Язык Си - Уэйт, Прата, Мартин. M. уэит с. Прата д. Мартин
 Скачать 4.69 Mb.
|
|
sec проверяется только после завершения шага цикла и происходит вывод на печать результатов для 0 секунд. На самом деле нам хотелось бы, чтобы оператор scanf( ) выполнялся перед тем, как осуществляется проверка в операторе while. 94 Этого можно достичь путем следующей модификации средней части программы scanf(" %d," &sec); while(sec > 0){ mm = sec / SM; left = sec % SM; printf(" %d с это %d мин %d с \n", sec, mm, left); printf(" Введите следующее значение \n"); scanf(" %d ", &sec); } В первый раз ввод указанной величины в программу осуществляется функцией scanf( ), помещенной перед циклом, а ввод каждой последующей величины будет выполняться функцией scanf в конце цикла (и, следовательно, как раз перед тем, как начнется выполнение очередного шага цикла). Этот подход является общим способом решения проблем подобного сорта. УПРАЖНЕНИЯ Ниже приводятся задачи, решения которых мы не даем. Чтобы узнать, работает ли ваша программа, необходимо выполнить ее на вашей машине. 1. Измените нашу программу "сумма" так, чтобы она определяла сумму первых 20 чисел. (Если хотите, можете считать, что эта программа вычисляет, сколько денег вы получите за 20 дней, если в первый день вы получите 1 долл , во второй - 2, в третий - 3 и т.д.). Модифицируйте потом свою программу таким образом, чтобы вы могли в диалоговом режиме указать ей, до какого дня следует вести расчет, т. е. замените константу 20 переменной, значение которой присваивается в результате операции ввода. 2. А теперь модифицируйте свою программу так, чтобы она вычисляла сумму квадратов целых чисел (Или, если вам так больше нравится, сколько вы всего получите денег, если в первый день вам заплатят 1 долл , во второй - 4, в третий - 9 и т. д. Это гораздо более прибыльное дело!) Учтите, что в языке Си нет функции возведения в квадрат, но вы можете использовать тот факт, что квадрат числа n - это просто n*n. 3. Измените свою программу так, чтобы после завершения вычислений она запрашивала у вас новое значение переменной и выполняла вычисления повторно. Окончание работы программы должно происходить при вводе 0. (Указание, используйте такую конструкцию, как цикл в цикле См также вопрос 3 и решение к нему ). 1) Гамбургер - булочка с котлетой - Прим перев. ввод - вывод ФУНКЦИИ getchar( ) и putchar( ) КОНЕЦ ФАЙЛА ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ < И > СИСТЕМНО ЗАВИСИМЫЙ ВВОД-ВЫВОД ЦИКЛЫ РЕАЛИЗУЮЩИЕ ЗАДЕРЖКУ ПО ВРЕМЕНИ В вычислительной технике слова "ввод" и "вывод" применяются в нескольких разных смыслах. Мы можем говорить об устройствах ввода и вывода, таких, как терминалы, накопители на магнитных 95 дисках, точечно-матричные принтеры и т. п., или о данных, используемых при вводе и выводе, или же, наконец, о функциях, реализующих ввод и вывод. Основной целью данной главы является обсуждение функций, применяемых при вводе и выводе, но, кроме этого, мы коснемся и двух других аспектов этого понятия. Под функциями ввода-вывода подразумеваются функции, которые выполняют транспортировку данных в программу и из нее. Мы уже использовали две такие функции: printf( ) и scanf( ). Теперь же рассмотрим несколько других возможностей, предоставляемых языком Си. Функции ввода-вывода не входят в определение языка Си; их разработка возложена на программистов, реализующих компилятор с языка Си. Если вы являетесь проектировщиком такого компилятора, то можете реализовать любые функции ввода-вывода. Если вычислительная система, для которой вы его создаете, обладает той или иной особенностью, например тем, что каналы ввода-вывода построены на основе портов микропроцессора INTEL 8086, вы можете встроить в нее специальные функции ввода-вывода, ориентированные на эту особенность. Мы рассмотрим пример применения такого подхода в конце данной главы. С другой стороны, выгода использования стандартного набора функций ввода-вывода на всех системах очевидна. Это дает возможность писать "переносимыe" программы, которые легко можно применять на разных машинах. В языке Си имеется много функций ввода-вывода такого типа, например printf( ) и scanf( ). Ниже мы рассмотрим функции getchar( ) и putchar( ). Эти две функции осуществляют ввод и вывод одного символа при каждом обращении к ним. На первый взгляд, выполнение операций подобным образом может показаться довольно странным так как, учитывая все сказанное выше, мы уже можем с легкостью осуществить ввод нескольких символов подряд. Но этот способ ввода данных лучше соответствует возможностям машины. Более того, такой подход служит основой построения большинства про грамм обработки текстов, являющихся последовательностями обычных слов. Мы увидим, как можно применять эти функции в программах, занимающихся подсчетом символов, чтением и копированием файлов. Попутно мы узнаем про буферы, эхо-печать и переключение ввода-вывода. 