Реферат: Язык С 
рование операторов, принятие
решений (IF), циклы с проверкой
завершения в начале (WHILE, FOR)
или в конце (DO) и выбор
одного из множества возможных
вариантов (SWITCH). (Все эти
возможности обеспечивались и в
BCPL, хотя и при несколько
отличном синтаксисе; этот язык
предчувствовал наступившую
через несколько лет моду на
структурное программирование).
В языке “C” имеются указатели
и возможность адресной
арифметики. Аргументы передаются
функциям посредством копи-
рования значения аргумента , и
вызванная функция не может
изменить фактический аргумент в
вызывающей программе. Если
желательно добиться “вызова по
ссылке”, можно неявно пере-
дать указатель, и функция сможет
изменить объект, на который
этот указатель указывает. Имена
массивов передаются указани-
ем начала массивов, так что
аргументы типа массивов эффек-
тивно вызываются по ссылке.
К любой функции можно
обращаться рекурсивно, и ее ло-
кальные переменные обычно “автоматические”,
т.е. Создаются
заново при каждом обращении.
Описание одной функции не может
содержаться внутри другой, но
переменные могут описываться в
соответствии с обычной блочной
структурой. Функции в “C” -
программе могут транслироваться
отдельно. переменные по от-
ношению к функции могут быть
внутренними, внешними, но из-
вестными только в пределах одного
исходного файла, или пол-
ностью глобальными. Внутренние
переменные могут быть автома-
тическими или статическими.
Автоматические переменные для
большей эффективности можно
помещать в регистры, но объявле-
ние регистра является только
указанием для компилятора и ни-
как не связано с конкретными
машинными регистрами.
Язык “C” не является языком со
строгими типами в смысле
паскаля или алгола 68. Он сравнительно
снисходителен к пре-
образованию данных, хотя и не будет
автоматически преобразо-
вывать типы данных с буйной
непринужденностью языка PL/1.
Существующие компиляторы не
предусматривают никакой проверки
во время выполнения программы
индексов массивов, типов аргу-
ментов и т.д.
В тех ситуациях, когда
желательна строгая проверка ти-
пов, используется специальная
версия компилятора. Эта прог-
рамма называется LINT очевидно
потому, она выбирает кусочки
пуха из вашей программы. Программа
LINT не генерирует машин-
ного кода, а делает очень строгую
проверку всех тех сторон
программы, которые можно
проконтролировать во время компиля-
ции и загрузки. Она определяет
несоответствие типов, несов-
местимость аргументов,
неиспользованные или очевидным обра-
зом неинициализированные
переменные, потенциальные трудности
переносимости и т.д. Для
программ,которые благополучно про-
ходят через LINT, гарантируется
отсутствие ошибок типа при-
мерно с той же полнотой, как и для
программ, написанных,
например, на АЛГОЛЕ-68. Другие
возможности программы LINT
будут отмечены, когда представится
соответствующий случай.
·
10 -
Наконец, язык “C”, подобно
любому другому языку, имеет
свои недостатки. Некоторые операции
имеют неудачное старшин-
ство; некоторые разделы синтаксиса
могли бы быть лучше; су-
шествует несколько версий языка,
отличающихся небольшими де-
талями. Тем не менее язык “C”
зарекомендовал себя как исклю-
чительно эффективный и
выразительный язык для широкого раз-
нообразия применений
программирования.
Содержание книги организовано
следующим образом. Глава
1 является учебным введением в
центральную часть языка “C”.
Цель - позволить читателю
стартовать так быстро,как только
возможно, так как мы твердо
убеждены, что единственный спо-
соб изучить новый язык - писать на
нем программы. При этом ,
однако, предполагается рабочее
владение основными элементами
программирования; здесь не
объясняется, что такое ЭВМ или
компилятор, не поясняется смысл
выражений типа N=N+1. Хотя
мы и пытались, где это возможно,
продемонстрировать полезную
технику программирования. Эта книга
не предназначается быть
справочным руководством по
структурам данных и алгоритмам;
там, где мы вынуждены были сделать
выбор, мы концентрирова-
лись на языке.
В главах со 2-й по 6-ю
различные аспекты “C” излагаются
более детально и несколько более
формально, чем в главе 1,
хотя ударение по-прежнему делается
на разборе примеров за-
конченных, полезных программ, а не
на отдельных фрагментах.
