โครงสร้างของภาษา C

โครงสร้างของภาษา C 

ภาษา C เป็นภาษาคอมพิวเตอร์ที่ถูกค้นคิดขึ้นโดย Denis Ritchie ในปี ค.ศ. 1970 
โดยใช้ระบบปฏิบัติการของยูนิกซ์ (UNIX) นับจากนั้นมาก็ได้รับความนิยมเพิ่มขั้นจนถึงปัจจุบัน ภาษา C สามารถติดต่อในระดับฮาร์ดแวร์ได้ดีกว่าภาษาระดับสูงอื่น ๆ ไม่ว่าจะเป็นภาษาเบสิกฟอร์แทน ขณะเดียวกันก็มีคุณสมบัติของภาษาระดับสูงอยู่ด้วย ด้วยเหตุผลดังกล่าวจึงจัดได้ว่าภาษา C เป็นภาษาระดับกลาง (Middle –lever language) 
ภาษา C เป็นภาษาคอมพิวเตอร์ชนิดคอมไพล์ (compiled Language) ซึ่งมีคอมไพลเลอร์ (Compiler) ทำหน้าที่ในการคอมไพล์ (Compile) หรือแปลงคำสั่งทั้งหมดในโปรแกรมให้เป็นภาษาเครื่อง (Machine Language) เพื่อให้เครื่องคอมพิวเตอร์นำคำสั่งเหล่านั้นไปทำงานต่อไป

โครงสร้างของภาษา C
ทุกโปรแกรมของภาษา C มีโครงสร้างเป็นลักษณะดังรูป

 

      Int main (void)
{

เฮดเดอร์ไฟล์ (Header Files)
เป็นส่วนที่เก็บไลบรารี่มาตรฐานของภาษา C ซึ่งจะถูกดึงเข้ามารวมกับโปรแกรมในขณะที่กำลังทำการคอมไพล์ โดยใช้คำสั่ง
#include<ชื่อเฮดเดอร์ไฟล์> หรือ
#include  “ชื่อเฮดเดอร์ไฟล์”
ตัวอย่าง
#include<stdio.h>

                เฮดเดอร์ไฟล์นี้จะมีส่วนขยายเป็น .h เสมอ และเฮดเดอร์ไฟล์เป็นส่วนที่จำเป็นต้องมีอย่างน้อย 1 เฮดเดอร์ไฟล์ ก็คือ เฮดเดอร์ไฟล์ stdio.h ซึ่งจะเป็นที่เก็บไลบรารี่มาตรฐานที่จัดการเกี่ยวกับอินพุตและเอาท์พุต

ส่วนตัวแปรแบบ Global (Global Variables)
เป็นส่วนที่ใช้ประกาศตัวแปรหรือค่าต่าง ๆ ที่ให้ใช้ได้ทั้งโปรแกรม ซึ่งใช้ได้ทั้งโปรแกรม  ซึ่งในส่วนไม่จำเป็นต้องมีก็ได้
ฟังก์ชัน (Functions)
เป็นส่วนที่เก็บคำสั่งต่าง ๆ ไว้ ซึ่งในภาษา C จะบังคับให้มีฟังก์ชันอย่างน้อย 1 ฟังก์ชั่นนั่นคือ ฟังก์ชั่น Main() และในโปรแกรม 1 โปรแกรมสามารถมีฟังก์ชันได้มากกว่า 1 ฟังก์ชั่น

ส่วนตัวแปรแบบ Local (Local Variables)
เป็นส่วนที่ใช้สำหรับประกาศตัวแปรที่จะใช้ในเฉพาะฟังก์ชันของตนเอง ฟังก์ชั่นอื่นไม่สามารถเข้าถึงหรือใช้ได้ ซึ่งจะต้องทำการประกาศตัวแปรก่อนการใช้งานเสมอ  และจะต้องประกาศไว้ในส่วนนี้เท่านั้น
ตัวแปรโปรแกรม (Statements)
เป็นส่วนที่อยู่ถัดลงมาจากส่วนตัวแปรภายใน ซึ่งประกอบไปด้วยคำสั่งต่าง ๆ ของภาษา C และคำสั่งต่าง ๆ จะใช้เครื่องหมาย ; เพื่อเป็นการบอกให้รู้ว่าจบคำสั่งหนึ่ง ๆ แล้ว ส่วนใหญ่ คำสั่งต่าง ๆ ของภาษา C เขียนด้วยตัวพิมพ์เล็ก เนื่องจากภาษา C จะแยกความแตกต่างชองตัวพิมพ์เล็กและพิมพ์ใหญ่หรือ Case Sensitive นั่นเอง ยกตัวอย่างใช้ Test, test หรือจะถือว่าเป็นตัวแปรคนละตัวกัน นอกจากนี้ภาษา C ยังไม่สนใจกับการขึ้นบรรทัดใหม่ เพราะฉะนั้นผู้ใช้สามารถพิมพ์คำสั่งหลายคำสั่งในบรรทัดเดียวกันได้ โดยไม่เครื่องหมาย ; เป็นตัวจบคำสั่ง

