Opérations arithmétiques de base en C

Introduction

Dans ce laboratoire, vous apprendrez à effectuer des opérations arithmétiques de base en programmation C, y compris la déclaration et l'initialisation de variables, la réalisation d'additions et de soustractions, de multiplications et de divisions, ainsi que la combinaison de ces opérations. Vous écrirez un programme C qui illustre ces concepts fondamentaux et affichera les résultats finaux.

Le laboratoire couvre les étapes suivantes : déclaration et initialisation de variables, réalisation d'additions et de soustractions, réalisation de multiplications et de divisions, combinaison d'opérations arithmétiques et affichage du résultat final. À la fin de ce laboratoire, vous aurez une bonne compréhension de la manière d'exécuter des opérations arithmétiques de base en C, ce qui est une compétence essentielle pour tout programmeur C.

Skills Graph

Déclarer et initialiser des variables

Dans cette étape, vous apprendrez à déclarer et initialiser des variables en programmation C. Les variables sont essentielles pour stocker et manipuler des données dans vos programmes.

Tout d'abord, ouvrez le WebIDE et créez un nouveau fichier appelé arithmetic.c dans le répertoire ~/project :

cd ~/project
touch arithmetic.c

Maintenant, écrivons un simple programme C pour déclarer et initialiser des variables :

#include <stdio.h>

int main() {
    // Declare and initialize integer variables
    int num1 = 10;
    int num2 = 5;

    // Declare and initialize floating-point variables
    float float1 = 3.14;
    float float2 = 2.5;

    // Print the initialized variables
    printf("Integer variables: num1 = %d, num2 = %d\n", num1, num2);
    printf("Floating-point variables: float1 = %.2f, float2 = %.2f\n", float1, float2);

    return 0;
}

Décortiquons le code :

• Nous déclarons deux variables entières num1 et num2 et les initialisons avec les valeurs 10 et 5.
• Nous déclarons également deux variables à virgule flottante float1 et float2 avec les valeurs 3.14 et 2.5.
• La fonction printf() est utilisée pour afficher les valeurs de ces variables.
• %d est utilisé pour le formatage des entiers, et %.2f est utilisé pour les nombres à virgule flottante avec 2 décimales.

Compilez et exécutez le programme :

gcc arithmetic.c -o arithmetic
./arithmetic

Exemple de sortie :

Integer variables: num1 = 10, num2 = 5
Floating-point variables: float1 = 3.14, float2 = 2.50

Effectuer des additions et des soustractions

Dans cette étape, vous apprendrez à effectuer des opérations d'addition et de soustraction avec les variables que vous avez déclarées à l'étape précédente. Nous allons modifier le fichier arithmetic.c existant pour inclure ces opérations arithmétiques.

Mettez à jour le programme pour inclure l'addition et la soustraction :

#include <stdio.h>

int main() {
    // Declare and initialize integer variables
    int num1 = 10;
    int num2 = 5;

    // Declare and initialize floating-point variables
    float float1 = 3.14;
    float float2 = 2.5;

    // Perform addition with integers
    int sum_int = num1 + num2;

    // Perform subtraction with integers
    int diff_int = num1 - num2;

    // Perform addition with floating-point numbers
    float sum_float = float1 + float2;

    // Perform subtraction with floating-point numbers
    float diff_float = float1 - float2;

    // Print the results of addition and subtraction
    printf("Integer Addition: %d + %d = %d\n", num1, num2, sum_int);
    printf("Integer Subtraction: %d - %d = %d\n", num1, num2, diff_int);
    printf("Floating-point Addition: %.2f + %.2f = %.2f\n", float1, float2, sum_float);
    printf("Floating-point Subtraction: %.2f - %.2f = %.2f\n", float1, float2, diff_float);

    return 0;
}

Décortiquons le nouveau code :

• Nous avons ajouté des opérations d'addition et de soustraction d'entiers en utilisant num1 et num2
• Nous avons également ajouté des opérations d'addition et de soustraction de nombres à virgule flottante en utilisant float1 et float2
• Les résultats sont stockés dans de nouvelles variables : sum_int, diff_int, sum_float et diff_float
• Nous utilisons printf() pour afficher les résultats de ces opérations

Compilez et exécutez le programme mis à jour :

gcc arithmetic.c -o arithmetic
./arithmetic

Exemple de sortie :

Integer Addition: 10 + 5 = 15
Integer Subtraction: 10 - 5 = 5
Floating-point Addition: 3.14 + 2.50 = 5.64
Floating-point Subtraction: 3.14 - 2.50 = 0.64

Effectuer des multiplications et des divisions

Dans cette étape, vous apprendrez à effectuer des opérations de multiplication et de division avec les variables que vous avez utilisées jusqu'à présent. Nous allons continuer à modifier le fichier arithmetic.c pour inclure ces opérations arithmétiques.

