Реферат: Язык С 
тупны никаким другим функциям:
другие процедуры могут ис-
пользовать те же самые имена без
возникновения конфликта.
Это верно и для переменных I и P; I
в функции POWER никак не
связано с I в функции MAIN.
Значение, вычисленное функцией
POWER, передаются в MAIN
с помощью оператора RETURN, точно
такого же, как в PL/1.
внутри круглых скобок можно
написать любое выражение. Функ-
ция не обязана возвращать
какое-либо значение; оператор
RETURN, не содержащий никакого
выражения, приводит к такой
же передаче управления, как
“сваливание на конец” функции
при достижении конечной правой
фигурной скобки, но при этом
в вызывающую функцию не
возвращается никакого полезного зна-
чения.
Упражнение 1-13.
Апишите программу
преобразования прописных букв из айла
ввода в строчные, используя при
этом функцию OWER©, кото-
рая возвращает значение 'C', если
C'- не буква, и значение
соответствующей строчной уквы, если
'C'-буква.
·
31 -
1.8. Аргументы - вызов
по значению.
Один аспект в “C” может
оказаться непривычным для прог-
раммистов, которые использовали
другие языки, в частности,
фортран и PL/1. в языке “C” все
аргументы функций передаются
“по значению”. это означает, что
вызванная функция получает
значения своих аргументов с помощью
временных переменных
/фактически через стек/, а не их
адреса. Это приводит к не-
которым особенностям, отличным от
тех, с которыми мы сталки-
вались в языках типа фортрана и
PL/1, использующих “вызов по
ссылке “, где вызванная процедура
работает с адресом аргу-
мента, а не с его значением.
Главное отличие состоит в том,
что в “C” вызванная функ-
ция не может изменить
переменную из вызывающей функции; она
может менять только свою
собственную временную копию.
Вызов по значению, однако, не
помеха, а весьма ценное
качество. Оно обычно приводит к
более компактным программам,
содержащим меньше не относящихся к
делу переменных, потому
что с аргументами можно обращаться
как с удобно инициализи-
рованными локальными перемнными
вызванной процедуры. Вот,
например, вариант функции POWER
использующей это обстоятель-
ство
POWER(X,N) /* RAISE X N-TH
POWER; N > 0;
VERSION 2 */
INT X,N;
{
INT P;
FOR (P = 1; N > 0; --N)
P = P * X;
RETURN (P);
}
Аргумент N используется как
временная переменная; из не-
го вычитается единица до тех пор,
пока он не станет нулем.
Переменная I здесь больше не нужна.
чтобы ни происходило с N
внутри POWER это никак не влияет на
аргумент, с которым пер-
воначально обратились к функции
POWER.
При необходимости все же можно
добиться, чтобы функция
изменила переменную из вызывающей
программы. Эта программа
должна обеспечить установление
адреса переменной /техничес-
ки, через указатель на переменную/,
а в вызываемой функции
надо описать соответствующий
аргумент как указатель и ссы-
латься к фактической переменной
косвенно через него. Мы рас-
смотрим это подробно в главе 5.
Когда в качестве аргумента
выступает имя массива, то
фактическим значением, передаваемым
функции, является адрес
начала массива. /Здесь нет никакого
копирования элементов
массива/. С помощью индексации и
адреса начала функция может
найти и изменить любой элемент
массива. Это - тема следующе-
го раздела.
·
32 -
1.9. Массивы символов.
По-видимому самым общим
типом массива в “C” является
массив символов. Чтобы проиллюстрировать
использование мас-
сивов символов и обрабатывающих их
функций, давайте напишем
программу, которая читает набор
строк и печатает самую длин-
ную из них. Основная схема
программы достаточно проста:
WHILE (имеется еще строка)
IF (эта строка длиннее самой
длинной из
предыдущих)
запомнить эту строку и ее длину
напечатать самую длинную строку
По этой схеме ясно, что
программа естественным образом
распадается на несколько частей.
Одна часть читает новую
строку, другая проверяет ее, третья
запоминает, а остальные
части программы управляют этим
процессом.
Поскольку все так прекрасно
делится, было бы хорошо и
написать программу соответсвующим
образом. Давайте сначала
напишем отдельную функцию GETLINE,
которая будет извлекать
следующую строку из файла ввода;
это - обобщение функции
GETCHAR. мы попытаемся сделать эту
функцию по возможности
более гибкой, чтобы она была
полезной и в других ситуациях.
