres. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 A.3 Manipulation de chaˆınes de caract`eres. . . . . . . . . . . . . . 102 A.4 Fonctions math´ematiques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 A.5 Utilitaires divers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 A.5.1 Allocation dynamique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 A.5.2 Conversion de chaˆınes de caract`eres en nombres . . . . . . . . . . . . . 104 A.5.3 G´en´eration de nombres pseudo-al´eatoires . . . . . . . . . . . . . . . . 104 A.5.4 Arithm´etique sur les entiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 A.5.5 Recherche et tri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 A.5.6 Communication avec l"environnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

6Table des mati`eres

A.6 Date et heure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

B Le d´ebogueur GDB 107

B.1 D´emarrergdb. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 B.2 Quittergdb. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 B.3 Ex´ecuter un programme sousgdb. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 B.4 Terminaison anormale du programme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 B.5 Afficher les donn´ees . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 B.6 Appeler des fonctions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 B.7 Modifier des variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 B.8 Se d´eplacer dans la pile des appels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 B.9 Poser des points d"arrˆet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114

B.10 G´erer les points d"arrˆet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

B.11 Les points d"arrˆet conditionnels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 B.12 Ex´ecuter un programme pas `a pas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 B.13 Afficher la valeur d"une expression `a chaque point d"arrˆet . . . . . . . . . . . 119 B.14 Ex´ecuter automatiquement des commandes aux points d"arrˆet . . . . . . . . . 120 B.15 Les raccourcis des noms de commande . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 B.16 Utiliser l"historique des commandes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 B.17 Interface avec le shell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 B.18 R´esum´e des principales commandes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

Bibliographie 127

Index128

Liste des tableaux7

Liste des tableaux

1.1 Codes ASCII des caract`eres imprimables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

1.2 Les types entiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

1.3 Les types flottants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

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