Week 1 Introduction to Computer Programming and IDE

1. Week 1 Introduction to Computer Programming and IDE

2. Objectives • แนะนำเกี่ยวกับภาษาคอมพิวเตอร์ • ชนิดของภาษาคอมพิวเตอร์ • เครื่องมือในการพัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์ • IDE • เริ่มต้นเขียน C++ โปรแกรมด้วย VS Express 2013 • การแปลงภาษา และการสร้างโปรแกรม (compile and build) • การสั่งโปรแกรมทำงาน (run) • ตัวอย่างข้อผิดพลาดในการเขียนโปรแกรม • การตรวจสอบการทำงาน (debugging)

3. Programming Language Overview • เราใช้ภาษาคอมพิวเตอร์ (Programming languages) ในการอธิบายสิ่งที่ต้องการให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทำงาน • เราสามารถแบ่งประเภทของภาษาคอมพิวเตอร์ ออกกว้างๆได้เป็น • ภาษาระดับสูง (High Level) • เป็นภาษาที่มนุษย์ทำความเข้าใจได้ไม่ยาก • ต้องผ่านการแปลงภาษา (compile) ให้เป็นภาษาที่เครื่องคอมพิวเตอร์เข้าใจ จึงจะทำงานได้ • ได้แก่ C, C++, Java, Python • ภาษาระดับล่าง (Low Level) • ไม่จำเป็นต้องผ่านการแปลงภาษาก็สามารถทำงานได้ • ได้แก่ assembly และภาษาเครื่อง (machine code)ซึ่งคอมพิวเตอร์เข้าใจได้ทันที • เป็นภาษาที่ทำงานได้บนระบบคอมพิวเตอร์ที่ค่อนข้างเฉพาะเจาะจง • ผูกกับชนิดของ CPU และ Hardware อื่นๆที่ประกอบกันเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์

4. Programming Language Overview • เครื่องมือในการพัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์ • Text editor • โปรแกรมที่ใช้ในการสร้างไฟล์อักขระ (text file) เพื่อใช้เขียนโค้ดในภาษาคอมพิวเตอร์ต่างๆ แล้วบันทึกเป็นไฟล์นามสกุลสำหรับโค้ดในภาษาที่ต้องการ (.c, .cpp, .java, .py, …) • Notepad (windows), TextEdit (mac), gedit (linux) • Compilerและ Interpreter • โปรแกรมสำหรับแปลงโค้ดภาษาคอมพิวเตอร์ (high level) ที่ต้องการ ให้กลายเป็นโปรแกรมในรูปแบบของภาษาเครื่อง (machine code) ที่พร้อมทำงาน • cl(VC++), gcc (GNU C), g++ (GNU C++), java (Oracle, OpenJDK), Python • Debugger • โปรแกรมที่ใช้ในการทดสอบหรือตรวจสอบการทำงานของโปรแกรมที่ผ่านการแปลงภาษาแล้ว สามารถกำหนดให้โปรแกรททำงานทีละคำสั่งเพื่อตรวจดูความถูกต้องของผลในแต่ละขั้นตอนได้

5. Programming Language Overview • Integrated Development Environment (IDE) • รวบรวมเครื่องมือต่างๆที่จำเป็นในการพัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์ • Text Editor, Compiler/Interpreter, Debugger, … • มีการกำหนดค่าต่างๆที่เหมาะสมในการพัฒนาโปรแกรมให้อัตโนมัติ • มีส่วนติดต่อผู้ใช้ที่แบบกราฟิก (GUI) สะดวกในการใช้งาน • IDE บางตัวสามารถใช้พัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์ได้หลายภาษา • มีทั้งแบบเสีย (commercial) และไม่เสียค่าใช้จ่าย (freeware, open source) • Eclipse IDE • ไม่เสียค่าใช้จ่าย ใช้พัฒนาโปรแกรมภาษา Java, C++, … (อีกมากมาย) • ใช้ได้บน Windows, Linux, Mac OS X • Code::Blocks • ไม่เสียค่าใช้จ่ายใช้พัฒนาโปรแกรมภาษา C, C++ และ Fortran • ใช้ได้บน Windows, Linux, Mac OS X

