• Existují různé délky - short, int, long, long long
• Známkové (signed) - umí uložit i záporné hodnoty, používá se doplňkový kód
• Neznámkové (unsigned) - jen kladné hodnoty, přímý kód

• Existují různé délky - float, double, long double
• Znaménko (1 bit) + mantisa (velikost=přesnost) + exponent (velikost=rozsah) (více viz https://courses.fit.cvut.cz/BI-MA1/@master/textbook/sec-reprezentace-cisel.html)

• Znaky jsou kódovány jako čísla, používá se ASCII, extended ASCII, Unicode, ...
• char - zároveň slouží jako paměťově nejmenší celočíselný typ (vhodné např. pro optimalizaci, i když data v něm uložená nejsou textové znaky)

• bool - true/false
• Ve starším C přímo není, od C99 výše je nutné přidat knihovnu #include <stdbool.h>, od C23 existuje nativně
• Zabírá 8b (1 byte), i když stačí k uložení 1 bit. V C++ lze využít efektivní std::vector<bool> nebo std::bitset<>

• Jediný vestavěný "kontejner" v C
• Sekvenční blok paměti se statickou (předem danou) velikostí
• Všechny prvky mají stejný datový typ
• int cisla[10]

• Umožňuje seskupit různé datové typy pod jedno jméno
• Neobsahuje funkce, pouze data
• struct Uzivatel { int id; char jmeno[50]; float kredit; };

• Podobné structu, ale ukládá více datových typů na jedno místo
• V jeden čas obsahuje pouze jednu hodnotu
• union Kontakt { char email[50]; int telefon; };

• Výčtový typ, sada pojmenovaných celočíselných konstant
• V C je pod kapotou obyčejný int
• enum Level { LOW = 25, MEDIUM = 50, HIGH = 75 };

Vzniknou běžnou deklarací

Velikost paměti se rozhodne už při kompilaci programu na základě datového typu

Z hlediska uložení v RAM a životnosti ji ale musíme rozlišit na dva typy:

• A) Automatická statická alokace (Zásobník / Stack)
  • Běžné lokální proměnné uvnitř funkcí (např. int x;, char pole[100];)
  • Proměnné vznikají při vstupu do funkce a automaticky zanikají při jejím opuštění
  • Extrémně rychlý přístup, správa je automatická, zásobník má však omezenou velikost (hrozí Stack Overflow)
• B) Globální statická alokace (Datové segmenty)
  • Globální proměnné a proměnné označené klíčovým slovem static.
  • Žijí v paměti po celou dobu běhu programu (od spuštění do konce).
  • Kam se ukládají:
    • .data segment - pro proměnné inicializované na nenulovou hodnotu (např. static int data[5] = {1,2,3,4,5}; )
      • .bss segment – pro neinicializované proměnné (OS je při spuštění vynuluje) (např. static int data[5];)

Výhody: Extrémně rychlé, bezpečné (nedochází k memory leakům, uvolní se automaticky)

Nevýhody: Nutné znát velikost předem (např. u pole), zásobník má omezenou velikost (může dojít ke Stack Overflow)

Ukládají se na haldu (heap)

Vzniknou dynamicky za běhu programu

Programátor si o paměť musí říct sám int *pole = malloc() a poté ji uvolnit free(pole)

Výhody: Flexibilita (velikost se určuje za běhu), obrovská kapacita (omezená prakticky velikostí RAM)

Nevýhody: Pomalejší než stack, bez uvolnění zůstane blokovaná až do ukončení programu (Memory Leak)

Část programu, která poskytuje určitou funkcionalitu pro zbytek programu

"Black box s veřejným interfacem"

Modul má dvě části:

• Specifikační
  • Deklarace poskytovaných prostředků/rozhraní
  • V C/C++ hlavičkový soubor .h/.hpp
• Implementační
  • Definice a implementace poskytovaných prostředků
  • V C/C++ implementační soubor .c/.cpp

Posloupnost příkazů uložených v paměti programu

"Podprogram", který řeší dílčí problém

Může mít vstupní parametry, případně něco vracet

Procedura - nic nevrací, typu void, jen provede posloupnost příkazů

Funkce - má návratovou hodnotu

typ jméno (seznam parametrů) { tělo }

• Typ - návratový typ funkce, výstupní parametr z return
• Jméno - identifikátor, pomocí kterého ji voláme
• Seznam parametrů - lokální proměnné funkce, před zavoláním funkce jsou vyhodnoceny
• Tělo - blok příkazů, jež je proveden po zavolání

Pouze textově upravuje zdrojový kód na základě direktiv začínajících #

Vloží deklarace funkcí z knihoven #include

Nahradí makra #define

Vymaže části podmíněného překladu #ifdef

Vymaže všechny komentáře

Výstupem je soubor s příponou .i

Překládá vyšší programovací jazyk do nižšího

Vezme čistý C kód, zkontroluje syntaxi

Přeloží do jazyka Assembleru, specifický pro danou architekturu

Provádí optimalizace kódu

• Odstraní nepotřebné proměnné
• Odstraní nedosažitelný kód
• Spočítá konstanty (např. int sekundy_v_tydnu = 60 * 60 * 24 * 7; na int sekundy_v_tydnu = 604800;)
• Rozbalí jednoduché smyčky (např. for (int i = 0; i < 3; i++) { printf("Ahoj"); } na printf("Ahoj"); printf("Ahoj"); printf("Ahoj");)
• Inlinuje jednoduché funkce (např. int add(int a, int b) { return a+b; }; int vysledek = add(5,10); na int vysledek = 5 + 10;)

Výstupem soubor .s (často se ale ani neukládá na disk, rovnou se předá assembleru a výstupem je ˙.o˙)

Převede textový soubor v Assembleru do čisté binární formy

Výstup obsahuje strojový kód, ale nelze ještě spustit

Výstupem soubor .o

Vezme všechny objektové .o soubory a spojí je dohromady

Nalinkuje potřebné knihovny

Statické knihovny

• V Linuxu soubory .a, ve Windows .lib
• Pokud program používá funkci ze statické knihovny, linker najde její strojový kód a "vlepí" ho přímo do výsledného programu
• Výsledný program je soběstačný, lze ho přenést jinam, ale soubor je velký. Zároveň bez rekompilace nedostane opravy při aktualizaci knihovny

Dynamické knihovny

• V Linuxu soubory .so, ve Windows .dll
• Linker do výsledného souboru pouze vloží poznámku, že je potřeba určitá dynamická knihovna. Ta se načte do RAM až při spuštění programu
• Pokud více programů používá stejnou knihovnu, sdílí se jedno místo v paměti
• Standardní knihovna C se na moderních systémech linkuje téměř výhradně dynamicky

Výstupem spustitelný soubor, na Linuxu bez přípony nebo .out, na Windows .exe