В главе 2 обсуждаются основные
типы данных, операторы и
выражения. В главе 3
рассматриваются управляющие операторы:
IF-ELSE ,WHILE ,FOR и т.д. Глава 4
охватывает функции и
структуру программы - внешние
переменные, правила определен-
ных областей действия описания и
т.д. В главе 5 обсуждаются
указатели и адресная арифметика.
Глава 6 содержит подробное
описание структур и объединений.
В главе 7 описывается
стандартная библиотека ввода-вы-
вода языка “C”, которая
обеспечивает стандартный интерфейс с
операционной системой. Эта
библиотека ввода-вывода поддержи-
вается на всех машинах, на которых
реализован “C”, так что
программы, использующие ее для
ввода, вывода и других сис-
темных функций, могут переноситься
с одной системы на другую
по существу без изменений.
В главе 8 описывается
интерфейс между “C” - программами
и операционной системой “UNIX”.
Упор делается на ввод-вывод,
систему файлов и переносимость.
Хотя некоторые части этой
главы специфичны для операционной
системы “UNIX”, програм-
мисты, не использующие “UNIX”, все
же должны найти здесь по-
лезный материал, в том числе
некоторое представление о том,
как реализована одна версия
стандартной библиотеки и предло-
жения для достижения переносимости
программы.
Приложение A содержит
справочное руководство по языку
“C”. Оно является “официальным”
изложением синтаксиса и се-
мантики “C” и (исключая чей-либо
собственный компилятор)
окончательным арбитром для всех
двусмысленностей и упущений
в предыдущих главах.
·
11 -
Так как “C” является
развивающимся языком, реализован-
ным на множестве систем, часть
материла настоящей книги мо-
жет не соответствовать текущему
состоянию разработки на ка-
кой-то конкретной системе. Мы
старались избегать таких проб-
лем и предостерегать о возможных
трудностях. В сомнительных
случаях, однако, мы обычно
предпочитали описывать ситуацию
для системы “UNIX” PDP-11 , так как
она является средой для
большинства программирующих на
языке “C”. В приложении а
также описаны расхождения в
реализациях языка “C” на основ-
ных системах.
1. Учебное введение.
Давайте начнем с быстрого введения
в язык “C”. Наша
цель - продемонстрировать
существенные элементы языка на ре-
альных программах, не увязая при
этом в деталях, формальных
правилах и исключениях. В этой
главе мы не пытаемся изложить
язык полностью или хотя бы строго
(разумеется, приводимые
примеры будут корректными). Мы
хотим как можно скорее довес-
ти вас до такого уровня, на котором
вы были бы в состоянии
писать полезные программы, и чтобы
добиться этого, мы сосре-
дотачиваемся на основном:
переменных и константах, арифмети-
ке, операторах передачи управления,
функциях и элементарных
сведениях о вводе и выводе. Мы
совершенно намеренно оставля-
ем за пределами этой главы многие
элементы языка “C”, кото-
рые имеют первостепенное значение
при написании больших
программ, в том числе указатели,
сртуктуры, большую часть из
богатого набора операторов языка
“C”, несколько операторов
передачи управления и несметное
количество деталей.
Такой подход имеет, конечно, свои
недостатки. Самым су-
щественным является то, что полное
описание любого конкрет-
ного элемента языка не излагается в
одном месте, а поясне-
ния, в силу краткости, могут
привести к неправильному истол-
кованию. Кроме того, из-за
невозможности использовать всю
мощь языка, примеры оказываются не
столь краткими и элегант-
ными, как они могли бы быть. И хотя
мы старались свести эти
недостатки к минимуму, все же
имейте их ввиду.
Другой недостаток состоит в
том, что последующие главы
будут неизбежно повторять некоторые
части этой главы. Мы на-
деемся, что такое повторение будет
скорее помогать, чем раз-
дражать.
Во всяком случае, опытные
программисты должны оказаться
в состоянии проэкстраполировать
материал данной главы на
свои собственные программистские
нужды. Начинающие же должны
в дополнение писать аналогичные
маленькие самостоятельные
программы. И те, и другие могут
использовать эту главу как
каркас, на который будут
навешиваться более подробные описа-
ния, начинающиеся с главы 2.
1.1. Hачинаем. Единственный
способ освоить новый язык
программирования - писать на нем
программы. Первая програм-
ма, которая должна быть написана, -
одна для всех языков:
напечатать слова : HELLO, WORLD.
