week 4โปรแกรมภาษาคอมพิวเตอร์

ภาษาโปรแกรม

ภาษาโปรแกรม คือภาษาประดิษฐ์ชนิดหนึ่งที่ออกแบบขึ้นมาเพื่อสื่อสารชุดคำสั่งแก่เครื่องจักร โดยเฉพาะอย่างยิ่งคอมพิวเตอร์ ภาษาโปรแกรมสามารถใช้สร้างโปรแกรมที่ควบคุมพฤติกรรมของเครื่องจักร และ/หรือ แสดงออกด้วยขั้นตอนวิธี (algorithm) อย่างตรงไปตรงมา ผู้เขียนโปรแกรมซึ่งหมายถึงผู้ที่ใช้ภาษาโปรแกรมเรียกว่า โปรแกรมเมอร์ (programmer)

ภาษาโปรแกรมในยุคแรกเริ่มนั้นเกิดขึ้นก่อนที่คอมพิวเตอร์จะถูกประดิษฐ์ขึ้น โดยถูกใช้เพื่อควบคุมการทำงานของเครื่องทอผ้าของแจ็กการ์ดและเครื่องเล่นเปียโน ภาษาโปรแกรมต่าง ๆ หลายพันภาษาถูกสร้างขึ้นมา ส่วนมากใช้ในวงการคอมพิวเตอร์ และสำหรับวงการอื่นภาษาโปรแกรมก็เกิดขึ้นใหม่ทุก ๆ ปี ภาษาโปรแกรมส่วนใหญ่อธิบายการคิดคำนวณในรูปแบบเชิงคำสั่ง อาทิลำดับของคำสั่ง ถึงแม้ว่าบางภาษาจะใช้การอธิบายในรูปแบบอื่น ตัวอย่างเช่น ภาษาที่สนับสนุนการเขียนโปรแกรมเชิงฟังก์ชัน หรือการเขียนโปรแกรมเชิงตรรกะ

การพรรณนาถึงภาษาโปรแกรมหนึ่ง ๆ มักจะแบ่งออกเป็นสองส่วนได้แก่ วากยสัมพันธ์ (รูปแบบ) และอรรถศาสตร์ (ความหมาย) บางภาษาถูกนิยามขึ้นด้วยเอกสารข้อกำหนด (ตัวอย่างเช่น ภาษาซีเป็นภาษาหนึ่งที่กำหนดโดยมาตรฐานไอโซ) ในขณะที่ภาษาอื่นอย่างภาษาเพิร์ลรุ่น 5 และก่อนหน้านั้น ใช้การทำให้เกิดผลแบบอ้างอิง (reference implementation) เป็นลักษณะเด่น

ภาษาคอมพิวเตอร์

ภาษาคอมพิวเตอร์ หมายถึง ภาษาใดๆ ที่ผู้ใช้งานใช้สื่อสารกับคอมพิวเตอร์ หรือคอมพิวเตอร์ด้วยกัน แล้วคอมพิวเตอร์สามารถทำงานตามคำสั่งนั้นได้ คำนี้มักใช้เรียกแทนภาษาโปรแกรม แต่ความเป็นจริงภาษาโปรแกรมคือส่วนหนึ่งของภาษาคอมพิวเตอร์เท่านั้น และมีภาษาอื่นๆ ที่เป็นภาษาคอมพิวเตอร์เช่นกัน ยกตัวอย่างเช่น HTML เป็นทั้งภาษามาร์กอัปและภาษาคอมพิวเตอร์ด้วย แม้ว่ามันจะไม่ใช่ภาษาโปรแกรม หรือภาษาเครื่องนั้นก็นับเป็นภาษาคอมพิวเตอร์ ซึ่งโดยทางเทคนิคสามารถใช้ในการเขียนโปรแกรมได้ แต่ก็ไม่จัดว่าเป็นภาษาโปรแกรม

ภาษาคอมพิวเตอร์สามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่มคือ ภาษาระดับสูง (high level) และภาษาระดับต่ำ (low level) ภาษาระดับสูงถูกออกแบบมาเพื่อให้ใช้งานง่ายและสะดวกสบายมากกว่าภาษาระดับต่ำ โปรแกรมที่เขียนถูกต้องตามกฎเกณฑ์และไวยากรณ์ของภาษาจะถูกแปล (compile) ไปเป็นภาษาระดับต่ำเพื่อให้คอมพิวเตอร์สามารถนำไปใช้งานหรือปฏิบัติตามคำสั่งได้ต่อไป ซอฟต์แวร์สมัยใหม่ส่วนมากเขียนด้วยภาษาระดับสูง แปลไปเป็นออบเจกต์โค้ด (object code) แล้วเปลี่ยนให้เป็นชุดคำสั่งในภาษาเครื่อง

ภาษาคอมพิวเตอร์อาจแบ่งกลุ่มได้เป็นอีกสองประเภทคือ ภาษาที่มนุษย์อ่านออก (human-readable) และภาษาที่มนุษย์อ่านไม่ออก (non human-readable) ภาษาที่มนุษย์อ่านออกถูกออกแบบมาเพื่อให้มนุษย์สามารถเข้าใจและสื่อสารได้โดยตรงกับคอมพิวเตอร์ ส่วนใหญ่เป็นภาษาอังกฤษ) ส่วนภาษาที่มนุษย์อ่านไม่ออกจะมีโค้ดบางส่วนที่ไม่อาจอ่านเข้าใจได้

