de presentatie

opgelet! deze wordt als bestand gedownload en dus niet in een venster getoond.

de presentatie in pdf formaat

de presentatie

opgelet! deze wordt als bestand gedownload en dus niet in een venster getoond.

eerste presentatie in pdf formaat

tweede presentatie in pdf formaat

Bewerkingen

invloed van het variabelentype

C++ kent heel wat bewerkingen. De meeste spreken voor zichzelf, maar je moet wel rekening houden met het type van de operanden waarmee een bewerking wordt uitgevoerd.

Als algemene regel geldt dat het resultaat van een bewerking van hetzelfde type zal zijn als dat van de grootste operand. Wanneer de types van de operanden gelijk zijn is het eenvoudig. Ook het resultaat zal van hetzelfde type zijn.

Wanneer een bewerking op operanden van een verschillend type wordt uitgevoerd, zal het resultaat van hetzelfde type zijn als de het type van de operand die meest plaats inneemt.

Valkuil

Denk er aan dat de waarde die in een variabele kan worden opgeslagen beperkt is volgens het type van variabele. Zo zal een variabele x die een waarde 250 bevat na het optellen van 50 bij de variabele een overflow geven. Het resultaat zal dus 44 (300-256) zijn i.p.v. 300.

Via onderstaande code is dit uit te testen.

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  byte x=250;
  Serial.println(x);
  x=x+50;
  Serial.println(x);
}

In bovenstaand programma maken we gebruik van de seriële verbinding tussen Arduino en PC om de resultaten zichtbaar te maken.

In de loop()-functie wordt een byte x gedefinieerd en geïnitialiseerd met de waarde 250. De inhoud van x wordt doorgestuurd naar de terminal waarop de waarde 250 verschijnt in het terminalvenster.

Daarna wordt x verhoogd met 50 en opnieuw via het serieel kanaal verstuurd. In het terminalvenster verschijnt nu 44.

Ook het combineren van types kan problemen opleveren.

Valkuil

Wanneer we bij byte x een waarde optellen die een float is (dus een kommagetal) lijkt dit in eerste instantie geen problemen op te leveren. De code

void setup(){
  Serial.begin(115200);
  }
 
void loop() {
  byte x=250;
  Serial.println(x);
  x=x+5.0;
  Serial.println(x);
  }

levert in het terminalvenster mooi de waarden 250 en 255 op. Wanneer we van de 5.0 echter 50.0 maken, krijgen we dus overflow, maar het resultaat dat in het terminalvenster verschijnt is nu ook 250 en 255. Bij een overflow met een float krijgen we dus een ander resultaat (255) dan bij een overflow met een byte waar het resultaat 44 was.

samengestelde bewerkingen

C++ kent enkele verkorte notaties voor de gangbare bewerkingen

uitdrukking kan verkort geschreven worden als
i = i + 1 i++
i = i - 1 i--
x = x + y x+ = y
x = x - y x- = y
x = x * y x* = y
x = x / y x/ = y
 

vergelijkingen

betekenis uitdrukking
is gelijk aan ==
is verschillend van !=
is groter dan >
is kleiner dan <
is groter dan of gelijk aan

>=

is kleiner dan of gelijk aan <=

Valkuil

Merk op dat een enkel gelijkheidsteken dient voor een toekenning. Zo is de uitdrukking

x = y;

een toekenning van de waarde van y aan de variabele x, terwijl de uitdrukking

x == y;

een vergelijking is van de waarden van x en y die resulteert in de uitdrukking TRUE (1) of FALSE (0).

logische bewerkingen

C++ kent uiteraard ook de logische functies AND, OR en NOT. Ze kunnen echter onder verschillende vormen voorkomen.

Een logische uitdrukking is een uitdrukking die resulteert in de logische constante TRUE (1) of FALSE (0). Zo zal de code

void setup(){
  Serial.begin(115200);
  }
 
void loop() {
  Serial.println(3==3);
  }

in het terminalvenster een 1 opleveren, terwijl

void setup(){
  Serial.begin(115200);
  }
 
void loop() {
  Serial.println(3==4);
  }

een nul doet verschijnen.

We kunnen met deze logische uitdrukkingen bewerkingen uitvoeren door gebruik te maken van de logische operatoren &&, || en !.