96 РИС. 6.1. Функции getchar( ) и putchar( ) рабочие лошади программы обработки текстов ВВОД И ВЫВОД ОДНОГО СИМВОЛА: ФУНКЦИИ getchar( ) И putchar( ) Далее Содержание Функция getchar() получает один символ, поступающий с пульта терминала (и поэтому имеющий название), и передает его выполняюшейся в данный момент программе. Функция putchar( ) получает один символ, поступающий из программы, и пересылает его для вывода на экран. Ниже приводится пример очень простой программы. Единственное, что она делает, это принимает один символ с клавиатуры и выводит его на экран. Мы будем постепенно модифицировать данную программу до тех пор, пока она не приобретет ряд полезных возможностей. Из дальнейшего вы узнаете, что представляют из себя эти возможности, но сначала давайте посмотрим на наш скромный первый вариант /* ввод-вывод1 */ #include main( ) { char ch; ch = getchar( ); /* строка 1 */ putchar (ch); /* строка 2 */ } Для большинства систем спецификации функций getchar и putchar содержатся в системном файле stdio.h, и только по этой причине мы указали данный файл в программе. Использование такой программы приводит к следующему: g [ввод] g или, возможно, к gg Обозначение [ввод] служит указанием, что вы должны нажать клавишу [ввод]. В любом случае, первый символ g вы набираете на клавиатуре сами, а второй выводится компьютером. Результат зависит от того, есть в вашей системе "буферизованный" ввод или нет. Если перед тем как получить на экране ответ, вы должны нажать клавишу [ввод], то буферизация в вашей системе имеется. Давайте закончим рассмотрение функций getchar( ) и putchar( ) перед тем, как приступить к обсуждению понятия буферов. Функция getchar( ) аргументов не имеет (т. е. при ее вызове в круглые скобки не помещается никакая величина). Она просто получает очередной поступающий символ и сама возвращает его значение выполняемой программе. Например, если указанная функция получает букву Q, ее значением в данный момент будет эта буква. Оператор, приведенный в строке 1, присваивает значение функции getchar( ) переменной ch. Функция putchar( ) имеет один аргумент. При ее вызове необходимо в скобках указать символ, который требуется вывести на печать. Аргументом может быть одиночный символ (включая знаки представляемые управляющими последовательностями, описаными в гл. 3), переменная или функция, значением которой является одиночный символ. Правильным обращением к функции putchar( ) является указание любого из этих аргументов при ее вызове. putchar ('S'); /* напомним, что символьные */ putchar ('\n'); /* константы заключаются в апострофы */ putchar ('\007'); putchar (ch); /* ch - переменная типа char */ putchar (getchar ( )); 97 Форму записи, приведенную в последнем примере, мы можем использовать для того, чтобы представить нашу программу в следующем виде: #include main( ) { putchar (getchar( )); } Такая запись очень компактна и не требует введения вспомогательных переменных. Кроме того, в результате компиляции такая программа оказывается более эффективной, но, пожалуй, менее понятной. После того как мы ознакомились с работой этих двух функций, можно перейти к обсуждению понятия буферов. БУФЕРЫ Далее Содержание При выполнении данной программы (любой из двух ее версий) вводимый символ в одних вычислительных системах немедленно появляется на экране ("эхо-печать"), в других же ничего не происходит до тех пор, пока вы не нажмете клавишу [ввод]. Первый случай относится к так называемому "небуферизованному" ("прямому") вводу, означающему, что вводимый символ оказывается немедленно доступным ожидающей программе. Второй случай служит примером "буферизованного" ввода, когда вводимые символы собираются и помешаются в некоторую область временной памяти, называемую "буфером". Нажатие клавиши [ввод] приводит к тому, что блок символов (или один символ) становится доступным программе. В нашей программе применяется только первый символ, поскольку функция