Это - самый существенный
барьер; чтобы преодолеть его,
вы должны суметь завести где-то
текст программы, успешно его
скомпилировать, загрузить, прогнать
и найти, где оказалась
ваша выдача. Если вы научились
справляться с этими техничес-
кими деталями, все остальное
сравнительно просто.
·
12 -
Программа печати “HELLO,
WORLD” на языке “C” имеет вид:
MAIN ()
{
PRINTF(“HELLO, WORLD\N”);
}
Как пропустить эту программу -
зависит от используемой
вами системы. В частности, на
операционной системе “UNIX” вы
должны завести исходную программу в
файле, имя которого
оканчивается на “.C” , например,
HELLO.C , и затем скомпили-
ровать ее по команде
CC HELLO.C
Если вы не допустили
какой-либо небрежности , такой как
пропуск символа или неправильное
написание, компиляция прой-
дет без сообщений и будет создан
исполняемый файл с именем
а.OUT . Прогон его по команде
A.OUT
приведет к выводу
HELLO, WORLD
На других системах эти правила
будут иными; проконсуль-тируйтесь с местным авторитетом.
Упражнение 1-1.
Пропустите эту программу на
вашей системе. Попробуйте
не включать различные части
программы и посмотрите какие со-
общения об ошибках вы при этом
получите.
Теперь некоторые пояснения к
самой программе. Любая
“C”-программа, каков бы ни был ее
размер, состоит из одной
или более “функций”, указывающих
фактические операции
компьютера, которые должны быть
выполнены. Функции в языке
“C” подобны функциям и
подпрограммам фортрана и процедурам
PL/1, паскаля и т.д. В нашем
примере такой функцией является
MAIN. Обычно вы можете давать
функциям любые имена по вашему
усмотрению, но MAIN - это особое
имя; выполнение вашей прог-
раммы начинается сначала с функции
MAIN. Это означает, что
каждая программа должна в каком-то
месте содержать функцию с
именем MAIN. Для выполнения
определенных действий функция
MAIN обычно обращается к другим
функциям, часть из которых
находится в той же самой программе,
а часть - в библиотеках,
содержащих ранее написанные
функции.
·
13 -
Одним способом обмена данными
между функциями является
передача посредством аргументов.
Круглые скобки, следующие
за именем функции, заключают в себе
список аргументов; здесь
маIN - функция без аргументов, что
указывается как (). Опе-
раторы, составляющие функцию,
заключаются в фигурные скобки
{ и }, которые аналогичны DO-END в
PL/1 или BEGIN-END в ал-
голе, паскале и т.д. Обращение к
функции осуществляется ука-
занием ее имени, за которым следует
заключенный в круглые
скобки список аргументов. здесь нет
никаких операторов CALL,
как в фортране или PL/1. Круглые
скобки должны присутство-
вать и в том случае, когда функция
не имеет аргументов.
Строка
PRINTF(“HELLO, WORLD\N”);
является обращением к функции,
которое вызывает функцию
с именем PRINTF и аргуметом “HELLO,
WORLD\N”. Функция PRINTF
является библиотечной функцией,
которая выдает выходные дан-
ные на терминал (если только не
указано какое-то другое мес-
то назначения). В данном случае
печатается строка символов,
являющаяся аргументом функции.
Последовательность из любого
количества символов, зак-
люченных в удвоенные кавычки “...”,
называется 'символьной
строкой' или 'строчной константой'.
Пока мы будем использо-
вать символьные строки только в
качестве аргументов для
PRINTF и других функций.
Последовательность \N в
приведенной строке является
обозначением на языке “C” для
'символа новой строки', кото-
рый служит указанием для перехода
на терминале к левому краю
следующей строки. Если вы не
включите \N (полезный экспери-
мент), то обнаружите, что ваша
выдача не закончится перехо-
дом терминала на новую строку.
Использование последователь-
ности \N - единственный способ
введения символа новой строки
в аргумент функции PRINTF; если вы
попробуете что-нибудь
вроде
PRINTF(“HELLO, WORLD
“);
то “C”-компилятор будет печатать
злорадные диагностические
сообщения о недостающих кавычках.