Как минимум GETLINE должна
передавать сигнал о возможном по-
явлении конца файла; более общий
полезный вариант мог бы пе-
редавать длину строки или нуль,
если встретится конец файла.
нуль не может быть длиной строки,
так как каждая строка со-
держит по крайней мере один символ;
даже строка, содержащая
только символ новой строки, имеет
длину 1.
Когда мы находим строку,
которая длиннее самой длинной
из предыдущих, то ее надо где-то
запомнить. Это наводит на
мысль о другой функции, COPY ,
которая будет копировать но-
вую строку в место хранения.
Наконец, нам нужна основная
программа для управления
функциями GETLINE и COPY . Вот
результат :
#DEFINE MAXLINE 1000 /* MAXIMUM
INPUT
LINE SIZE */
MAIN() /* FIND LONGEST LINE */
{
INT LEN; /* CURRENT LINE LENGTH */
INT MAX; /* MAXIMUM LENGTH SEEN SO
FAR */
CHAR LINE[MAXLINE]; /* CURRENT
INPUT LINE */
CHAR SAVE[MAXLINE]; /* LONGEST
LINE, SAVED */
MAX = 0;
WHILE ((LEN = GETLINE(LINE,
MAXLINE)) > 0)
IF (LEN > MAX) {
MAX = LEN;
COPY(LINE, SAVE);
}
IF (MAX > 0) /* THERE WAS A
LINE */
PRINTF(“%S”, SAVE);
}
·
33 -
GETLINE(S,LIM) /* GET LINE INTO
S,RETURN LENGTH */
CHAR S[];
INT LIM;
{
INT C, I;
FOR(I=0;I<LIM-1 &&
(C=GETCHAR())!=EOF && C!='\N';++I)
S[I] = C;
IF (C == '\N') {
S[I] = C;
++I;
}
S[I] = '\0';
RETURN(I);
}
COPY(S1, S2) /* COPY S1 TO S2;
ASSUME S2 BIG ENOUGH */
CHAR S1[], S2[];
{
INT I;
I = 0;
WHILE ((S2[I] = S1[I] != '\0')
++I;
}
Функция MAIN и GETLINE
общаются как через пару аргумен-
тов, так и через возвращаемое
значение. аргументы GETLINE
описаны в строках
CHAR S[];
INT LIM;
которые указывают, что первый
аргумент является массивом, а
второй - целым.
Длина массива S не указана,
так как она определена в
MAIN . функция GETLINE использует
оператор RETURN для пере-
дачи значения назад в вызывающую
программу точно так же, как
это делала функция POWER. Одни
функции возвращают некоторое
нужное значение; другие, подобно
COPY, используются из-за их
действия и не возвращают никакого
значения.
Чтобы пометить конец строки
символов, функция GETLINE
помещает в конец создаваемого ей
массива символ \0 /нулевой
символ, значение которого равно
нулю/. Это соглашение ис-
пользуется также компилятором с
языка “C”: когда в “C” -
программе встречается строчная
константа типа
“HELLO\N”
·
34 -
то компилятор создает массив
символов, содержащий символы
этой строки, и заканчивает его
символом \0, с тем чтобы фун-
кции, подобные PRINTF, могли
зафиксировать конец массива:
! H !
E ! L ! L ! O ! \N ! \0 !
Спецификация формата %S указывает,
что PRINTF ожидает стро-
ку, представленную в такой форме.
Проанализировав функцию
COPY, вы обнаружите, что и она
опирается на тот факт, что ее
входной аргумент оканчивается
символом \0, и копирует этот
символ в выходной аргумент S2. /Все
это подразумевает, что
символ \0 не является частью нормального
текста/.
Между прочим, стоит отметить,
что даже в такой маленькой
программе, как эта, возникает
несколько неприятных организа-
ционных проблем. Например, что
должна делать MAIN, если она
встретит строку, превышающую ее
максимально возможный раз-
мер? Функция GETLINE поступает
разумно: при заполнении мас-
сива она прекращает дальнейшее
извлечение символов, даже ес-
ли не встречает символа новой
строки. Проверив полученную
длину и последний символ, функция
MAIN может установить, не
была ли эта строка слишком длинной,
и поступить затем, как
она сочтет нужным. Ради краткости
мы опустили эту проблему.