Java คืออะไร

     Java หรือ Java programming language คือภาษาโปรแกรมเชิงวัตถุ พัฒนาโดย เจมส์ กอสลิง และวิศวกรคนอื่นๆ ที่บริษัท ซัน ไมโครซิสเต็มส์ ภาษานี้มีจุดประสงค์เพื่อใช้แทนภาษาซีพลัสพลัส C++ โดยรูปแบบที่เพิ่มเติมขึ้นคล้ายกับภาษาอ็อบเจกต์ทีฟซี (Objective-C) แต่เดิมภาษานี้เรียกว่า ภาษาโอ๊ก (Oak) ซึ่งตั้งชื่อตามต้นโอ๊กใกล้ที่ทำงานของ เจมส์ กอสลิง แล้วภายหลังจึงเปลี่ยนไปใช้ชื่อ "จาวา" ซึ่งเป็นชื่อกาแฟแทน จุดเด่นของภาษา Java อยู่ที่ผู้เขียนโปรแกรมสามารถใช้หลักการของ Object-Oriented Programming มาพัฒนาโปรแกรมของตนด้วย Java ได้ 

     ภาษา Java เป็นภาษาสำหรับเขียนโปรแกรมที่สนับสนุนการเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุ ( OOP : Object-Oriented Programming) โปรแกรมที่เขียนขึ้นถูกสร้างภายในคลาส ดังนั้นคลาสคือที่เก็บเมทอด (Method) หรือพฤติกรรม (Behavior) ซึ่งมีสถานะ (State) และรูปพรรณ (Identity) ประจำพฤติกรรม (Behavior) 

รูปแบบของภาษา Java

       ภาษา Java เป็นภาษาที่ไม่กำหนดแบบการเขียนโปรแกรม ในแต่ละบรรทัด แต่ละบรรทัดสามารถเขียนคำสั่งได้หลายคำสั่งสามารถแทรกคำอธิบาย (comment) Java เป็นภาษาที่บังคับอักขระตัวพิมพ์ใหญ่ ตัวพิมพ์เล็ก (Case Sensitiv) Java มีตัวดำเนินการ(operators) หลายชนิด ให้ใช้งานนอกจากคำสั่งนั้นเป็นคำสั่งที่ผู้ใช้สร้างขึ้นมาใหม่ อาจกำหนดเป็นตัวพิมพ์ใหญ่หรือตัวเล็กก็ได้ และสามารถเขียนชุดคำสั่งที่ประกอบด้วยตัวดำเนินการหลายตัวที่ต่างชนิดกันในชุดคำสั่งหนึ่งๆได้ โดยภาษา Java จะจัดลำดับการประมวลผลตามลำดับการทำงานของตัวดำเนินการ
       รูปแบบคำสั่ง(statements) Java คือ ส่วนประมวลผล(Execute) เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ออกมา ทุกคำสั่งจะต้องจบด้วยเครื่องหมาย เซมิโคลอน( ; )

จุดเด่นของภาษา Java

–  ความง่าย (simple)

–  ภาษาเชิงออปเจ็ค (object oriented)

–  การกระจาย (distributed)

–  การป้องกันการผิดพลาด (robust)

–  ความปลอดภัย (secure)

–  สถาปัตยกรรมกลาง (architecture neutral)

–  เคลื่อนย้ายง่าย (portable)

–  อินเตอร์พ์พรีต (interpreted)

–  ประสิทธิภาพสูง (high performance)

–  มัลติเธรด (multithreaded)

–  พลวัต (dynamic)

รูปแบบของ script

ในการเขียน script สามารถเขียน โดยในรูปแบบที่ 1 ได้โดยไม่ต้องระบุภาษาก็ได้ แต่ต้องเขียน tag ของ script ดังรูป

<Script> JavaScript statements; </Script>

<Script> document.write(‘kittisak’); </Script>

ในการเขียน script ตามรูปแบบที่ 2 โดยระบุภาษาเป็น javascript และเขียนใน tag ของ script ดังรูป

<Script Language=”JavaScript”> JavaScript statements; </Script>

การคำสั่งแสดงผล single quote (‘ ‘)

ในการเขียนการแสดงผลข้อมูลที่อยู่หลังคำสั่ง document นั้นสามารถเขียนใช้เครื่องหมายในแบบ single quote (‘ ‘) ก็ได้ดังรูป

<Script Language=”JavaScript”> document.write(‘kittisak’); </Script>

การใช้ HTML ร่วมกับ script ขึ้นบรรทัดใหม่ โดยใช้ <br>

การกำหนดให้ขึ้นบรรทัดใหม่ ส่วนใหญ่จะใช้รูปแบบของ tag HTML คือ <br> โดยการใส่ไว้หลังคำสั่ง document อาจจะเป็นข้างหน้า หรือข้างหลังก็ได้

<Script Language=”JavaScript”> document.write(‘kittisak<br; document.write(‘<fontlor=”red”>khampud</font>’); </Script>

Source Code

ใน Java จะมี Source Code เป็น File ที่มีนามสกุล เป็น *.java เมื่อ ผ่านการ Compile แล้วจะมี File เพิ่มมาเป็น File ที่มีนามสกุลเป็น *.class  System.out.println  (“….” ); เป็นคำสั่งที่ใช้การแสดงตัวอักษรซอร์สโค้ดโปรแกรมจาวาอยู่ในแฟ้มที่มีนามสกุล  java