6. Example of IDE • Eclipse http://www.eclipse.org/downloads/packages/eclipse-ide-cc-developers/lunar

7. Example of IDE • Code::Blocks http://www.codeblocks.org

8. VS Express 2013 for Desktop • เครื่องมือหรือสภาพแวดล้อม (IDE) ที่ใช้อ้างอิงสำหรับการเรียนการสอน • Integrated Development Environment (IDE) • สามารถใช้ในการพัฒนาโปรแกรม ด้วยภาษาคอมพิวเตอร์ได้หลายภาษา • C++, C#, Visual Basic • ไม่เสียค่าใช้จ่ายในการใช้งาน • http://www.microsoft.com/en-us/download/details.aspx?id=40787

9. VS Express 2013 for Desktop หน้าต่างหลักของ VS ที่แสดงข้อมูล Start Page

10. VS Express 2013 for Desktop หน้าต่างหลักของ VS 2013 ที่ไม่มีการแสดงข้อมูล Start Page

11. Setting default view to Empty environment • เลือก Tools ที่แถบเมนูบาร์ด้านบน เมื่อมีตัวเลือกลงมาให้เลือก Options… • ในหน้าต่าง Options… ด้านซ้ายให้เลือก Startup

12. Start Programming C++ • จากFileเมนู เลือก New => Project… • เลือกVisual C++ Template ในหน้าต่างด้านซ้าย • เลือกWin32 Console Application ในหน้าต่างกลาง อย่าลืม!!!จดจำตำแหน่งของไฟล์ที่จะสร้าง

13. Start Programming C++ • Win32 Application Wizard

14. Start Programming C++ • Win32 Application Wizard (cont.) อย่าลืม!!!เช็คเลือกEmpty project

15. Start Programming C++ VS จะสร้าง Solution และ Empty Project ขึ้นมาให้ โดยจัดเก็บข้อมูลโฟลเดอร์ (folder) และไฟล์ต่างๆที่เกี่ยวข้องไว้ในระบบ ณ ตำแหน่งที่ได้ระบุไว้ก่อนหน้านี้ ConsoleApplication1 solutionประกอบไปด้วย 1 โปรเจคย่อย คือConsoleAppliction1 project โปรแกรมโดยมากในวิชานี้ จะอาศัยเพียง1 โปรเจคต่อปัญหาที่ต้องการจะแก้ (solution) เท่านั้น...

16. Start Programming C++ • Add new C++ source file (.cpp) • คลิกขวาที่Source Files => Add => New Item…

17. Start Programming C++ • Add new C++ source file (.cpp) • เลือก C++ File (.cpp) และกำหนดชื่อไฟล์ตามต้องการ

18. Start Programming C++ • Add new C++ source file (.cpp) • ปรากฎไฟล์.cpp ในหน้าต่างSolution Explorerภายใต้Source Filesโฟลเดอร์

19. Try your first C++ codes หากไฟล์ได้รับการแก้ไขและยังไม่ถูกบันทึก จะปรากฎเครื่องหมาย* ทดลองเขียนโปรแกรมด้วยโค้ดดังที่แสดง แล้วจึงทำการ บันทึก (save) ไฟล์ดังกล่าว

20. Try your first C++ codes • Compile and Build • ตรวจสอบความถูกต้องของโค้ดที่เขียนขึ้นด้วยการCompile(Ctrl + F7) • หากผลการตรวจสอบถูกต้อง โค้ดดังกล่าวจึงสามารถนำไปสร้างเป็นโปรแกรมที่พร้อมทำงานด้วยการBuild Solution (F7) • ในทางปฏิบัติเราสามารถลดขั้นตอนด้วยการเลือก Build Solution ได้เลย โดย VS จะทำการ Compile ให้ หากพบว่าโค้ดยังไม่ผ่านการ Compile มาก่อน

