مراجعة أساسيات البرمجة بلغة C++

مراجعة المفاهيم البرمجية الأساسية اللازمة للانتقال إلى برمجة Arduino.

بنهاية الوحدة، يُتوقع القدرة على:

• كتابة برنامج C++ بسيط.
• استخدام المتغيرات والعمليات.
• استخدام الشروط وحلقات التكرار.
• التعامل مع المصفوفات والدوال.
• فهم Scope و #define.
• إجراء التحويل بين أنواع البيانات.

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    cout << "Hello";
    return 0;
}

يبدأ تنفيذ برنامج C++ من الدالة:

main()

#include <iostream>

إضافة مكتبة الإدخال والإخراج.

using namespace std;

يسمح باستخدام cout و cin.

return 0;

إنهاء البرنامج بصورة طبيعية.

اكتب برنامجًا يعرض:

Welcome to C++

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    cout << "Welcome to C++";
    return 0;
}

اكتب برنامجًا يعرض:

Arduino Programming
C++ Review

بحيث يظهر كل نص في سطر مستقل.

لطباعة نص:

cout << "Hello";

لطباعة متغير:

int age = 20;

cout << age;

لدمج النص مع المتغير:

cout << "Age = " << age;

cout << "Hello" << endl;
cout << "C++";

الناتج:

Hello
C++

int age;

cout << "Enter age: ";
cin >> age;

cout << "Age = " << age;

لقراءة أكثر من قيمة:

cin >> x >> y;

int number;

cout << "Enter number: ";
cin >> number;

cout << "Number = " << number;

اكتب برنامجًا يقرأ:

• سنة الميلاد.
• السنة الحالية.

ثم يعرض القيمتين.

المتغير مكان في الذاكرة لتخزين قيمة.

int age = 20;

يمكن تغيير القيمة:

age = 25;

int     // عدد صحيح

float   // عدد عشري

double  // عدد عشري بدقة أكبر

char    // حرف

bool    // true أو false

int age = 20;

float temperature = 25.5;

char grade = 'A';

bool isActive = true;

يستخدم const عندما لا نريد تغيير القيمة.

const int MAX_SCORE = 100;

لا يمكن لاحقًا كتابة:

MAX_SCORE = 200;

const float PI = 3.14;

float radius = 5;

float area = PI * radius * radius;

cout << area;

عرّف ثابتًا:

const int DAYS_IN_WEEK = 7;

ثم احسب عدد الأيام في 4 أسابيع.

+    جمع
-    طرح
*    ضرب
/    قسمة
%    باقي القسمة

مثال:

int x = 10;
int y = 3;

x + y   // 13

x - y   // 7

x * y   // 30

x / y   // 3

x % y   // 1

بدلًا من:

x = x + 5;

يمكن كتابة:

x += 5;

ومن المعاملات:

+=
-=
*=
/=

لزيادة المتغير بمقدار واحد:

x++;

لإنقاصه بمقدار واحد:

x--;

مثال:

int counter = 0;

counter++;
counter++;

تصبح القيمة:

2

اقرأ رقمين واحسب مجموعهما:

int x;
int y;

cin >> x >> y;

cout << x + y;

اكتب برنامجًا يقرأ:

length
width

ثم يحسب مساحة المستطيل.

==    يساوي

!=    لا يساوي

>     أكبر من

<     أصغر من

>=    أكبر من أو يساوي

<=    أصغر من أو يساوي

نتيجة المقارنة تكون true أو false.

&&

يجب تحقق الشرطين.

||

يكفي تحقق أحد الشرطين.

!

عكس النتيجة.

int age = 25;

if (age >= 18 && age <= 60)
{
    cout << "Accepted";
}

اقرأ درجة طالب.

