Язык Си - Уэйт, Прата, Мартин. M. уэит с. Прата д. Мартин

• Название: M. уэит с. Прата д. Мартин
• Анкор: Язык Си - Уэйт, Прата, Мартин.pdf
• Дата: 15.03.2018
• Размер: 4.69 Mb.
• Имя файла: Язык Си - Уэйт, Прата, Мартин.pdf
• Тип: Программа; #16711
• страница: 29 из 42

#include, он ищет следующее за ней имя файла и включает его в текущий файл. Директива выдается в двух видах:
#include имя файла в угловых скобках
#include "mystuff.h" имя файла в двойных кавычках
В операционной системе UNIX угловые скобки сообщают препроцессору, что файл следует искать в одном или нескольких стандартных системных каталогах. Кавычки говорят ему, что сначала нужно смотреть в вашем каталоге (или в каком-то другом, если вы определяете его именем файла),
а затем искать в "стандартных" местах.
#include ищет в системном каталоге
#include "hot.h" ищет в вашем текущем рабочем каталоге
#include "/usr/biif/p.h" ищет в каталоге /usr/biff
В типичной микропроцессорной системе эти две формы являются синонимами, и препроцессор ведет поиск на указанном диске.
#include "stdio.h" ищет на стандартном диске
#include ищет на стандартном диске
#include "a : stdio.h" ищет на диске а
229

Зачем включают файлы? Потому что они несут нужную вам информацию. Файл stdio.h, например,
обычно содержит определения EOF, getchar( ) и putchar( ). Две последние Функции определены как макрофункции.
По соглашению суффикс .h используется для "заголовочных" файлов, т. е. файлов с информацией, которая располагается в начале вашей программы. Заголовочные файлы обычно состоят из операторов препроцессора. Некоторые файлы, подобно stdio.h, включены в систему, но вы можете создать и свой собственный.
Заголовочные файлы:
Далее
Содержание
Пример:
Предположим, например, что вам правится использовать булевы переменные, т. с. вместо того чтобы иметь 1 как "истину" и 0 как "ложь", хотели бы использовать слова TRUE и FALSE. Можно создать файл, названный, скажем, bool.h, который содержал бы эти определения:
/* файл bool.h */
#define BOOL int;
#define TRUE 1
#define FALSE 0
Вот пример программы, использующей этот заголовок:
/* считает пустые символы */
#include
#include "bool.h"
main( )
{
int ch;
int count = 0;
BOOL whitesp( );
while((ch = getchar( )) != EOF)
if(whitesp(ch)) count++;
printf(" Имеется %d пустых символов. \n", count);
}
BOOL whitesp(c)
char c;
if(c == ' ' || с == '\n' || с == '\t')
return(TRUE);
else return(FALSE);
}
Замечания по программе
Далее
Содержание
1. Если две функции в этой программе ('main( )' и 'whitesp( )') следовало скомпилировать раздельно, то нужно было бы использовать директиву #include "bool.h" с каждой из них.
2. Выражение if(whitesp(ch)) аналогично if(whitesp(ch)) == TRUE, так как сама функция whitesp(ch)
имеет значение TRUE или FALSE.
3. Мы не создали новый тип BOOL, так как BOOL уже имеет тип int. Цель наименования функции
BOOL - напомнить пользователю, что функция используется для логических вычислений (в противоположность арифметическим).
4. Использование функции в предусматриваемых логических сравнениях может сделать программу яснее. Она может также сэкономить наш труд, если сравнение встречается в программе более одного раза.
230