ข้อดีของ ภาษา Java

     -  ภาษา Java เป็นภาษาที่สนับสนุนการเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุแบบสมบูรณ์ ซึ่งเหมาะสำหรับพัฒนาระบบที่มีความซับซ้อน การพัฒนาโปรแกรมแบบวัตถุจะช่วยให้เราสามารถใช้คำหรือชื่อ ต่าง ๆ ที่มีอยู่ในระบบงานนั้นมาใช้ในการออกแบบโปรแกรมได้ ทำให้เข้าใจได้ง่ายขึ้น
     -  โปรแกรมที่เขียนขึ้นโดยใช้ภาษา Java จะมีความสามารถทำงานได้ในระบบปฏิบัติการที่แตกต่างกัน ไม่จําเป็นต้องดัดแปลงแก้ไขโปรแกรม เช่น หากเขียนโปรแกรมบนเครื่อง Sun โปรแกรมนั้นก็สามารถถูก compile และ run บนเครื่องพีซีธรรมดาได้
     -ภาษาจาวามีการตรวจสอบข้อผิดพลาดทั้งตอน compile time และ runtime ทำให้ลดข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นในโปรแกรม และช่วยให้ debug โปรแกรมได้ง่าย
     - ภาษาจาวามีความซับซ้อนน้อยกว่าภาษา C++ เมื่อเปรียบเทียบ code ของโปรแกรมที่เขียนขึ้นโดยภาษา Java กับ C++ พบว่า โปรแกรมที่เขียนโดยภาษา Java จะมีจํานวน code น้อยกว่าโปรแกรมที่เขียนโดยภาษา C++ ทำให้ใช้งานได้ง่ายกว่าและลดความผิดพลาดได้มากขึ้น 
     -  ภาษาจาวาถูกออกแบบมาให้มีความปลอดภัยสูงตั้งแต่แรก ทำให้โปรแกรมที่เขียนขึ้นด้วยจาวามีความปลอดภัยมากกว่าโปรแกรมที่เขียนขึ้น ด้วยภาษาอื่น เพราะ Java มี security ทั้ง low level และ high level ได้แก่ electronic signature, public andprivate key management, access control และ certificatesของ
     -มี IDE, application server, และ library ต่าง ๆ มากมายสำหรับจาวาที่เราสามารถใช้งานได้โดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่าย ทำให้เราสามารถลดค่าใช้จ่ายที่ต้องเสียไปกับการซื้อ tool และ s/w ต่าง ๆ

 ข้อเสียของ ภาษา Java

    -ทำงานได้ช้ากว่า native code (โปรแกรมที่ compile ให้อยู่ในรูปของภาษาเครื่อง) หรือโปรแกรมที่เขียนขึ้นด้วยภาษาอื่น อย่างเช่น C หรือ C++ ทั้งนี้ก็เพราะว่าโปรแกรมที่เขียนขึ้นด้วยภาษาจาวาจะถูกแปลงเป็นภาษากลาง ก่อน แล้วเมื่อโปรแกรมทำงานคำสั่งของภาษากลางนี้จะถูกเปลี่ยนเป็นภาษาเครื่องอีก ทีหนึ่ง ทีล่ะคำสั่ง (หรือกลุ่มของคำสั่ง) ณ runtime ทำให้ทำงานช้ากว่า native code ซึ่งอยู่ในรูปของภาษาเครื่องแล้วตั้งแต่ compile  โปรแกรมที่ต้องการความเร็วในการทำงานจึงไม่นิยมเขียนด้วยจาวา
    -tool ที่มีในการใช้พัฒนาโปรแกรมจาวามักไม่ค่อยเก่ง ทำให้หลายอย่างโปรแกรมเมอร์จะต้องเป็นคนทำเอง ทำให้ต้องเสียเวลาทำงานในส่วนที่ tool ทำไม่ได้ ถ้าเราดู tool ของ MS จะใช้งานได้ง่ายกว่า และพัฒนาได้เร็วกว่า (แต่เราต้องซื้อ tool ของ MS และก็ต้องรันบน platform ของ MS)

ภาษาซี (C Programming Language) คือ ภาษาคอมพิวเตอร์ใช้สำหรับพัฒนาโปรแกรมทั่วไป 
ถูกพัฒนาครั้งแรกเพื่อใช้เป็นภาษาสำหรับพัฒนาระบบปฏิบัติการยูนิกซ์ ( Unix Opearating System) 
แทนภาษาแอสเซมบลี ซึ่งเป็นภาษาระดับต่ำที่สามารถกระทำในระบบฮาร์ดแวร์ได้ด้วยความรวดเร็ว 
แต่จุดอ่อนของภาษาแอซเซมบลีก็คือความยุ่งยากในการโปรแกรม ความเป็นเฉพาะตัว 
และความแตกต่างกันไปในแต่ละเครื่อง เดนนิส ริตชี (Dennis Ritchie) 
จึงได้คิดค้นพัฒนาภาษาใหม่นี้ขึ้นมาเมื่อประมาณต้นปี ค.ศ. 1970 โดยการรวบรวม
เอาจุดเด่นของแต่ละภาษาระดับสูงผนวกเข้ากับภาษาระดับต่ำ เรียกชื่อว่า ภาษาซี

          เมื่อภาษาซี ได้รับความนิยมมากขึ้น จึงมีผู้ผลิต compiler ภาษาซีออกมาแข่งขันกันมากมาย
ทำให้เริ่มมีการใส่ลูกเล่นต่างๆ เพื่อดึงดูดใจผู้ซื้อ ทาง American National Standard Institute
(ANSI) จึงตั้งข้อกำหนดมาตรฐานของภาษาซีขึ้น เรียกว่า ANSI C เพื่อคงมาตรฐานของภาษาไว้
ไม่ให้เปลี่ยนแปลงไป

โครงสร้างของโปรแกรมภาษาซี และตัวอย่าง

          โปรแกรมในภาษาซีทุกโปรแกรมจะประกอบด้วยฟังก์ชันอย่างน้อย หนึ่งฟังก์ชัน
คือ ฟังก์ชัน main โดยโปรแกรมภาษาซีจะเริ่มทำงานที่ฟังก์ชัน main ก่อน
ในแต่ละฟังก์ชันจะประกอบด้วย