إذا كانت الدرجة بين 0 و 100 اعرض:

Valid Grade

if (temperature > 30)
{
    cout << "Hot";
}

تنفذ التعليمات إذا تحقق الشرط.

if (grade >= 60)
{
    cout << "Passed";
}
else
{
    cout << "Failed";
}

if (grade >= 90)
{
    cout << "Excellent";
}
else if (grade >= 80)
{
    cout << "Very Good";
}
else
{
    cout << "Good";
}

تستخدم عند مقارنة متغير بعدة قيم محددة.

switch (option)
{
    case 1:
        cout << "Start";
        break;

    case 2:
        cout << "Stop";
        break;

    default:
        cout << "Invalid";
}

اقرأ رقمًا.

إذا كان الرقم أكبر من أو يساوي صفرًا اعرض:

Positive

وإلا اعرض:

Negative

اكتب برنامجًا يقرأ رقمًا من 1 إلى 3.

باستخدام switch يعرض:

1 → Red
2 → Green
3 → Blue

تستخدم غالبًا عندما يكون عدد مرات التكرار معروفًا.

for (int i = 1; i <= 5; i++)
{
    cout << i << endl;
}

for (int i = 0; i < 5; i++)

تتكون من:

int i = 0

القيمة الابتدائية.

i < 5

شرط الاستمرار.

i++

تغيير العداد.

int i = 1;

while (i <= 5)
{
    cout << i << endl;
    i++;
}

تستمر ما دام الشرط صحيحًا.

تنفذ التعليمات مرة واحدة على الأقل.

do
{
    cin >> number;
}
while (number <= 0);

اعرض الأرقام من 1 إلى 10 باستخدام for.

for (int i = 1; i <= 10; i++)
{
    cout << i << endl;
}

استخدم حلقة تكرار لعرض:

2
4
6
8
10

المصفوفة تخزن عدة قيم من النوع نفسه.

بدلًا من:

int score1 = 80;
int score2 = 90;
int score3 = 70;

نستخدم:

int scores[3] = {80, 90, 70};

يبدأ الفهرس من الصفر.

int numbers[3] = {10, 20, 30};

numbers[0]   // 10
numbers[1]   // 20
numbers[2]   // 30

int numbers[5] = {10, 20, 30, 40, 50};

for (int i = 0; i < 5; i++)
{
    cout << numbers[i] << endl;
}

إذا كانت:

int numbers[5];

فالفهارس الصحيحة:

0  1  2  3  4

استخدام:

numbers[5]

يتجاوز حدود المصفوفة.

حساب مجموع عناصر المصفوفة:

int numbers[4] = {10, 20, 30, 40};
int sum = 0;

for (int i = 0; i < 4; i++)
{
    sum += numbers[i];
}

cout << sum;

لديك:

int values[5] = {5, 10, 15, 20, 25};

استخدم for من أجل:

• عرض العناصر.
• حساب مجموعها.

تساعد الدوال على:

• تقسيم البرنامج.
• تقليل تكرار الكود.
• إعادة استخدام التعليمات.

مثال:

void showMessage()
{
    cout << "Welcome";
}

void printNumber(int number)
{
    cout << number;
}

الاستدعاء:

printNumber(10);

int add(int x, int y)
{
    return x + y;
}

الاستخدام:

int result = add(5, 3);

دالة تعيد مربع الرقم:

int square(int number)
{
    return number * number;
}

الاستخدام:

cout << square(5);

الناتج:

25

اكتب دالة باسم:

multiply

تستقبل رقمين وتعيد حاصل ضربهما.

متغير محلي:

void test()
{
    int x = 10;
}

يمكن استخدامه داخل الدالة فقط.

متغير عام:

int counter = 0;

يُعرّف خارج الدوال ويمكن الوصول إليه من عدة دوال.

if (true)
{
    int value = 10;
}

لا يمكن استخدام value بعد نهاية { }.

ما الخطأ؟

if (true)
{
    int value = 100;
}

cout << value;

value خارج نطاقها عند استخدامها.

أنشئ:

• متغيرًا عامًا باسم counter.
• دالة تزيد قيمته بمقدار واحد.
• استدعِ الدالة ثلاث مرات.
• اعرض القيمة النهائية.