ค่าส่งกลับ (Return Value)
เป็นส่วนที่บอกให้รู้ว่า ฟังก์ชันนี้จะส่งค่าอะไรกลับไปให้กับฟังก์ชั่นที่เรียกฟังก์ชั่น ซึ่งเรื่องนี้ผู้เขียนจะยกไปกล่าวในเรื่องฟังก์ชั่นอย่างละเอียดอีกทีหนึ่ง

หมายเหตุ (Comment)
       เป็นส่วนที่ใช้สำหรับแสดงข้อความเพื่ออธิบายสิ่งที่ต้องการในโปรแกรม ซึ่งจะใช้เครื่องหมาย /*และ */ ปิดหัวและปิดท้ายของข้อความที่ต้องการ 

  

รูปที่ 2-2 แสดงการเขียนหมายเหตุหรือ Comment ในลักษณะต่าง ๆ

โปรแกรมที่ 2 – 1 โปรแกรมแรกสำหรับคุณ

ฟังก์ชันพื้นฐานการเขียนโปรแกรมภาษา C

1 ฟังก์ชันรับข้อมูล  (input functions)
            ในเนื้อหาฟังก์ชันการับข้อมูลของภาษา  C  มีฟังก์ชันที่ใช้ในการรับข้อมูลจากคีย์บอร์ด  อยู่หลายฟังก์ชันที่จะกล่าวถึง  ดังนี้คือ ฟังก์ชัน  scanf( ), ฟังก์ชัน  getchar( ), ฟังก์ชัน  getch( ), ฟังก์ชัน  getche( )  และฟังก์ชัน  gets( )  ซึ่งแต่ละฟังก์ชันมีรายละเอียดของการใช้งานดังนี้

             

           1.1 ฟังก์ชัน  scanf( )
                        เป็นฟังก์ชันที่ใช้ในการรับข้อมูล จากคีย์บอร์ดเข้าไปเก็บไว้ในตัวแปรที่กำหนดไว ้โดยสามารถรับข้อมูลที่เป็นตัวเลขจำนวนเต็ม  ตัวเลขทศนิยม  ตัวอักขระตัวเดียว หรือข้อความก็ได

้            รูปแบบการใช้งานฟังก์ชัน

scanf  (control   string,argument  list);

            โดยที่
                        control  string  คือ  รหัสรูปแบบข้อมูล (format code)  โดยจะต้องเขียนอยู่ภายใต้เครื่องหมาย  “……..”  (double  quotation)

                        argument list คือ  ชื่อตัวแปรที่ใช้เก็บข้อมูลโดยจะต้องใช้เครื่องหมาย  &  (ampersand)  นำหน้าชื่อตัวแปร  ยกเว้นตัวแปรชนิด  string  ไม่ต้องมีเครื่องหมาย  &  นำหน้าชื่อ  ถ้ามีตัวแปรมากกว่า  1  ตัวแปร  ให้ใช้เครื่องหมาย  ,  (comma)  คั่นระหว่างตัวแปรแต่ละตัว

ตารางที่  1  แสดงรหัสแบบข้อมูล  ที่สามารถใช้ในฟังก์ชัน  scanf( )

รหัสรูปแบบ  (format  code)	ความหมาย
%c	ใช้กับข้อมูลชนิดตัวอักขระตัวเดียว  (single  character :  char)
%d	ใช้กับข้อมูลชนิดตัวเลขจำนวนเต็ม (integer : int)  โดยสามารถใช้กับตัวเลขฐาน  10  เท่านั้น
%e	ใช้กับข้อมูลชนิดตัวเลขจุดทศนิยม  (floating  point : float)
%f, %lf	ใช้กับข้อมูลชนิด  float  และ  double  ตามลำดับ
%g	ใช้กับข้อมูลชนิด  float
%h	ใช้กับข้อมูลชนิด  short  integer
%l	ใช้กับข้อมูลชนิด  int  โดยใช้กับตัวเลขฐาน 8, ฐาน 10 และฐาน 16
%o	ใช้กับข้อมูลชนิด  int  โดยสามารถใช้กับตัวเลขฐาน  8  เท่านั้น
%u	ใช้กับข้อมูลชนิด  unsigned  int  โดยใช้กับตัวเลขฐาน  10  เท่านั้น
%x	ใช้กับข้อมูลชนิด  int  โดยสามารถใช้กับตัวเลขฐาน  16  เท่านั้น
%s	ใช้กับข้อมูลชนิด  string

ที่มา  :  Gottfried, S. Byron, 1990 : 481.