Пользователь функции GETLINE
никак не может заранее уз-
нать, насколько длинной окажется
вводимая строка. Поэтому в
GETLINE включен контроль
переполнения. в то же время пользо-
ватель функции COPY уже знает /или
может узнать/, каков раз-
мер строк, так что мы предпочли не
включать в эту функцию
дополнительный контроль.
Упражнение 1-14.
Переделайте ведущую часть
программы поиска самой длинной
строки таким образом, чтобы она
правильно печатала длины
сколь угодно длинных вводимых строк
и возможно больший
текст.
Упржнение 1-15.
Напишите программу печати всех
строк длиннее 80 симво-
лов.
Упражнение 1-16.
Напишите программу, которая
будет удалять из каждой
строки стоящие в конце пробелы
и табуляции, а также строки,
целиком состоящие из пробелов.
Упражнение 1-17.
Напишите функцию REVERSE(S),
которая распологает сим-
вольную строку S в обратном
порядке. С ее помощью напишите
программу, которая обратит
каждую строку из файла ввода.
·
35 -
1.10. Область действия:
внешние переменные.
Переменные в MAIN(LINE,
SAVE и т.д.) являются внутренни-
ми или локальными по отношению к
функции MAIN, потому что
они описаны внутри MAIN и никакая
другая функция не имеет к
ним прямого доступа. Это же верно и
относительно переменных
в других функциях; например,
переменная I в функции GETLINE
никак не связана с I в COPY. Каждая
локальная переменная су-
ществует только тогда, когда
произошло обращение к соответс-
твующей функции, и исчезает, как
только закончится выполне-
ние этой функции. По этой причине
такие переменные, следуя
терминологии других языков, обычно
называют автоматическими.
Мы впредь будем использовать термин
автоматические при ссыл-
ке на эти динамические локальные
переменные. /в главе 4 об-
суждается класс статической памяти,
когда локальные перемен-
ные все же оказываются в состоянии
сохранить свои значения
между обращениями к функциям/.
Поскольку автоматические
переменные появляются и исчеза-
ют вместе с обращением к функции,
они не сохраняют своих
значений в промежутке от одного
вызова до другого, в силу
чего им при каждом входе нужно явно
присваивать значения.
Если этого не сделать, то они будут
содержать мусор.
В качестве альтернативы к
автоматическим переменным мож-
но определить переменные, которые
будут внешними для всех
функций, т.е. Глобальными
переменными, к которым может обра-
титься по имени любая функция,
которая пожелает это сделать.
(этот механизм весьма сходен с
“COMMON” в фортране и
“EXTERNAL” в PL/1). Так как внешние
переменные доступны всю-
ду, их можно использовать вместо
списка аргументов для пере-
дачи данных между функциями. Кроме
того, поскольку внешние
переменные существуют постоянно, а
не появляются и исчезают
вместе с вызываемыми функциями, они
сохраняют свои значения
и после того, как функции,
присвоившие им эти значения, за-
вершат свою работу.
Внешняя переменная должна быть
определена вне всех функ-
ций; при этом ей выделяется
фактическое место в памяти. Та-
кая переменная должна быть также
описана в каждой функции,
которая собирается ее использовать;
это можно сделать либо
явным описанием EXTERN, либо
неявным по контексту. Чтобы
сделать обсуждение более
конкретным, давайте перепишем прог-
рамму поиска самой длинной строки,
сделав LINE, SAVE и MAX
внешними переменными. Это потребует
изменения описаний и тел
всех трех функций, а также
обращений к ним.