getchar( ) вызывается в ней один раз. Например, работа нашей программы в системе, использующей буферизованный ввод, будет выглядеть следующим образом: Вот длинная входная строка. [ввод] В В системе с небуферизованным вводом отображение на экране символа В произойдет сразу, как только вы нажмете соответствующую клавишу. Результат ввода-вывода при этом может выглядеть, например, так: ВВот длинная входная строка Символ В, появившийся на второй позиции данной строки, - это непосредственный результат работы программы. В каждом случае, программой обрабатывается только один символ, поскопьку функция getchar( ) вызывается лишь один раз. 98 РИС. 6.2. Схема буфернзованного и небуферизованного ввода Зачем нужны буферы ? Во-первых, оказывается, что передачу нескольких символов в виде одного блока можно осуществить гораздо быстрее, чем передавать их последовательно по одному. Во-вторых, если при вводе символов допущена ошибка, вы можете воспользоваться коректирующими средствами терминала, чтобы ее исправить. И когда в конце концов вы нажмете клавишу [ввод], будет произведена передача откорректированной строки. Однако для некоторых диалоговых программ небуферизованный ввод может оказаться приемлемым. Например, в программах обработки текстов было бы желательно, чтобы каждая комманда вводилась, как только вы нажимаете соответствующую клавишу. Поэтому как буферизованный, так и небуферизированный ввод имеет свои достоинства. Вы можете захотеть узнать, какой способ ввода реализован в вашей системе. Для этого необходимо выполнить нашу программу и посмотреть, как будет выглядеть результат ее работы. Некоторые компиляторы с языка Си предоставляют возможность выбора требуемого способа. В нашей микрокомпьютерной системе, например, функция getchar ( ) реализует буферизированный ввод, между тем как функция getch( ) - прямой. СЛЕДУЮЩИЙ ШАГ Далее Содержание Теперь возьмемся за что-нибудь несколько более сложное чем чтение и вывод на печaть oднoгo cимвола - например за вывод на печать групп символов. Жeлaтeльнo также, чтобы в любой момент можно было остановить работу программы; для этого спроектируем ее так, чтобы она прекращала работу при получении какого-нибудь специального символа, скажем *. Поставленную задачу можно решить, используя цикл while: /*ввод-вывод2 */ /*ввод и печать символов до поступления завершающего символа*/ #include #define STOP * /*дает символу * символическое имя STOP*/ main() { char ch; ch = getchar; /* строка 9 */ while(ch!= STOP){ /* строка 10 / putchar (ch); / * строка 11 */ ch=getchar (); / * строка 12 */ } } 99 В данном примере была использована структура программы, обсуждавшаяся нами в конце гл. 5 (вопрос 3). При первом прохождении тела цикла функция putchar() получает значение своего аргумента в результате выполнения оператора, расположенного в строке 9; в дальнейшем, вплоть до завершения работы цикла, значением этого аргумента является символ, передаваемый программе функцией getchar( ), расположенной в строке 12. Мы ввели новую операцию отношения !=, смысл которой выражается словами "не равно". В результате всего этого цикл while будет осуществлять чтение и печать символов до тех пор, пока не поступит признак STOP. Мы могли бы опустить в программе директиву #define и использовать лишь символ * в операторе while, но наш способ делает смысл данного знака более очевидным. Перед тем как приступить к выполнению этой замечательной программы на своей машине, взгляните на ее следующий вариант. Программа, приведенная ниже, делает то же самое, но стиль ее написания лучше отвечает духу языка Си: /* ввод-выводЗ */ #include #define STOP * main( ) { char ch; while ((ch=getchar( )) != STOP) /* строка 8 */ putchar (ch); } Одна строка 8 этой программы заменяет строки 9, 10 и 12 программы ввод-вывод2. Как же работает этот оператор? Начнем с того, что рассмотрим содержимое внутренних скобок: ch = getchar( ) Это - выражение. Его смысл заключается в вызове функции getchar( ) и присваивании полученного значения переменной ch. Одним таким действием мы выполним то, чему в программе ввод-вывод2 были посвящены строки 9 и 12. Далее напомним, что любое выражение имеет значение и что значение выражения, включающего в себя операцию присваивания, совпадает со значением переменной, расположенной слева от знака = . Следовательно, значение выражения (ch = getchar( )) - это величина переменной ch, так что (ch = getchar( )) ! = STOP