            เพื่อให้เกิดความเข้าใจการใช้งานฟังก์ชัน  scanf( )  ได้ดียิ่งขึ้นควรศึกษาโปรแกรมตัวอย่างที่  1, 2  และ  3  ดังต่อไปนี้

โปรแกรมตัวอย่างที่  1  แสดงโปรแกรมการใช้ฟังก์ชัน  scanf( )  ในการรับข้อมูลจากคีย์บอร์ดเข้าไปเก็บไว้ในตัวแปรชนิดจำนวนเต็ม 

	/*          scanf1.c             */                                               #include<stdio.h>                                    /*  บรรทัดที่  1  */ void main(void)                                         /*  บรรทัดที่  2  */ {                                                                  /*  บรรทัดที่  3  */       int  a;                                                   /*  บรรทัดที่  4  */       scanf("%d", &a);                               /*  บรรทัดที่  5  */ }                                                                 /*  บรรทัดที่  6  */

ผลลัพธ์ที่ได้จากโปรแกรม

            หน้าจอว่าง ๆ  มีเคอร์เซอร์กระพริบเพื่อรอรับข้อมูลจากคีย์บอร์ด  (ข้อมูลที่ต้องการนั้นเป็นจำนวนเต็ม  เพื่อนำไปเก็บไว้ที่ตัวแปร  a)  ซึ่งผู้ใช้ควรเติมข้อมูลตัวเลขจำนวนเต็มเพื่อให้สัมพันธ์กับชนิดของตัวแปร

คำอธิบายโปรแกรม 
            จากโปรแกรมตัวอย่างที่  1  สามารถอธิบายการทำงานของโปรแกรมที่สำคัญ ๆ  ได้ดังนี้

บรรทัดที่  1  เป็นคำสั่งเรียกแฟ้มที่ชื่อว่า  stdio.h  ซึ่งภายในจะบรรจุคำสั่งหรือฟังก์ชันที่จำเป็นต้องใช้ในภาษา  C  เช่น  printf( )
บรรทัดที่  2  เป็นฟังก์ชันหลักของโปรแกรม  และบอกให้  C compiler  รู้ว่าฟังก์ชัน
main( )  ไม่มีการส่งค่าข้อมูลและไม่มีการรับค่าข้อมูลกลับ
บรรทัดที่  3  เป็นการแสดงจุดเริ่มต้นของฟังก์ชัน  main( )
บรรทัดที่  4  เป็นการประกาศตัวแปรชื่อ  a  เป็นชนิดจำนวนเต็ม  หรือ  int
บรรทัดที่  5  ฟังก์ชัน  scanf( )  เพื่อรอรับข้อมูลจากคีย์บอร์ดเข้าไปเก็บไว้ในตัวแปร  a  ซึ่งเป็นชนิดจำนวนเต็ม
บรรทัดที่  6  เป็นการแสดงจุดสิ้นสุดของฟังก์ชัน  main( )

โปรแกรมตัวอย่างที่  2 แสดงโปรแกรมการใช้ฟังก์ชัน  scanf( )  ในการรับข้อมูลจากคีย์บอร์ดเข้าไปเก็บไว้ในตัวแปรชนิดจำนวนเต็ม  และนำค่าของตัวแปรออกแสดงผลที่จอภาพ

	/*          scanf2.c             */ #include<stdio.h>                                       /*  บรรทัดที่  1  */    void main(void)                                         /*  บรรทัดที่  2  */ {                                                                     /*  บรรทัดที่  3  */       int  a;                                                      /*  บรรทัดที่  4  */       scanf("%d", &a);                                   /*  บรรทัดที่  5  */       printf("Your enter is ...%d", a);            /*  บรรทัดที่  6  */ }                                                                     /*  บรรทัดที่  7  */

  

ผลลัพธ์ที่ได้จากโปรแกรม 

ข้อสังเกต  ในเอกสารเล่มนี้  ผลลัพธ์ที่ได้จากโปรแกรม  ถ้าตัวอักษรที่เป็นสีเข้มคือข้อความที่ให้ผู้ใช้พิมพ์ผ่านคีย์บอร์ด 