#DEFINE
MAXLINE 1000 /* MAX. INPUT LINE SIZE*/
CHAR
LINE[MAXLINE]; /* INPUT LINE */
CHAR
SAVE[MAXLINE];/* LONGEST LINE SAVED HERE*/
INT
MAX;/*LENGTH OF LONGEST LINE SEEN SO FAR*/
·
36 -
MAIN() /*FIND LONGEST LINE;
SPECIALIZED VERSION*/
{
INT
LEN;
EXTERN
INT MAX;
EXTERN
CHAR SAVE[];
MAX = 0;
WHILE ( (LEN = GETLINE()) > 0
)
IF ( LEN > MAX ) {
MAX = LEN;
COPY();
}
IF ( MAX > 0 ) /* THERE WAS
A LINE */
PRINTF( “%S”, SAVE );
}
GETLINE() /* SPECIALIZED
VERSION */
{
INT C, I;
EXTERN CHAR LINE[];
FOR (I = 0; I < MAXLINE-1
&& (C=GETCHAR()) !=EOF
&& C!='\N'; ++I)
LINE[I] = C;
++I;
}
LINE[I] = '\0'
RETURN(I)
}
COPY() /* SPECIALIZED VERSION
*/
{
INT I;
EXTERN CHAR LINE[], SAVE[];
I = 0;
WHILE ((SAVE[I] = LINE[I]) !='\0')
++I;
}
Внешние переменные для функций
MAIN, GETLINE и COPY оп-
ределены в первых строчках
приведенного выше примера, кото-
рыми указывается их тип и
вызывается отведение для них памя-
ти. синтаксически внешние описания
точно такие же, как опи-
сания, которые мы использовали
ранее, но так как они распо-
ложены вне функций, соответствующие
переменные являются
внешними. Чтобы функция могла
использовать внешнюю переме-
ную, ей надо сообщить ее имя. Один
способ сделать это -
включить в функцию описание EXTERN;
это описание отличается
от предыдущих только добавлением
ключевого слова EXTERN.
·
37 -
В определенных ситуациях
описание EXTERN может быть опу-
щено: если внешнее определение
переменной находится в том же
исходном файле, раньше ее
использования в некоторой конкрет-
ной функции, то не обязательно
включать описание EXTERN для
этой переменной в саму функцию.
Описания EXTERN в функциях
MAIN, GETLINE и COPY являются,
таким образом, излишними.
Фактически, обычная практика
заключается в помещении опреде-
лений всех внешних переменных в
начале исходного файла и
последующем опускании всех описаний
EXTERN.
Если программа находится в
нескольких исходных файлах, и
некоторая переменная определена,
скажем в файле 1, а исполь-
зуется в файле 2, то чтобы связать
эти два вхождения пере-
менной, необходимо в файле 2
использовать описание EXTERN.
Этот вопрос подробно обсуждается в
главе 4.
Вы должно быть заметили, что
мы в этом разделе при ссыл-
ке на внешние переменные очень
аккуратно используем слова
описание и определение.
“Определение” относится к тому мес-
ту, где переменная фактически
заводится и ей выделяется па-
мять; “описание” относится к тем
местам, где указывается
природа переменной, но никакой
памяти не отводится.
Между прочим, существует
тенденция объявлять все, что ни
попадется, внешними переменными,
поскольку кажется, что это
упрощает связи, - списки аргументов
становятся короче и пе-
ременные всегда присутствуют, когда
бы вам они ни понадоби-
лись. Но внешние переменные
присутствуют и тогда, когда вы в
них не нуждаетесь. Такой стиль
программирования чреват опас-
ностью, так как он приводит к
программам, связи данных внут-
ри которых не вполне очевидны.
Переменные при этом могут из-
меняться неожиданным и даже
неумышленным образом, а програм-
мы становится трудно
модифицировать, когда возникает такая
необходимость. Вторая версия
программы поиска самой длинной
строки уступает первой отчасти по
этим причинам, а отчасти
потому, что она лишила
универсальности две весьма полезные
функции, введя в них имена
переменных, с которыми они будут
манипулировать.
Упражнение 1-18.
Проверка в операторе FOR
функции GETLINE довольно неук-
люжа. Перепишите программу таким
образом, чтобы сделать эту
проверку более ясной, но сохраните
при этом то же самое по-
ведение в конце файла и при
переполнении буфера. Является ли
это поведение самым разумным?
1.11. Резюме
На данном этапе мы
обсудили то, что можно бы назвать
традиционным ядром языка “C”. Имея
эту горсть строительных
блоков, можно писать полезные
программы весьма значительного
размера, и было бы вероятно
неплохой идеей, если бы вы за-
держались здесь на какое-то время и
поступили таким образом:
следующие ниже упражнения
предлагают вам ряд программ нес-
колько большей сложности, чем те,
которые были приведены в
этой главе.
·
38 -
После того как вы овладеете
этой частью “C”, приступайте
к чтению следующих нескольких глав.
Усилия, которые вы при
этом затратите, полностью окупятся,
потому что в этих главах
обсуждаются именно те стороны “C”,
где мощь и выразитель-
ность языка начинает становиться
очевидной.
Упражнение 1-19.
Напишите программу DETAB,
которая заменяет табуляции во
вводе на нужное число пробелов так,
чтобы промежуток дости-
гал следующей табуляционной
остановки. Предположите фиксиро-
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
|