Mettez à jour le programme pour inclure la multiplication et la division :

#include <stdio.h>

int main() {
    // Declare and initialize integer variables
    int num1 = 10;
    int num2 = 5;

    // Declare and initialize floating-point variables
    float float1 = 3.14;
    float float2 = 2.5;

    // Previous addition and subtraction operations
    int sum_int = num1 + num2;
    int diff_int = num1 - num2;
    float sum_float = float1 + float2;
    float diff_float = float1 - float2;

    // Perform multiplication with integers
    int product_int = num1 * num2;

    // Perform division with integers
    int quotient_int = num1 / num2;

    // Perform multiplication with floating-point numbers
    float product_float = float1 * float2;

    // Perform division with floating-point numbers
    float quotient_float = float1 / float2;

    // Print the results of multiplication and division
    printf("Integer Multiplication: %d * %d = %d\n", num1, num2, product_int);
    printf("Integer Division: %d / %d = %d\n", num1, num2, quotient_int);
    printf("Floating-point Multiplication: %.2f * %.2f = %.2f\n", float1, float2, product_float);
    printf("Floating-point Division: %.2f / %.2f = %.2f\n", float1, float2, quotient_float);

    return 0;
}

Décortiquons le nouveau code :

• Nous avons ajouté une multiplication d'entiers en utilisant num1 * num2
• Nous avons ajouté une division d'entiers en utilisant num1 / num2
• Nous avons également ajouté des opérations de multiplication et de division de nombres à virgule flottante
• Les résultats sont stockés dans de nouvelles variables : product_int, quotient_int, product_float et quotient_float
• Nous utilisons printf() pour afficher les résultats de ces opérations

Note : En C, la division d'entiers tronque la partie décimale, donc 10 / 5 donnera 2.

Compilez et exécutez le programme mis à jour :

gcc arithmetic.c -o arithmetic
./arithmetic

Exemple de sortie :

Integer Multiplication: 10 * 5 = 50
Integer Division: 10 / 5 = 2
Floating-point Multiplication: 3.14 * 2.50 = 7.85
Floating-point Division: 3.14 / 2.50 = 1.26

Combiner des opérations arithmétiques

Dans cette étape, vous apprendrez à combiner plusieurs opérations arithmétiques dans une seule expression. Cela vous aidera à comprendre comment le langage C gère les calculs complexes et l'ordre des opérations.

Mettez à jour le programme pour combiner des opérations arithmétiques :

#include <stdio.h>

int main() {
    // Declare and initialize variables
    int num1 = 10;
    int num2 = 5;
    int num3 = 3;

    float float1 = 3.14;
    float float2 = 2.5;

    // Combine arithmetic operations with integers
    int combined_int = num1 + num2 * num3;
    int complex_int = (num1 + num2) * num3;

    // Combine arithmetic operations with floating-point numbers
    float combined_float = float1 + float2 * num3;
    float complex_float = (float1 + float2) / num2;

    // Print the results of combined operations
    printf("Integer Combined Operation 1: %d + %d * %d = %d\n", num1, num2, num3, combined_int);
    printf("Integer Combined Operation 2: (%d + %d) * %d = %d\n", num1, num2, num3, complex_int);
    printf("Floating-point Combined Operation 1: %.2f + %.2f * %d = %.2f\n", float1, float2, num3, combined_float);
    printf("Floating-point Combined Operation 2: (%.2f + %.2f) / %d = %.2f\n", float1, float2, num2, complex_float);

    return 0;
}

Décortiquons le nouveau code :

• Nous avons ajouté une nouvelle variable entière num3
• Nous démontrons deux types d'opérations combinées :
  1. Ordre standard des opérations (multiplication avant addition)
  2. Utilisation de parenthèses pour changer l'ordre des opérations
• Les résultats montrent comment les parenthèses peuvent modifier considérablement le résultat d'un calcul
• Nous utilisons printf() pour afficher les résultats de ces opérations combinées