          1. Function Heading ประกอบด้วยชื่อฟังก์ชัน และอาจมีรายการของ argument
(บางคนเรียก parameter) อยู่ในวงเล็บ

          2. Variable Declaration ส่วนประกาศตัวแปร สำหรับภาษาซี ตัวแปรหรือค่าคงที่ทุกตัว
ที่ใช้ในโปรแกรมจะต้องมีการประกาศก่อนว่าจะใช้งานอย่างไร จะเก็บค่าในรูปแบบใดเช่น
interger หรือ real number

          3. Compound Statements ส่วนของประโยคคำสั่งต่างๆ ซึ่งแบ่งเป็นประโยคเชิงซ้อน
(compound statement) กับ ประโยคนิพจน์ (expression statment) โดยประโยคเชิงซ้อน
จะอยู่ภายในวงเล็บปีกกาคู่หนึ่ง { และ } โดยในหนึ่งประโยคเชิงซ้อน
จะมีประโยคนิพจน์ที่แยกจากกันด้วยเครื่องหมาย semicolon (;) หลายๆ ประโยครวมกัน
และ อาจมีวงเล็บปีกกาใส่ประโยคเชิงซ้อนย่อยเข้าไปอีกได้

พื้นฐานโปรแกรมภาษา C (Introduction to C Programming) 

      ก่อนอื่นของแนะนำพื้นฐานเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์กันซักนิด ก่อนที่จะเริ่มเรียนรู้ภาษา C กันหน่วยสำคัญที่สุด
ของคอมพิวเตอร์ก็คือ หน่วยประมวลผลหรือที่เรียกกันว่า CPU โดยปกติ CPU
จะมีภาษาของตัวเองที่เรียกว่า ภาษาเครื่อง (Machine Language) ซึ่งจะเป็นภาษาที่ประกอบไปด้วย
เลขฐานสองมากมาย ดังนั้นการที่จะเขียนโปรแกรมควบคุมการทำงานของคอมพิวเตอร์
โดยใช้ภาษาเครื่องโดยตรงนั้นจึงทำได้ยาก จึงได้มีการพัฒนาตัวแปรภาษาเครื่องที่เรียกว่า
โปรแกรมภาษาระดับสูงขึ้นมา หรือที่เรียกว่า High Level Languages โดยภาษาในระดับสูงเหล่านี้
จะมีลักษณะรูปแบบการเขียน (Syntax) ที่ทำให้เข้าใจได้ง่ายต่อการสื่อสารกับผู้พัฒนา
และถูกออกแบบมาให้ง่ายต่อการใช้งาน และจะเปลี่ยนคำสั่งจากผู้ใช้งาน ไปเป็นเป็นภาษาเครื่อง
เพื่อที่จะควบคุมการทำงานของคอมพิวเตอร์ต่อไป ตัวอย่างของโปรแกรมภาษาระดับสูง ได้แก่
COBOL ใช้กันมากสำหรับโปรแกรมทางด้านธุรกิจ, Fortran ใช้กันมากสำหรับการพัฒนาโปรแกรม
ด้านวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ เพราะง่ายต่อการคำนวณ, Pascal มีใช้กันทั่วไป
แต่เน้นสำหรับการพัฒนาเครื่องมือสำหรับการเรียนการสอน, C & C++ ใช้ทั่วไป
ปัจจุบันมีผู้เลือกที่จะใช้กันอย่างแพร่หลาย, PROLOG เน้นหนักไปทางด้านงานประเภท AI และ
JAVA ใช้ได้ทั่วไป ปัจจุบันเริ่มมีผู้หันมาสนใจกันมากและเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
คราวนี้เราลองมาเตรียมตัวกันซักนิก ก่อนที่จะลงมือพัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ขั้นแรก
เราต้องศึกษารูปแบบความต้องการของโปรแกรมที่จะพัฒนา จากนั้นก็วิเคราะห์ถึงปัญหา
ตลอดจนวิธีการแก้ปัญหา จากนั้นจึงนำเอาความคิดในการแก้ปัญหาอย่างเป็นขั้นตอน
ไปเขียนในรูปแบบของโปรแกรมภาษาในระดับสูง ซึ่งจะอยู่ในรูปแบบของ Source Program หรือ
Source Code จากนั้นเราก็จะใช้ Complier ของภาษาที่เราเลือก มาทำการ Compile Source code
หรือกล่าวง่ายๆ คือแปลง Source code ของเราให้เป็นภาษาเครื่องนั่นเอง ซึ่งในขั้นตอนนี้ ผลที่ได้
เราจะเรียกว่า Object code จากนั้น Complier ก็จะทำการ Link หรือเชื่อม Object code
เข้ากับฟังก์ชันการทำงานใน Libraries ต่างๆ ที่จำเป็นต่อการใช้งาน แล้วนำไปไว้ในหน่วยความจำ
แล้วเราก็จะสามารถ Run เพื่อดูผลของการทำงานโปรแกรมได้ หากโปรแกรมมีข้อผิดพลาด
เราก็จะทำการแก้ หรือที่เรียกกันในภาษาคอมพิวเตอร์ว่า การ Debug นั่นเอง
ภาษา C เป็นโปรแกรมภาษาระดับสูง ถูกพัฒนาขึ้นในปี 1972 ที่ AT&T Bell Lab
เราสามารถใช้ภาษา C มาเขียนเป็นคำสั่งต่างๆ ที่คอมพิวเตอร์สามารถเข้าใจได้
และกลุ่มของคำสั่งเหล่านี้ เราก็เรียกกันว่า อัลกอริธึม ได้มีผู้ให้คำจำกัดความของคำว่า
อัลกอริธึม ว่าเป็น... “A precise description of a step-by-step process that is guaranteed to terminate after
a finite number of steps with a correct answer for every particular instance of
an algorithmic problem that may occur.” 