#define LED_PIN 13
#define MAX_VALUE 100

يتم استبدال الاسم بالقيمة قبل عملية الترجمة.

لا نضع:

;

في نهاية #define.

const int LED_PIN = 13;

لها نوع بيانات.

بينما:

#define LED_PIN 13

يعالجها الـ Preprocessor.

في C++ يفضل غالبًا استخدام const للقيم الثابتة، لكن #define يظهر كثيرًا في أكواد Arduino.

#define MAX_SCORE 100

int score = 75;

cout << score << " / " << MAX_SCORE;

الناتج:

75 / 100

عرّف:

#define MIN_VALUE 0
#define MAX_VALUE 255

ثم اعرض القيمتين.

لتخزين حرف واحد:

char grade = 'A';

الفرق بين:

'A'

حرف.

وبين:

"A"

نص.

char name[] = "Ahmed";

cout << name;

يمكن استخدام مصفوفة من char لتخزين نص بسيط.

char command = 'A';

if (command == 'A')
{
    cout << "Command A";
}

اقرأ حرفًا من المستخدم.

إذا كانت القيمة:

Y

اعرض:

Yes

وإلا اعرض:

No

int x = 5;
int y = 2;

float result = x / y;

الناتج:

2

لأن العملية تمت بين عددين صحيحين.

يمكن تحويل النوع:

float result = (float)x / y;

الناتج:

2.5

int a = 80;
int b = 90;
int c = 85;

float average =
    (float)(a + b + c) / 3;

cout << average;

اقرأ رقمين صحيحين.

احسب ناتج قسمتهما بحيث تظهر النتيجة العشرية.

مثال:

5 / 2 = 2.5

تستخدم لتجميع بيانات مرتبطة معًا.

struct Student
{
    int id;
    float grade;
};

Student student1;

student1.id = 1;
student1.grade = 95.5;

نستخدم النقطة . للوصول إلى العناصر.

struct Sensor
{
    int pin;
    float value;
};

Sensor sensor1;

sensor1.pin = 2;
sensor1.value = 25.5;

أنشئ struct باسم:

Product

وتحتوي على:

id
price

ثم أنشئ متغيرًا منها واعرض بياناته.

اكتب برنامجًا:

• يخزن خمس درجات في مصفوفة.
• يحسب المتوسط باستخدام دالة.
• يعرض المتوسط.
• يحدد النجاح أو الرسوب.

درجة النجاح:

60

float calculateAverage(int grades[], int size)
{
    int sum = 0;

    for (int i = 0; i < size; i++)
    {
        sum += grades[i];
    }

    return (float)sum / size;
}

int grades[5] = {80, 70, 90, 60, 75};

float average =
    calculateAverage(grades, 5);

cout << "Average = " << average << endl;

if (average >= 60)
{
    cout << "Passed";
}
else
{
    cout << "Failed";
}

اكتب برنامجًا يقرأ 5 أرقام ويخزنها في مصفوفة.

ثم يعرض:

• مجموع الأرقام.
• أكبر رقم.
• أصغر رقم.

اكتب دالة باسم:

isEven

تستقبل عددًا صحيحًا وتعيد:

true

إذا كان زوجيًا، وإلا تعيد:

false

اكتب برنامج آلة حاسبة بسيطة:

1- Add
2- Subtract
3- Multiply
4- Divide

اقرأ اختيار المستخدم ورقمين، ثم نفّذ العملية باستخدام switch.

• نسيان ;.
• استخدام = بدل ==.
• نسيان تغيير عداد الحلقة.
• تجاوز حدود المصفوفة.
• استخدام متغير خارج نطاقه.
• القسمة الصحيحة عند الحاجة إلى نتيجة عشرية.
• نسيان break في switch.
• وضع ; بعد #define.

راجعنا:

• بنية برنامج C++.
• الإدخال والإخراج.
• المتغيرات وأنواع البيانات.
• العمليات والشروط.
• حلقات التكرار.
• المصفوفات.
• الدوال.
• Scope.
• #define.
• char.
• Type Casting.
• struct.