21. Try your first C++ codes • Compile and Build • หากโค้ดเขียนได้ถูกต้อง VS จะแสดงผลการ Compile และ Build ในหน้าต่างOutputดังภาพด้านบน • 1 succeeded - ผ่านการตรวจสอบ • 0 failed - ไม่พบข้อผิดพลาด • หากพบข้อผิดพลาด จะมีการระบุจำนวนข้อผิดพลาดที่พบ และแสดงรายละเอียดข้อผิดพลาดต่างๆ ในหน้าต่างError List

22. Structure of a C++ Program Preprocessor Main function declaration Main function definition Comments

23. What could go wrong? • CASE #1 พิมพ์ตกเครื่องหมายsemicolon ‘;’ ท้ายบรรทัดที่ 11

24. What could go wrong? • CASE #2 พิมพ์คำสั่งcoutท้ายเป็นcount ในบรรทัดที่8

25. What could go wrong? • CASE #3 พิมพ์ชื่อตัวแปร (variable) จากageเป็นaegท้ายบรรทัดที่ 9

26. What could go wrong? • CASE #4 พิมพ์ชื่อ Header ไฟล์ จากiostreamเป็นiostremท้ายบรรทัดที่ 1

27. What could go wrong? • CASE #5 ขาดเครื่องหมายวงเล็บปีกกาเปิด ‘ { ‘ก่อนขึ้นบรรทัดที่ 5

28. How to show Line numbers • เลือก Tools ที่แถบเมนูบาร์ด้านบน เมื่อมีตัวเลือกลงมาให้เลือก Options… • ในหน้าต่าง Options… ด้านซ้ายให้เลือก Text Editor => All Languages

29. Start Program • Start Program Without Debugging • เป็นการสั่งให้โปรแกรมที่ผ่านการ Buildทำงานแบบไม่่แสดงขั้นตอนการทำงาน

30. Start Program • Start Debugging • เป็นการสั่งให้โปรแกรมทำงานแบบแสดงขั้นตอนการทำงานทีละขั้น • ก่อนเริ่มการทำงานในโหมดนี้ เราต้องระบุบรรทัดที่ต้องการให้โปรแกรมหยุดการทำงานชั่วคราว โดยการคลิกเลือกหน้าบรรทัดที่ต้องการ • สามารถคลิกเลือกได้มากกว่า 1 บรรทัด

31. Start Program • Start Debugging (cont.) • เมื่อเริ่มการทำงานในโหมดนี้ โปรแกรมจะเริ่มทำงานแล้วไปหยุดที่บรรทัดแรกที่เราเลือกให้หยุดการทำงานชั่วคราว

32. Start Program • Start Debugging (cont.) • การสั่งให้โปรแกรมทำงานต่อไป จะสามาถทำได้โดยอาศัยปุ่มต่างๆบนDebug Toolbar • Step Over (F10) • ใช้เมื่อต้องการให้ทำงาน (execute) คำสั่งในบรรทัดปัจจุบัน และไปหยุดรอที่บรรทัดถัดไป • Continue (F5) • ใช้เมื่อต้องการให้ทำงานคำสั่งปัจจุบัน แล้วไปหยุดรอ ณ บรรทัดต่อไปที่เราเลือกให้หยุด • Stop Debugging (Shift+F5) • ใช้เมื่อต้องการหยุดการทำงานโปรแกรมในโหมดการทำงานนี้ • Restart (Ctrl+Shift+F5) • ใช้เมื่อต้องการให้โปรแกรมเริ่มทำงานในโหมดนี้ใหม่ตั้งแต่ต้น

33. Start Program • Start Debugging (cont.) • เมื่อมีการใช้ Step Over ในบรรทัดที่ 7 จะทำให้โปรแกรมทำงานบรรทัดดังกล่าว แล้วจึงหยุดรออยู่ที่ต้นบรรทัดที่ 8