สำหรับ Compiler ภาษา C ที่มีในปัจจุบัน มี 2 ค่ายใหญ่ๆ ที่มีผู้คนสนใจใช้กันมากได้แก่ Microsoft และ
Borland การใช้งาน Compiler ทั้งสองตัวนี้ สามารถเรียนรู้ได้ไม่ยากนัก
เราจึงจะมาเริ่มต้นที่การเขียนโปรแกรมในภาษา C กันเลย เราลองมาเริ่มจากตัวอย่างการเขียน
ภาษา C แบบ ง่ายๆ กันก่อนกับโปรแกรม Hello World #include main() { printf("Hello World!!!!! "); }
บรรทัดแรก #include เป็นการบอกว่าให้ทำการรวม Header file ที่ชื่อว่า stdio.h (.h = header)
ซึ่งเป็น header ที่เกี่ยวข้องกับการรับและให้ข้อมูล (Standard Input Output) นอกจาก stdio.h แล้ว
ก็ยังมี Header อื่นๆ ที่ผู้พัฒนาสามารถที่จะเรียกใช้งาน Function ที่จำเป็นจาก Header นั้นๆ ได้ อาทิเช่น

       รู้จัก Header File กันไปล่ะ คราวนี้ เราลองมาดูบรรทัดถัดไปกัน ก็คือ ฟังก์ชัน main()
จะเป็นจุดเริ่มต้นของโปรแกรม และโปรแกรมทุกโปรแกรมในภาษา C จะต้องมี Function main() นี้
โดยส่วนมาก เราจะใช้ Function main() ในการกำหนดค่าเริ่มต้นต่างๆ ของโปรแกรม จากนั้นจึงเข้าสู่
Function ต่างๆ ที่ผู้พัฒนา ได้กำหนดขึ้นไว้ บรรทัดถัดมาจะเป็นเครื่องหมาย { ซึ่งเป็นเครื่องหมายบ่งบอก
ขอบเขตของ Function โดยขอบเขตของฟังก์ชัน จะเปิดและปิดโดยใช้เครื่องหมายเปิด
{ และเครื่องหมายปิด } ตามลำดับ ภายใน Function main() จะมีคำสั่ง (Statement)
printf("Hello World!!!!! "); ซึ่ง printf เป็น Function ในภาษา C ทำหน้าที่ให้โปรแกรม
ทำการแสดงผลออกทางหน้าจอว่า Hello World!!!!! และทุกครั้ง ผู้พัฒนาจะต้องทำการจบคำสั่ง
หรือ Statement ด้วยเครื่องหมาย semi-colon ; ดังนั้นรูปแบบของการเขียนโปรแกรม
จึงเขียนออกมาในรูปแบบดังนี้ // ข้อความที่อยู่ข้างหลังเครื่องหมาย // จะเป็นคำอธิบายโปรแกรม
#include void main() { constant declarations; // การกำหนดค่าคงที่ต่างๆ
variable declarations; // การกำหนดตัวแปรต่างๆ executable statements; // คำสั่งการทำงานของโปรแกรม } 

        การอ่านข้อมูลและการแสดงผล (Input & Output) รูปแบบการใช้งานฟังก์ชัน printf
จะทำการพิมพ์ในรูปแบบที่ เริ่มต้นด้วย Format ที่ต้องการจะพิมพ์ และตามด้วยตัวแปรที่ต้องการพิมพ์ ดังนี้
printf( const char *format [, argument]... ); สำหรับการนำข้อมูลเข้าก็เช่นกัน จะใช้ฟังก์ชัน scanf
ซึ่งจะเป็นฟังก์ชันสำหรับอ่านข้อมูลจากคีย์บอร์ด และจะนำข้อมูลที่ User ทำการพิมพ์ไปเก็บไว้ใน argument
โดยแต่ละ argument จะต้องเป็นตัวแปรที่เรียกว่า pointer (รายละเอียดจะได้กล่าวต่อไป)
และมีชนิดที่ตัวแปรที่สัมพันธ์กับที่ได้กำหนดไว้ใน Format รูปแบบการใช้งานของฟังก์ชัน scanf
สามารถเขียนได้ดังนี้ scanf( const char *format [,argument]... );

พอมาถึงตอนนี้แล้ว ผมขอยกตัวอย่างการเขียนภาษา C เฉพาะ Loop และ Arrays นะครับ
เพราะเรื่องนี้มันเยอะมาก เยอะมากๆจริงๆครับ...Y^Y

การเขียนโปรแกรมแบบ วนซ้ำ (Loop)

การเขียนโปรแกรมแบบ วนซ้ำ (Repetition & Loop) กระบวนการหนึ่งที่สำคัญในการออกแบบอัลกอริทึม
ก็คือความสามารถในการวนลูปของการทำงานของกลุ่มคำสั่งตามที่นักพัฒนาต้องการ ดังนั้นสำหรับตอนนี้
ก็จะนำเสนอการพัฒนาโปรแกรมเพื่อให้บางส่วนของคำสั่งสามารถมีการวนซ้ำได้หลายครั้ง
สำหรับคำสั่งที่สามารถใช้ในการเขียนโปรแกรมแบบวนซ้ำในภาษา C ได้แก่ While, Do-while และ For
ตัวอย่างของการใช้คำสั่ง while, for และ do-while สามารถเขียนให้เห็นได้ดังตาราง
ซึ่งผลลัพทธ์ของโปรแกรมทั้ง 3 ข้างต้นจะให้ผลลัพท์ที่เหมือนกัน คือจะแสดงผลบนหน้าจอเป็น
i = 0 i = 1 i = 2 i = 3 i = 4 i = 5 i = 6 คราวนี้เราลองมาดูโครงสร้างของการใช้งานแต่ละคำสั่งกัน
while ( condition ) // เมื่อ เงื่อนไข (condition) เป็นจริง ก็จะทำการวนซ้ำ ใน statement ถัดไป statement
ยกตัวอย่างเช่น