Dit komt uiteraard veel voor in een voorwaardelijke instructie zoals een if-constructie (zie verder)

if (x>0 && x<5) { Serial.print("x ligt tussen 0 en 5"); }

Dit werkt ook met getallen, maar daarbij moeten we rekening houden dat alleen het cijfer 0 als FALSE geïnterpreteerd wordt, terwijl elke andere waarde voor TRUE doorgaat. Zo zal de uitdrukking 3&&2 een 1 (=TRUE) opleveren, terwijl een 3&&0 als resultaat een 0 (FALSE) geeft.

Scope

De plaats binnen het programma waar de variabele gedefinieerd wordt is zeer belangrijk. Deze bepaalt immers de scope of het bereik van de variabele. De scope is de plaats binnen het programma waar de variabele bestaat.

Een variabele bestaat alleen binnen het codeblok waarin hij gedefinieerd werd. We kunnen dit visualiseren door gebruik te maken van het boxmodel.

Het programma vormt de hoofdbox. Binnen dit programma staan twee functies, setup() en loop(). Elk van deze functies vormen een subbox binnen het programma. Binnen deze functies kunnen weer andere functies gedefinieerd zijn, die dan weer een subbox van de subbox zijn.

Zelfs een enkelvoudige instructie van een subbox zijn.

Een variabele die binnen een subbox gedefinieerd werd, bestaat alleen in deze subbox. In de omvattende box van deze subbox bestaat de variabele niet meer.

Bekijken we even onderstaand voorbeeldprogramma.

Een variabele van het type integer, met als naam segA krijgt de waarde 4 toegekend binnen de functie setup. Wanneer we deze variabele gebruiken in de loop-functie krijgen we een foutmelding “segA was not declared in this scope”, mat andere woorden, binnen de loop-functie bestaat er geen variabele met als naam segA.

scope voorbeeld 1

Dit zorgt voor rare toestanden. In het volgend voorbeeldprogramma hebben we opnieuw een variabele segA gedefinieerd in de setup-functie en er de waarde 5 aan toegekend.
In de loop-functie definieren we segA opnieuw, maar deze keer geven we de 4 aan de variabele.

scope voorbeeld 2


Hoewel beide variabelen dezelfde naam hebben, gaat het toch om twee verschillende variabelen. Binnen de functie setup bestaat een variabele segA die de waarde 5 bevat, en binnen de loop-functie bestaat een tweede variabele met de naam segA met een waarde 4.
Als we heel exact willen zijn moeten we ook vermelden dat deze twee variabelen nooit tegelijkertijd zullen bestaan. De eerste segA zal bestaan zolang de setup-functie wordt uitgevoerd. Eenmaal de functie doorlopen is, wordt de eerste segA vernietigd. Bij het starten van de loop-functie wordt een nieuwe variabele aangemaakt met als naam segA.

scope voorbeeld 3


 

En het kan nog erger. In dit voorbeeld wordt een variabele segA gedefinieerd buiten de beide functies. Deze variabele behoort dus tot de hoofdbox, en zal ook bestaan binnen beide functies.
In de setup functie is er geen probleem. segA bestaat en heeft de waarde 5 zoals gedefinieerd in de hoofdbox.
Binnen de loop functie wordt een variabele met dezelfde naam gedefinieerd. Binnen loop zijn er nu dus twee variabelen met naam segA, de hoofd-segA en de sub-segA. In zo’n geval heeft de subvariabele (ook locale variabele genoemd) voorrang op de hoofdvariabele. Wanneer we segA gebruiken binnen de loop functie zal deze dus de waarde 4 hebben. Merk op dat de hoofdvariabele ook blijft bestaan en dat deze de waarde 5 houdt.

scope voorbeeld 4

 

Oefeningen

Wanneer we dit programma willen compileren krijgen we een foutmelding. Kun je voorspellen waar die foutmelding zal optreden?

Oplossing

Binnen de setup functie wordt een variabele i gebruikt in de for-lus. Deze wordt netjes als integer gedefinieerd.
Binnen de loop vinden we twee for-lussen terug. In de eerste wordt opnieuw netjes een integer i gedefinieerd. Deze i bestaat dus enkel binnen de for-lus.
Bij de tweede for-lus gaat het verkeerd. Daar wordt een variabele i gebruikt die niet voordien werd gedefinieerd. Daar zal dus een “i was not declared in this scope” fout optreden.