Функция PRINTF не обеспечивает
автоматического перехода
на новую строку, так что
многократное обращение к ней можно
использовать для поэтапной сборки
выходной строки. Наша пер-
вая программа, печатающая
идентичную выдачу, с точно таким
же успехом могла бы быть написана в
виде
MAIN()
{
PRINTF(“HELLO, “);
PRINTF(“WORLD”);
PRINTF(“\N”);
}
·
14 -
Подчеркнем, что \N
представляет только один символ. Ус-
ловные 'последовательности',
подобные \N , дают общий и до-
пускающий расширение механизм для
представления трудных для
печати или невидимых символов.
Среди прочих символов в языке
“C” предусмотрены следующие: \т -
для табуляции, \B - для
возврата на одну позицию, \” - для
двойной кавычки и \\ для
самой обратной косой черты.
Упражнение 1-2.
Проведите эксперименты для
того, чтобы узнать что прои-
зойдет, если в строке, являющейся
аргументом функции PRINTF
будет содержаться \X, где X -
некоторый символ, не входящий
в вышеприведенный список.
1.2. Переменные и арифметика.
Следующая программа
печатает приведенную ниже таблицу
температур по Фаренгейту и их
эквивалентов по стоградусной
шкале Цельсия, используя для
перевода формулу
C = (5/9)*(F-32).
0 -17.8
20
-6.7
40
4.4
60
15.6
...
...
260
126.7
280
137.8
300
140.9
Теперь сама программа:
/* PRINT FAHRENHEIT-CELSIUS TABLE
FOR F = 0, 20, ..., 300 */
MAIN()
{
INT LOWER, UPPER, STEP;
FLOAT FAHR, CELSIUS;
LOWER = 0; /* LOWER LIMIT OF
TEMPERATURE
TABLE */
UPPER =300; /* UPPER LIMIT */
STEP = 20; /* STEP SIZE */
FAHR = LOWER;
WHILE (FAHR <= UPPER) {
CELSIUS = (5.0/9.0) * (FAHR
-32.0);
PRINTF(“%4.0F %6.1F\N”, FAHR,
CELSIUS);
FAHR = FAHR + STEP;
}
}
·
15 -
Первые две строки
/* PRINT FAHRENHEIT-CELSIUS
TABLE
FOR F = 0, 20, ..., 300 */
являются комментарием, который в
данном случае кратко пояс-
няет, что делает программа. Любые
символы между /* и */ иг-
норируются компилятором; можно
свободно пользоваться коммен-
тариями для облегчения понимания
программы. Комментарии мо-
гут появляться в любом месте, где
возможен пробел или пере-
ход на новую строку.
В языке “C” все переменные
должны быть описаны до их ис-
пользования, обычно это делается в
начале функции до первого
выполняемого оператора. Если вы
забудете вставить описание,
то получите диагностическое
сообщение от компилятора. Описа-
ние состоит из типа и списка
переменных, имеющих этот тип,
как в
INT LOWER, UPPER, STEP;
FLOAT FAHR, CELSIUS;
Тип INT означает, что все
переменные списка целые; тип
FLOAT предназначен для чисел с
плавающей точкой, т.е. для
чисел, которые могут иметь дробную
часть. Точность как INT ,
TAK и FLOAT зависит от конкретной
машины, на которой вы ра-
ботаете. На PDP-11, например, тип
INT соответствует 16-бито-
вому числу со знаком, т.е. числу,
лежащему между -32768 и
+32767. Число типа FLOAT - это 32-битовое
число, имеющее
около семи значащих цифр и лежащее
в диапазоне от 10е-38 до
10е+38. В главе 2 приводится список
размеров для других ма-
шин.
В языке “C” предусмотрено
несколько других основных ти-
пов данных, кроме INT и FLOAT:
CHAR
символ - один байт
SHORT
короткое целое
LONG
длинное целое
DOUBLE плавающее с двойной
точностью
Размеры этих объектов тоже
машинно-независимы; детали
приведены в главе 2. Имеются также
массивы, структуры и об-
ъединения этих основных типов,
указатели на них и функ-
ции,которые их возвращают; со всеми
ними мы встретимся в
свое время.
Фактически вычисления в
программе перевода температур
начинаются с операторов
присваивания
LOWER = 0;
UPPER =300;
STEP = 20;
FAHR =LOWER;
которые придают переменным их
начальные значения. каждый от-
дельный оператор заканчивается
точкой с запятой.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28
|