คำอธิบายโปรแกรม 
            ในโปรแกรมตัวอย่างที่  2  โปรแกรมจะรับข้อมูลจากคีย์บอร์ด ที่เป็นชนิดจำนวนเต็มเก็บไว้ในตัวแปร และนำค่าของตัวแปรแสดงผลออกจอภาพ  ด้วยคำสั่งบรรทัดที่  6  คือ  printf(“Your enter is…%d”, a);  สำหรับฟังก์ชัน  printf( )  ผู้ใช้สามารถศึกษารายละเอียดเพิ่มเติมก่อนได้ในหัวข้อ  2.1 

โปรแกรมตัวอย่างที่  3  แสดงโปรแกรมการใช้ฟังก์ชัน  scanf( )  ในการรับข้อมูลจากคีย์บอร์ดเข้าไปเก็บไว้ในตัวแปรชนิดตัวอักษร  เลขจำนวนเต็ม  และเลขทศนิยม  และนำค่าของตัวแปรออกแสดงผลที่จอภาพ

	/*          scanf3.c             */ #include<stdio.h>                                /*  บรรทัดที่  1  */ #include<conio.h>                               /*  บรรทัดที่  2  */ void main(void)                                     /*  บรรทัดที่  3  */ {    char name[50];                                /*  บรรทัดที่  4  */       int  age;                                            /*  บรรทัดที่  5  */       float weight, height;                       /*  บรรทัดที่  6  */       clrscr( );                                              /*  บรรทัดที่  7  */       printf("Enter your Name and Age: ");        /*  บรรทัดที่  8  */       scanf("%s %d", name, &age);                   /*  บรรทัดที่  9  */       printf("Enter your Weight and Height : ");  /* บรรทัดที่ 10 /       scanf("%f %f", &weight, &height);           /*  บรรทัดที่  10 */       printf("\nYour name is ...%s.\n",name);   /*  บรรทัดที่  11 */       printf("You  are %d years old.\n",age);    /*  บรรทัดที่  13 */       printf("Your weight is ...%f cm.\n",weight);  /*บรรทัดที่ 14*/ printf("Your height is ...%f cm.\n",height);    /*  บรรทัดที่  15 */ }                                                                         *  บรรทัดที่  16 */

ผลลัพธ์ที่ได้จากโปรแกรม

คำอธิบายโปรแกรม 
            จากโปรแกรมตัวอย่างที่  3  สามารถอธิบายการทำงานของโปรแกรมที่สำคัญ ๆ ได้ดังต่อไปนี้

บรรทัดที่  4  เป็นการชุดชนิด  char  ซึ่งจองไว้  50  ตัวอักษร  (เรื่องตัวแปรชุดได้อธิบายรายละเอียดไว้ในบทที่  5)
บรรทัดที่  7  ฟังก์ชัน  clrscr( )  ใช้ลบข้อความใด ๆ  ออกจากจอภาพ  ซึ่งจะเรียกใช้งานควบคู่กับแฟ้มที่ชื่อ  conio.h  ดังนั้นก่อนฟังก์ชัน  main( )  จึงต้องเรียกใช้  #include <conio.h>  ก่อน  (บรรทัดที่  2)
บรรทัดที่  8  จะแสดงข้อความและรอรับค่า  Name  และ  Age  จากผู้ใช้  ดังนั้นเวลาเติมข้อมูลให้เว้นช่องว่างอย่างน้อย  1  ช่อง  เพื่อแยกข้อมูล  Name  กับ  Age
บรรทัดที่  9  จะรับข้อมูลจากคีย์บอร์ด  2  ค่า  มาเก็บไว้ในตัวแปร  name  เป็นข้อความ  และเก็บในตัวแปร  age  เป็นตัวเลขจำนวนเต็ม
บรรทัดที่  10  จะทำงานคล้ายกับบรรทัดที่  8  แต่จะรับข้อมูลที่เป็นตัวเลขทศนิยม
บรรทัดที่  11 – 15  จะนำข้อมูลที่เก็บไว้ในตัวแปรต่าง ๆ  ออกมาแสดงผลที่จอภาพตามรหัสรูปแบบข้อมูลต่าง ๆ