sum = 0.0;  x = 5;  while (x > 0.0)  { sum += x;  x = x – 1;  }

ในที่นี้จะเห็นว่า ค่า x มีค่าเริ่มต้นเท่ากับ 5 ซึ่ง 5 > 0 เงื่อนไขของคำสั่ง while เป็นจริง
จึงทำคำสั่งถัดมาคือ sum += x; หมายความว่า sum = sum + x = 5
จากนั้นค่า x ก็มีค่าลดลงไป 1 เหลือ 4 ก็จะทำการ check เงื่อนไขว่า 4 > 0 หรือไม่
เมื่อเงื่อนไขเป็นจริง ก็จะทำการวนซ้ำ sum ก็จะมีค่าเป็น 5 + 4 = 9 และ x ก็จะมีค่าลดลงเหลือ 3
และดำเนินการวนซ้ำเช่นนี้จนกระทั่ง x มีค่าเป็น 0 ซึ่งค่า 0 ไม่ได้มีค่ามากกว่า 0.0 เงื่อนไขจึงเป็นเท็จ
โปรแกรมจึงจะจบการวนซ้ำ คราวนี้เราลองมาดูตัวอย่างของการใช้คำสั่ง while ในการเขียนโปรแกรมแบบวนซ้ำ
และผลลัพท์ที่ได้

x=0;  while( x <=2 ){  printf("%d %dn",x, x*2);  }

 ผลลัพท์ที่ได้จะได้ดังนี้ 0 0  0 0  0 0  : :  0 0 (infinite loop)

การที่ผลลัพท์ออกมาเช่นนี้ ก็เนื่องจากว่า x มีค่าเริ่มต้น 0 และเงื่อนไข x <= 2 เป็นจริงตลอด
โปรแกรมจึงทำการพิมพ์ค่า 0 0 ออกมา และเนื่องจากค่า x ไม่มีการเปลี่ยนแปลง เงื่อนไขจึงเป็นจริงตลอด
โปรแกรมจึงแสดงผลบนหน้าจอโดยไม่หยุดนั่นเอง

        คราวนี้เราลองมาแก้โจทย์ปัญหา การหาค่า ห.ร.ม (หารร่วมมาก) ของตัวเลข 2 ตัวใดๆ โดยอัลกอริทึม Euclidean โดยอัลกอริทึมดังกล่าว จะทำการแปลงค่าตัวเลข 2 ตัวเลขบวกใดๆ (m, n) เป็นค่า (d, 0)
โดยการนำตัวเลขที่มีค่ามาก นำมาหารด้วยตัวเลขที่มีค่าน้อยกว่า นำค่าเศษที่หารได้มาแทนตัวเลขที่มีค่ามากกว่า
ทำเช่นนี้จนกระทั่งได้ค่าเศษจากการหารมีค่าเป็น 0 ตัวเลขอีกตัวก็จะเป็นค่า ห.ร.ม. ยกตัวอย่างเมื่อเราทำการ
Run โปรแกรม จะได้ผลดังนี้ Enter two positive integers: 532 112 The g.c.d. of 532 and 112 is 28
คราวนี้เราลองมาดูการเขียนโปรแกรมเพื่อแก้ปัญหาดังกล่าวข้างต้น สามารถเขียนได้ดังนี้

#include   void main()  { int A, B, start;  printf("Enter two positive intergers: ");  scanf("%d %d", &A, &B);  if(A < B) start = A;  else start = B;  while(((A%start) != 0)||((B%start) != 0))  {  start = start-1;   }  printf("The g.c.d of %d and %d is %dn", A, B, start);  }

การดำเนินการทางคณิตศาสตร์ สามารถเขียนให้อยู่ในรูปแบบสั้นๆ ได้ ดังตัวอย่างในตารางดังนี

ความแตกต่างระหว่าง i++ และ ++i i++ และ ++i จะมีความหมายใกล้เคียงกันมาก
จะแตกต่างเพียงการจัดลำดับในการคำนวณ เมื่อต้องนำไปใช้กับตัวแปรตัวอื่น
A = 10; C = A++; // A= 11, C = 10 A = 10; C = ++A; // A = 11, C = 11
A = 10; C = A--; // A = 9, C = 10 A = 10; C = --A; // A = 9, C = 9
โครงสร้างการเขียนโปรแกรมแบบวนซ้ำโดยใช้คำสั่ง For คำสัง for สามารถเขียนให้อยู่ในรูปแบบได้ดังนี้
for ( เริ่มต้น ; เงื่อนไข ; เปลี่ยนแปลง ) statement; เมื่อเริ่มต้น เป็นการกำหนดค่าตัวแปรเริ่มต้นที่ต้องการ
ส่วนเงื่อนไขหากค่าลอจิกมีค่าเป็นจริง ก็จะทำตามในโครงสร้างของการวนซ้ำคือ run คำสั่ง statement
แต่ถ้าเป็นเท็จก็จะออกจากโครงสร้างการวนซ้ำ ส่วนเปลี่ยนแปลง จะทำการปรับค่าของตัวแปรที่ต้องการ
ยกตัวอย่างเช่น

for ( count=0 ; count < 10 ; count++)  {  printf(“count = %dn”,count);  }

ใน code ข้างต้น ตัวแปร count จะเริ่มต้นจากค่า 0 ซึ่งค่า 0 มีค่าน้อยกว่า 10 ก็จะทำคำสั่ง print
ค่าของตัวแปร count จากนั้นค่า count ก็จะเพิ่มค่าเป็น 1 เงื่อนไข count < 10 ก็ยังคงเป็นจริง
ก็จะทำการพิมพ์ ค่าของตัวแปร count วนซ้ำเช่นนี้ จนกระทั่ง count มีค่าเพิ่มขึ้นจนเป็น 10
เงื่อนไขก็จะเป็นเท็จ และจบโครงสร้างของการวนซ้ำ การเปลี่ยนแปลงค่าของตัวแปร
อาจจะมีการเปลี่ยนแปลงมากกว่า 1 ค่า ยกตัวอย่างเช่น

or ( count=0 ; count < 10 ; count += 2) // ตัวแปร count มีค่าเปลี่ยนแปลงเพิ่มขึ้นครั้งละ 2  {  printf(“count = %dn”,count);  }  for ( count=10 ; count > 5 ; count -= 2) // ตัวแปร count มีค่าเปลี่ยนแปลงลดลงครั้งละ 2  {  printf(“count = %dn”,count);  }