34. Summary • วิชานี้ใช้ Microsoft Visual Studio Express 2013 for Desktopเป็นเครื่องมือ (IDE) ในการเขียนโปรแกรมด้วย C++ • การเขียน C++ ด้วย VS ต้องเริ่มด้วยการสร้างโซลูชัน(Solution) ซึ่งมีโปรเจคที่เป็นสมาชิก อย่างน้อย 1 โปรเจค (Project) • Win32 Console Application (Visual C++) • การติดต่อกับผู้ใช้ และการแสดงผลต่างๆ ทำผ่านCommand Line Interface นั่นคือไม่มีหน้าต่างแสดงผล และไม่สามารถใช้เมาส์ได้ • ให้เลือกสร้างEmpty Projectแล้วจึงสร้างไฟล์.cpp เพิ่มเติมในภายหลัง • แต่ละโปรเจคต้องมี.cpp ไฟล์ อย่างน้อย 1 ไฟล์เพื่อใช้เป็นจุดเริ่มต้นการทำงานของโปรแกรม • โค้ดต้องผ่านการCompileและBuildจึงจะได้โปรแกรมที่พร้อมทำงาน • สามารถสั่งRunโปรแกรมทำได้แบบปกติ หรือแบบแสดงขั้นตอนการทำงาน (Debugging) เพื่อประโยชน์ในการตรวจสอบความถูกต้อง

35. Summary • C++ Commands: • cout- ใช้แสดงข้อความและค่าต่างๆออกทางหน้าจอ • ข้อความต้องอยู่ภายใต้เครื่องหมายคำพูด“ ”เสมอ • ใช้ประกอบกับเครื่องหมาย ‘<<‘ ซึ่งสามารถใช้เพื่อนำค่า หรือข้อความอื่นๆมาเชื่อมต่อกัน (concatenation) • เมื่อแทรก ‘\n’เข้าไปในข้อความ จะทำให้มีการขึ้นบรรทัดใหม่ (newline) • เมื่อแทรก ‘\t’ เข้าไปในข้อความ จะทำให้มีการแท็บ (tab) • เมื่อใช้คำสั่งendl ร่วมด้วย จะทำให้มีการขึ้นบรรทัดใหม่ (newline) • cin- ใช้ในการนำข้อมูลที่ผู้ใช้ป้อนผ่านคีย์บอร์ด เข้ามาเก็บไว้ที่ตัวแปร • ใช้ประกอบกับเครื่องหมาย ‘>>’ เพื่อชี้ไปยังตัวแปรที่ต้องการใช้เก็บค่า เช่น int age, budget; cin >> age; //store input from kyb. to ‘age’ cin >> budget; //store (another) input from kyb. to ‘budget’

36. Useful Links • C++ Tutorial • อ้างอิงการเกี่ยวกับโครงสร้างภาษา และการใช้งานคำสั่งต่างๆ • มีประโยชน์ต่อการทำแบบฝึกหัด การทดลอง และการเตรียมสอบ • http://www.cplusplus.com/doc/tutorial/ • Visual Studio Express 2013 for Desktop • สำหรับดาวน์โหลดiso ไฟล์ เพื่อนำมาใช้ติดตั้ง หรือเขียน CD • http://www.microsoft.com/en-us/download/details.aspx?id=40787

37. Lab • Lab 1.1 - ให้นศ.ทดลอง Debug โปรแกรมตัวอย่างโดย • ระบุให้โปรแกรมหยุดการทำงานรอณ บรรทัดที่5, 7, 11, 13 • ให้ Step Over ไปจนกว่าโปรแกรมจะจบการทำงาน • พิจารณาการทำงาน และการแสดงผลการทำงาน • Lab 1.2 - ให้นศ.ทดลอง Debug โปรแกรมตัวอย่างโดย • ระบุให้โปรแกรมหยุดการทำงานรอณ บรรทัดที่ 7, 11, 13 • ให้ Continue ไปจนกว่าโปรแกรมจะจบการทำงาน • พิจารณาการทำงาน และการแสดงผลการทำงาน

38. Lab • Lab 1.3 - ให้นศ. เขียนโปรแกรมเพื่อให้โปรแกรมแสดงผลลัพธ์ดังที่กำหนดด้านล่าง • นศ. สามารถเขียนโปรแกรมใหม่นี้โดยการแก้ไขหรือเขียนทับไฟล์ตัวอย่าง หรือสามารถสร้างโซลูชันใหม่เพื่อแก้ปัญหานี้