โครงสร้างของโปรแกรมภาษาซี

          โปรแกรมภาษาซีมีองค์ประกอบที่สำคัญ 2 ส่วนคือไฟล์ส่วนหัวโปรแกรม และไฟล์โปรแกรม ไฟล์ส่วนหัวโปรแกรมเป็นไฟล์ที่ใช้เก็บไลบราลีเพื่อใช้รวม (include) ในการคอมไพล์โปรแกรมซึ่งจะมีส่วนขยายเป็น *.h มีชื่อเรียกว่า Compiler Directive ไฟล์โปรแกรมจะเริ่มต้นด้วยฟังก์ชัน main() และตามด้วยเครื่องหมายปีกกาเปิด เพื่อเริ่มต้นเขียนโปรแกรม การเขียนโปรแกรมจะต้องเขียนด้วยอักษรภาษาอังกฤษตัวพิมพ์เล็กเท่านั้น และเมื่อจบประโยคคำสั่ง จะใช้เครื่องหมายเซมิโคล่อน ( ; ) ในการคั่นแต่ละคำสั่ง ภายในโปรแกรมจะประกอบด้วยฟังก์ชั่นและส่วนของคำอธิบาย เมื่อเขียนคำสั่งเสร็จจะปิดท้ายโปรแกรมด้วยเครื่องหมายปีกกาปิดเสมอ

รูปภาพ แสดงโครงสร้างของโปรแกรมภาษาซี #include<library> /* ไฟล์ส่วนหัวโปรแกรม*/ void main(void) /*ฟังก์ชันหลักของโปรแกรม*/ { /*เริ่มต้นการเขียนโปรแกรมด้วยเครื่องหมายปีกกาเปิด*/     variable declaration; /*การประกาศค่าตัวแปรที่ใช้ในโปรแกรม*/     program statement; /*ประโยคคำสั่งในโปรแกรม*/ } /*จบการเขียนโปรแกรมด้วยเครื่องหมายปีกกาปิด*/ คำอธิบาย #include<library> เป็นส่วนหัวหัวโปรแกรมที่จะต้องเขียนไว้เพื่อให้ใช้งานฟังก์ชันต่างๆ ในกรณีที่ต้องการทราบว่าฟังก์ชันใดถูกนิยามไว้ที่ใดให้ทำแถบสีที่ฟังก์ชันดังกล่าวและกดปุ่ม Ctrl+f1 main เป็นฟังก์ชันหลักของโปรแกรม ( )  ภายในวงเล็บเป็นค่าพารามิเตอร์ที่จะส่งผ่านไปทำงานยังฟังก์ชันอื่นๆ ถ้าไม่มีการใส่ค่าแสดงว่าไม่ต้องการมีค่าพารามิเตอร์ { ปีกกาเปิดแสดงการเริ่มต้นการเขียนโปรแกรม variable declarations ประกาศตัวแปร program statement การเขียนประโยคคำสั่ง } ปีกกาปิดแสดงการจบการเขียนโปรแกรม /*ข้อความ*/ คำอธิบายโปรแกรม ใช้ในการอธิบายความหมายของคำสั่งหรือสิ่งที่ต้องการเขียนไว้กันลืมจะไม่มีผลใดๆกับโปรแกรม แต่การเขียนจะต้องเริ่มต้นด้วยเครื่องหมาย /* และจบด้วยเครื่องหมาย*/

ความหมายของคอมพิวเตอร์

           คอมพิวเตอร์มาจากภาษาละตินว่า Computare ซึ่งหมายถึง การนับ หรือ การคำนวณ  พจนานุกรม ฉบับราชบัณฑิตยสถาน พ.ศ. 2525 ให้ความหมายของคอมพิวเตอร์ไว้ว่า "เครื่องอิเล็กทรอนิกส์แบบอัตโนมัติ ทำหน้าที่เหมือนสมองกล ใช้สำหรับแก้ปัญหาต่างๆ  ที่ง่ายและซับซ้อนโดยวิธีทางคณิตศาสตร์" 


           คอมพิวเตอร์จึงเป็นเครื่องจักรอิเล็กทรอนิกส์ที่ถูกสร้างขึ้นเพื่อใช้ทำงานแทนมนุษย์ ในด้านการคิดคำนวณและสามารถจำข้อมูล ทั้งตัวเลขและตัวอักษรได้เพื่อการเรียกใช้งานในครั้งต่อไป  นอกจากนี้ ยังสามารถจัดการกับสัญลักษณ์ได้ด้วยความเร็วสูง โดยปฏิบัติตามขั้นตอนของโปรแกรม คอมพิวเตอร์ยังมีความสามารถในด้านต่างๆ อีกมาก อาทิเช่น การเปรียบเทียบทางตรรกศาสตร์ การรับส่งข้อมูล การจัดเก็บข้อมูลในตัวเครื่องและสามารถประมวลผลจากข้อมูลต่างๆ ได้