имеет то же действие, что и ch != STOP Тем самым выполняется проверка, которую в программе ввод-вывод2 осуществлял оператор, расположенный в строке 10. Конструкции подобного сорта (объединение в одном выражении операций присваивания и сравнения) довольно часто используются при программировании на языке Си: 100 Аналогично нашему предыдущему примеру, в котором применя лась конструкция while (++ size < 18.5), данная форма записи обладает тем преимуществом, что позволяет объединять в одном выражении проверку условия окончания цикла и действие по изме-нению одного из операндов операции сравнения. Подобная структура очень напоминает нам рассуждения, которыми мог бы сопровождаться данный процесс: "Я читаю символ, анализирую его и решаю, что делать дальше". Теперь вернемся к нашей программе и попробуем ее выполнить. Если в вашей системе реализован небуферизованный ввод, результат может выглядеть, например, следующим образом: ИИннттеерреесснноо ppаaббooттaаеeтт ллии ооннаа . Думаю что да. При вводе все символы вплоть до признака STOP (звездочка), медленно отображаются на экране (эхо-печать). Дублируются даже пробелы. Однако, как только вы ввели признак STOP, работа программы прекращается и все, что вы набираете на пульте после этого, появляется на экране без эхо-дублирования. Теперь посмотрим, что будет происходить в системе, обладающей буферизованным вводом. В этом случае программа не начнет работать до тех пор, пока вы не нажмете на клавишу [ввод]. Вот пример возможного диалога Интересно, работает ли она. Гм , не знаю [ввод]. Интересно, работает ли она. Первая строка была целиком передана программе. Программа последовательно читает эту строку по одному символу и также по одному символу выводит на печать до тех пор, пока не встретит символ *. Теперь напишем несколько более полезную программу. Мы заставим ее подсчитывать символы, которые она читает. Нам требуется для этого ввести в предыдущую программу лишь некоторые изменения /* подсчет символов! */ #define STOP * main( ) { char ch; int count =0; /* инициализация счетчика символов 0 */ while ((ch = getchar( ))!= STOP) { putchar (ch); count++; /* прибавить 1 к счетчику */ } printf (" \n Всего было прочитано %d символов \n ' , count); } 101 Если мы хотим просто подсчитывать число введенных символов без отображения их на экране, функцию putchar( ) можно опустить. Эта маленькая программа подсчитывает символы, и нам осталось сделать всего лишь несколько шагов для получения программы, которая будет подсчитывать строки и слова. В следующей главе будут описаны необходимые для этого средства. Чтение одной строки Далее Содержание Давайте подумаем, какие дополнительные усовершенствования можно ввести в программу, используя только те средства, которыми мы владеем. Первое, что легко можно сделать - это заменить признак окончания ввода данных. Но можно ли предложить что-то лучшее, чем символ *? Одной из возможностей является использование символа "нова строка" (\n). Для этого нужно лишь переопределить признак STOP. #define STOP ' \n ' Какой это даст эффект? Очень большой ведь символ "новая стрoка" пересылается при нажатии клавиши [ввод], следовательно, в результате наша программа будет обрабатывать одну вводимую строку. Предположим, например, что мы внесли указанное изменение в программу подсчет символов1, а затем при ее выполнении ввели следующую строку: О! Быть сейчас во Фресно, когда здесь лето, [ввод] В ответ на экране появятся следующие строки О! Быть сейчас во Фресно, когда здесь лeтo, Всего бьпо прсчитано 43 симвoлa (Если бы мы не включили в управляющую строку оператора printf( ) в качестве первого символа признак \n, второе сообщение появилось бы справа от запятой, после слова лето. Мы предпочли избежать такого склеивания строк). Признак, появляющийся в результате нажатия клавиши [ввод] не входит в число символов (43), подсчитанных программой, поскольку подсчет осуществляется внутри цикла. Теперь у нас есть программа, которая может прочесть одну строку. В зависимости от того, какой оператор помещен в тело цикла while, программа может осуществлять эхо-печать, подсчет числа символов в строке или и то и другое. Эти средства представляются нам в принципе полезными, скажем как часть некоторой большей программы. Но было бы хорошо иметь возможность читать большие порции данных, например файл данных. Это может быть осуществлено путем надлежащего выбора признака |