Compilez et exécutez le programme mis à jour :

gcc arithmetic.c -o arithmetic
./arithmetic

Exemple de sortie :

Integer Combined Operation 1: 10 + 5 * 3 = 25
Integer Combined Operation 2: (10 + 5) * 3 = 45
Floating-point Combined Operation 1: 3.14 + 2.50 * 3 = 10.64
Floating-point Combined Operation 2: (3.14 + 2.50) / 5 = 1.13

Observations clés :

• Dans la première opération, 5 * 3 est calculé en premier, puis ajouté à 10
• Dans la deuxième opération, (10 + 5) est calculé en premier, puis multiplié par 3
• Les mêmes principes s'appliquent aux nombres à virgule flottante

Afficher le résultat final

Dans cette étape finale, vous apprendrez à créer un programme de calcul arithmétique complet qui effectue plusieurs opérations et affiche les résultats finaux de manière formatée.

Créez la version finale du programme :

#include <stdio.h>

int main() {
    // Declare and initialize variables
    int num1 = 10;
    int num2 = 5;
    int num3 = 3;

    float float1 = 3.14;
    float float2 = 2.5;

    // Perform arithmetic operations
    int sum = num1 + num2;
    int difference = num1 - num2;
    int product = num1 * num2;
    int quotient = num1 / num2;

    float float_sum = float1 + float2;
    float float_difference = float1 - float2;
    float float_product = float1 * float2;
    float float_quotient = float1 / float2;

    // Combined complex operation
    float final_result = (num1 + num2) * float1 / num3;

    // Print a formatted final result summary
    printf("Arithmetic Operations Summary\n");
    printf("==============================\n");
    printf("Integer Operations:\n");
    printf("  Addition:      %d + %d = %d\n", num1, num2, sum);
    printf("  Subtraction:   %d - %d = %d\n", num1, num2, difference);
    printf("  Multiplication:%d * %d = %d\n", num1, num2, product);
    printf("  Division:      %d / %d = %d\n\n", num1, num2, quotient);

    printf("Floating-Point Operations:\n");
    printf("  Addition:      %.2f + %.2f = %.2f\n", float1, float2, float_sum);
    printf("  Subtraction:   %.2f - %.2f = %.2f\n", float1, float2, float_difference);
    printf("  Multiplication:%.2f * %.2f = %.2f\n", float1, float2, float_product);
    printf("  Division:      %.2f / %.2f = %.2f\n\n", float1, float2, float_quotient);

    printf("Final Complex Calculation:\n");
    printf("  (%d + %d) * %.2f / %d = %.2f\n", num1, num2, float1, num3, final_result);

    return 0;
}

Décortiquons le nouveau code :

• Nous avons créé des variables distinctes pour chaque opération arithmétique
• Nous avons ajouté un calcul complexe final combinant plusieurs opérations
• Nous utilisons des instructions printf() formatées pour créer une sortie propre et lisible
• Un formatage différent est utilisé pour les entiers (%d) et les nombres à virgule flottante (%.2f)

Compilez et exécutez le programme :

gcc arithmetic.c -o arithmetic
./arithmetic

Exemple de sortie :

Arithmetic Operations Summary
==============================
Integer Operations:
  Addition:      10 + 5 = 15
  Subtraction:   10 - 5 = 5
  Multiplication:10 * 5 = 50
  Division:      10 / 5 = 2

Floating-Point Operations:
  Addition:      3.14 + 2.50 = 5.64
  Subtraction:   3.14 - 2.50 = 0.64
  Multiplication:3.14 * 2.50 = 7.85
  Division:      3.14 / 2.50 = 1.26

Final Complex Calculation:
  (10 + 5) * 3.14 / 3 = 15.70

Résumé

Dans ce laboratoire, vous avez appris à déclarer et à initialiser des variables, y compris des types entiers et des types à virgule flottante. Vous avez ensuite effectué des opérations arithmétiques de base telles que l'addition, la soustraction, la multiplication et la division en utilisant ces variables. Enfin, vous avez combiné plusieurs opérations arithmétiques et affiché le résultat final. Les points clés d'apprentissage couverts dans ce laboratoire incluent la déclaration et l'initialisation de variables, ainsi que la syntaxe et l'utilisation des opérateurs arithmétiques courants en programmation C.