นอกจากนี้เรายังสามารถใช้ตัวแปร เป็นการกำหนด ค่าเริ่มต้น เงื่อนไข และ เปลี่ยนแปลงได้ ยกตัวอย่างเช่น

start = 0; end = 20; step=3;  for ( count=start ; count < end ; count += step)  {  printf(“count = %dn”,count);  }

คราวนี้ เราลองมาทดลองเขียนโปรแกรม โดยให้โปรแกรม สามารถรับค่าตัวเลขใดๆ
และแสดงค่าในรูปแบบดังตัวอย่างต่อไปนี้

Input the number > 4  0  0 1  0 1 2  0 1 2 3  0 1 2  0 1  0

เราสามารถแก้ปัญหาข้างต้น โดยใช้โครงสร้างการเขียนโปรแกรมแบบวนซ้ำดังต่อไปนี้

#include   void main()  {  int number, i, j;  printf("Enter number: ");  scanf("%d", &number);  for(j= 0; j< number; j++) { for(i=0; i<= j; i++)  { printf("%d ", i);  } printf("n"); }  for(j= number-1;  j>= 0; j--)  {  for(i=0; i< j; i++)  {  printf("%d ", i);  }  printf("n");  }  }

โครงสร้างการเขียนโปรแกรมแบบวนซ้ำโดยใช้คำสั่ง do-while รูปแบบของการเขียน code
สำหรับโปรแกรมแบบวนซ้ำที่ใช้ do-while สามารถเขียนให้อยู่ในรูปทั่วไปได้ดังนี้
do statement while ( เงื่อนไข ); ตัวอย่างของโครงสร้าง do-while สามารถเขียนได้ดังนี้

sum = 0.0;  scanf(“%f”, &x);  do {  sum += x; scanf(“%f”, &x);  }  while (x > 0.0);

โปรแกรมข้างต้นจะทำการอ่านค่าจะ keyboard เมื่อ User พิมพ์ค่าที่มีค่ามากกว่าศูนย์
ก็จะทำการบวกค่าเหล่านี้ไปที่ตัวแปร sum จนกระทั่ง User พิมพ์ ตัวเลข 0 หรือค่าที่น้อยกว่า ศูนย์
ทำให้เงื่อนไขเป็นเท็จ และโปรแกรมจึงจะออกจากโครงสร้าง do-while คราวนี้เราลองมาเขียนโปรแกรมที่ใช้โครงสร้าง do-while โดยโจทย์กำหนดให้ว่า ให้โปรแกรมสามารถรับค่าตัวเลขใดๆ (X) และ
แสดงผลของตัวเลข ระหว่าง 0 ถึง X ที่สามารถหารด้วย 4 ลงตัว

#include   void main()  {   int number, i;  printf("enter the numbern");  scanf("%d", &number);  i = 0;  do  {  if((i % 4) == 0) printf("%d ", i); i++;  }  while(i <= number);  }

อาเรย์ (Arrays)

ตารางอาเรย์ (Arrays) ตารางอาเรย์ เป็นตัวแปรสำหรับรวบรวมข้อมูลชนิดเดียวกัน
ลงในตัวช่องรับข้อมูลที่ติดกันตั้งแต่ 2 ช่องขึ้นไป ซึ่งข้อมูลในตารางอาเรย์ดังกล่าวสามารถเข้าถึงได้
พร้อมกันหลายช่อง โดยใช้ตัวแปรตัวเดียวในการเข้าถึง การสร้างตารางอาเรย์
จะต้องมีการประกาศค่าตั้งต้นภายในตารางอาเรย์ที่จะใช้ดังต่อไปนี้

Type ArrayName[size]; // Format of Blank array  Type ArrayNameInitialized[size] = {…}; // Format of initialized array   int a[5] = {0,0,0,0,0};  double air[5];  char vowel[] = {’A’,’E’,’I’,’O’,’U’};

ในกรณีใช้ตัวแปรดัชนี้ชี้ตำแหน่งข้อมูลในตาราง
ค่าของตัวแปรที่จะชี้จะต้องอยู่ในช่วงระหว่าง 0 กับ N-1 โดยที่ N คือขนาดตารางอาเรย์
ดังตัวอย่างที่แสดงในภาพที่ 5.1

