Premiers programmes compilés en C++

Premiers programmes compilés en C++#

Objectif pédagogique

Jusqu'à présent, vous avez programmé dans des carnets Jupyter. Ces carnets sont conçus pour du calcul interactif, où l'utilisateur manipule quelques lignes de code s'intégrant dans un texte narratif, comme dans ces notes de cours. Cela se prête très bien aux premiers pas en programmation. Cela se prête aussi très bien à des calculs massifs: Jupyter est ainsi utilisé au CERN pour certaines analyses interactives de téraoctets de données provenant d'expériences de physique des particules au moyen de bibliothèques comme ROOT.

En revanche, pour écrire des programmes de plus de quelques dizaines de lignes, les carnets Jupyter ne sont plus adaptés. Il est alors souhaitable de passer à des programmes compilés. C'est en fait l'usage le plus courant de C++.

Cette semaine, vous allez compiler vos premiers programmes C++. Dans les semaines qui viennent, nous allons progressivement basculer d'un usage majoritairement dans des carnets interactifs à un usage majoritairement en compilé, tout particulièrement pour le projet.

Premier exemple#

Votre répertoire IntroProg/Semaine5/ contient un fichier max.cpp, dont voici le contenu (ignorer le %% file max.cpp) :

%%file max.cpp
#include <iostream>
using namespace std;

float max(float a, float b) {
    if ( a >= b ) {
        return a;
    } else {
        return b;
    }
}

int main() {
    cout << max(1.5, 3.0) << endl;
    cout << max(5.2, 2.0) << endl;
    cout << max(2.3, 2.3) << endl;

    return 0;
}

Overwriting max.cpp

C'est un programme indépendant. Il n'est pas directement compréhensible par un ordinateur ; il faut au préalable le transformer : cette opération s'appelle la compilation. Dans ce cours, nous allons utiliser le compilateur clang++, avec la commande suivante dans le terminal :

clang++ max.cpp -o max

Exécuter cette commande produit un fichier max qui, lui, est en binaire : il est illisible pour un humain, mais directement exécutable par l'ordinateur. Nous pouvons l'exécuter depuis un terminal avec

./max

Syntaxe et sémantique; fonction main#

Revenons au fichier max.cpp. Vous remarquerez qu'il y a plusieurs fonctions, mais aucune instruction en dehors de ces fonctions. Si on regarde l'affichage, on constate que la fonction main a été appellée (et qu'elle a appelé à son tour la fonction max). Il est temps d'expliquer tout cela en détail.

Syntaxe

Un programme à compiler est composé d'un fichier avec extension .cpp contenant :

  • Éventuellement un entête : inclusion de bibliothèque, déclaration de variables, ...

  • Une ou plusieurs fonctions
    Une de ces fonctions doit s'appeler main (fonction principale). Elle ne prend pas de paramètre et renvoie un entier :

    int main () {
    ...
    return 0;
}

Sémantique

  • Au lancement du programme, la fonction main est exécutée

  • Convention : la fonction renvoie :

    • 0 si l'exécution du programme s'est déroulée normalement

    • Un entier différent de 0 en cas d'erreur
      Cet entier indique quel genre d'erreur s'est produite

Si vous travaillez sur ce cours de façon autonome, cela peut être un bon moment de vous entraîner sur la feuille d'exercice Programmes compilés du TP.

La fonction main : paramètres ♣#

Les commandes du terminal, telles que cd ou mkdir peuvent prendre des paramètres. Par exemple ici on passe les paramètres fetch et Semaine5 à la commande info-111 :

info-111 fetch Semaine1

On peut souhaiter de même écrire en C++ des programmes qui prennent des paramètres sur la ligne de commande.

Exemple :

  1. Copiez le programme suivant dans un fichier bonjour-nom.cpp :

    #include <iostream>
using namespace std;

int main(int argv, char ** args) {
    string nom1 = args[1];
    string nom2 = args[2];

    cout << "Bonjour " << nom1 << "!" << endl;
    cout << "Bonjour " << nom2 << "!" << endl;
    return 0;
}

  1. Compilez-le

  2. Exécutez le sous la forme :

    ./bonjour-nom Jean Paul

  3. Observez le résultat ; cela devrait être :

    Bonjour Jean!
Bonjour Paul!

Explications

Les trois premières lignes ne sont pas très compréhensibles, n'est-ce pas? pour le moment, vous pouvez prendre ces lignes comme des incantations magiques.

Très brièvement : cela provient du C dont hérite C++. Il se trouve qu'il n'y a pas en C de chaîne de caractères à proprement parler ; on les émule avec des pointeurs sur des caractères : char *. De même pour les tableaux. Ensuite :

  • argv contient le nombre de paramètres sur la ligne de commande : ici 2

  • **args contient les paramètres eux-même

Tout cela vous sera expliqué en détail au second semestre.

Résumé#

Nous avons vu comment compiler un programme C++ et le rôle de la fonction main. C'est tout ce que vous avez besoin de savoir pour cette semaine. Nous reviendrons sur le rôle de la compilation plus tard dans le semestre.

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