ถ้าค่าดัชนีน้อยกว่า 0 หรือมากกว่า N – 1 แล้วโปรแกรมจะทำงานผิดพลาดหรือหยุดทำงาน
การแยกแยะช่องตาราง (Array subscription) ทำได้โดย การใช้ชื่อตัวแปรอาเรย์ ตามด้วย
วงเล็บเหลี่ยมที่มีค่าดัชนี (เช่น Data[i], i = 0, 1, 2, … N-1 ) การประกาศค่าตั้งต้นให้ตัวแปรอาเรย์
สามารถทำได้โดยใช้เครื่องหมายปีกกา ( { } ) หรือจะยกประกาศค่าตั้งต้นที่ละช่องตารางก็ได้
ตามความต้องการของผู้ใช้ โดยส่วนที่ ไม่ได้ใส่ค่าตั้งต้นจะมีค่าเป็นศูนย์
(กรณีตารางอาเรย์แบบ int, double, หรือ float) หรือเป็นค่าว่าง ดังตัวอย่างต่อไปนี้

int a[4] = {9, 8, 7}; ซึ่งจะได้ค่าออกมาตรงกัย a[0] = 9; a[1] = 8; a[2] = 7; และ a[3] = 0;     กรณีที่ตารางมีหลายมิติ จะมีการเรียกใช้ตามรูปแบบตารางมิติเดียวต่อไปนี้  ตาราง 2 มิติ: type arrayname2D[size1][size2];  ตาราง 3 มิติ: type arrayname3D[size01][size02][size03];   การค้นข้อมูลในตารางอาเรย์นั้น สามารถเข้าถึงได้อย่างรวดเร็วไม่ว่าตารางจะใหญ่เพียงไหน เช่น   const int SIZE = 100; // #define SIZE 100 for C  float A[SIZE],B[SIZE],C[SIZE];  for(i = 0; i <= SIZE-1; i++)  {  C[i] = B[i] – A[i];  }

ในการใช้ตัวแปรอาเรย์เป็นอาร์กิวเมนต์ให้ฟังก์ชันนั้น แบ่งได้หลายกรณีได้แก่ 

1) กรณีที่จะเอาข้อมูลเฉพาะช่องตาราง จะมีการส่งผ่านข้อมูลในตารางอาเรย์  ดังนี้

void main()  {  float X[10], X[0] = 123.23, X[1] = 24.56, X[2] = 45.67;   float total = sum_element(X[0],X[1],X[2]); …   }  float sum_element(float A, float B, float C)  {  return (A+B+C);  }

2) กรณีที่ใช้ข้อมูลทั้งตารางอาเรย์ การส่งผ่านข้อมูลในตารางลงในฟังก์ชันจะเป็น ดังนี้

void main()  {  float X[10], X[0] = 123.23, X[1] = 24.56, X[2] = 45.67;  float total = sum_element_array(X) …  }  float sum_element_array(float A[]) { int index; float Sum = 0; for(index =0; index <= 3-1; index++) { Sum +=A[index]; } return Sum; }

3) กรณีที่ใช้ข้อมูลทั้งตารางเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ออกมาเป็นตารางอาเรย์ให้ทำดังนี้

void add_arrays(float ar1[], // input array 1  float ar2[], // input array 2  float ar_sum[], // Output array  int N) // Array Size  {  for(int i = 0; i <= N-1; i++)  {  ar_sum[i] = ar1[i] + ar[2];  }  }

การค้นหาข้อมูลในตาราง (Array searching) ในการค้นข้อมูลนั้นมักใช้ linear search
หาข้อมูลในตารางตามที่ต้องการ โดยกำหนดเงื่อนไขว่า
1) ถ้าหาข้อมูลพบ ให้แสดงดัชนีของค่าที่ค้นพบ ก่อนออกจากวงรอบการค้นหา
2) ถ้าหาข้อมูลไม่พบ ให้ออกจากโปรแกรมแล้วคืนค่า ที่อยู่นอก ขอบเขต 0 – N-1, N คือ
ขนาดตารางอาเรย์ (โดยมากให้คืนค่า -1) การสับเรียงข้อมูลในตาราง (Array Sorting)
การสับเรียงข้อมูลมีหลายวิธี ซึ่งจะกล่าวถึงในที่นี้พอสังเขปดังนี้ 1) Bubble Sort
ซึ่งเขียนใช้งานง่ายแต่ สับตำแหน่งข้อมูลได้ผลช้าที่สุด ซึ่งมีกลไกดังนี้

void BubbleSort(float list[], int N)  {  int i,j;  float temp;  for(i = N-1; i>=0; i--)  {  for(j = 1; j <=i; j++)  {  if(list[j-1] > list[j])  {  temp = list[j-1];  list[j-1] = list[j];  list[j] = temp;  }  }   }  }

2) Selection Sort ซึ่งจะเลือกค่าที่ยังไม่ได้สับเปลี่ยนที่น้อยที่สุดเป็นหลัก ในกา รสลับที่

void SelectSort(float list[], int N)  {  int i,j, MinIndex;  float temp;  for(i = 0; i<=N-2; i--)  {  MinIndex = I;    for(j = i+1; j <=N-1; j++)  {    if(list[j] < list[MinIndex])  {  minIndex = j   }   temp = list[j-1];  list[j-1] = list[j];  list[j] = temp;  }  }  }

3) Insertion Sort ซึ่งจะเติมข้อมูลลงในตำแหน่งที่เหมาะสมในขั้นสุดท้าย ซึ่งจะต้องมีตัวแปรอาเรย์
อย่างน้อย 2 ตัว โดยที่อาเรย์ตัวแรกทำหน้าที่ เป็น List เก็บข้อมูล ต้นฉบับ (Source List)
และอาเรย์ตัวหลังทำหน้าที่รับข้อมูลที่ผ่านการสับตำแหน่งแล้ว (Sorted List) ในการสับที่กันนั้น
จะให้ข้อมูลปัจจุบันเคลื่อนผ่านข้อมูลที่ผ่านการสับตำแหน่งแล้ว จากนั้นจึงลงมือสลับข้อมูลอีกครั้ง
จนกว่าข้อมูลทั้งหมดจะเข้าที่

void insert_sort(float data[], int Size)  {  int i,j;  float DatElement; for(i=1;i<=Size-1;i++)  {  DatElement = data[i];  j = i;  while((j >= 1) && data[j-1] >DatElement)  {  data[j-1] = data[j];  j = j-1;  } data[j] = DatElement;  }  }