5. Мы могли бы использовать макроопределение вместо функции для задания whitesp( ).
Многие программисты разрабатывают свои стандартные заголовочные файлы, чтобы использовать их в программах. Некоторые файлы могут создаваться для специальных целей,
другие можно использовать почти в каждой программе. Так как включенные файлы могут содержать директивы #include, можно, если хотите, создать сжатый, хорошо огранизованный заголовочный файл. Рассмотрим этот пример:
/*заголовочный файл mystuff.h*/
#include
#include "bool.h"
#include "funct.h"
#define YES 1
#define NO 0
Во-первых, мы хотим напомнить вам, что препроцессор языка Си распознает комментарии,
помеченные /* и */, поэтому мы можем включать комментарии в эти файлы.
Во-вторых, мы включили три файла. По-видимому, третий содержит некоторые макрофункции,
которые используются часто.
В-третьих, мы определили YES как 1, тогда как в файле bool.h мы определили TRUE как 1. Но здесь нет конфликта, и мы можем использовать слова YES и TRUE в одной и той же программе.
Каждое из них будет заменяться на 1. Может возникнуть конфликт, если мы добавим в файл строку
#define TRUE 2
Второе определение вытеснило бы первое, и некоторые препроцессоры предупреждали бы вас, что
TRUE переопределено.
Директива #include не ограничивается заголовочными файлами. Если вы записали нужную функцию в файл sort.с, то можно использовать
#include "sort.с"
чтобы скомпилировать его совместно с вашей текущей программой.
Директивы #include и #define являются наиболее активно используемыми средствами препроцессора языка Си. Рассмотрим более сжато другие его директивы.
ДРУГИЕ ДИРЕКТИВЫ: #undef, #if, #ifdef, #ifndef, #else И #endif
Далее
Содержание
Эти директивы обычно используются при программировании больших модулей. Они позволяют приостановить действие более ранних определений и создать файлы, каждый из которых можно компилировать по-разному.
Директива #undef отменяет самое последнее определение поименованного макроопределения.
#define BIG 3
#define HUGE 5
#undef BIG /* BIG теперь не определен */
#define HUGE 10 /* HUGE переопределен как 10 */
#undef HUGE /* HUGE снова равен 5*/
#undef HUGE /* HUGE теперь не определен */
Очевидно (мы надеемся), вы не будете компилировать файл, как в этом примере. Предположим,
что у вас есть большой стандартный файл, определенный директивой #include, который вы хотели бы использовать, но для этого некоторые из его определений для одной из функций программы нужно будет временно изменить, Вместо того чтобы иметь дело с этим файлом, вы можете просто
231

включить его, а затем окружить такую выделяющуюся функцию соответствующими директивами
#define и #undef.
Или, предположим, что вы работаете с большой системой программ. Вы хотите задать макроопределение, но не уверены, использует ли ваше определение другие определения откуда- нибудь из другого места системы. В этом случае просто отмените ваше макроопределение в том месте, где оно вам больше не нужно, а оригинал этого макроопределения, если он есть, будет по-прежнему оставаться в силе для остальной части системы.
Другие упомянутые нами директивы позволяют выполнять условную компиляцию. Вот пример:
#ifdef MAVIS
#include " horse.h" /* выполнится, если MAVIS определен */
#define STABLES 5
#else
#include "cow.h" /*выполнится, если MAVIS не определен */
#define STABLES 15
#endif
Директива #ifdef сообщает, что если последующий идентификатор (MAVIS) определяется препроцессором, то выполняются все последующие директивы вплоть до первого появления #else
или #endif. Когда в программе есть #else, то программа от #else до #endif будет выполняться, если идентификатор не определен.
Такая структура очень напоминает конструкцию if-else языка Си. Основная разница заключается в том, что препроцессор не распознает фигурные скобки {}, отмечающие блок, потому что он использует директивы #else (если есть) и #endif (которая должна быть) для пометки блоков директив.
Эти условные конструкции могут быть вложенными.
Директивы #ifdef и #if можно использовать с #else и #endif таким же образом. Директива #ifndef
опрашивает, является ли последующий идентификатор неопределенным; эта директива противоположна #ifdef. Директива #if больше похожа на обычный оператор if языка Си. За ней следует константное выражение, которое считается истинным, если оно не равно нулю:
#if SYS == "IBM"
#include "ibm.h"
#endif
Одна из целей использования "условной компиляции" - сделать программу более мобильной.
Изменяя несколько ключевых определений в начале файла, вы можете устанавливать различные значения и включать различные файлы для разных систем.
Эти краткие примеры иллюстрируют удивительную способность языка Си изощренно и строго управлять программами.
ЧТО ВЫ ДОЛЖНЫ БЫЛИ УЗНАТЬ В ЭТОЙ ГЛАВЕ
Далее
Содержание
Как определять символьные константы директивой #define: #define FINGERS 10
Как включать другие файлы: #include "albanian.h"
Как определить макрофункцию: #define NEG(X) (-(X))
Когда использовать символические константы: часто.
Когда использовать макрофункции: иногда.
Опасность применения макрофункций: побочные эффекты.
232

ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ
Далее
Содержание
Вопросы
1. Ниже приведены группы операторов, содержащих по одному и более макроопре делений, за которыми следуют строки исходных кодов, использующих эти макро определения. Какой результат получается в каждом случае? Правилен ли он?
a. #define FPM 5280 /* футов в миле */
dist = FPM * miles;
б. #define FEET 4
#define POD FEET + FEET
plort = FEET * POD;
в. #define SIX = 6;
nex = SIX;
г. #define NEW(X) X + 5
у = NEW(y);
berg = NEW(berg) * lob;
est = NEW(berg) / NEW(y);
nilp = lob * NEW(-berg);
2. Подправьте определение в вопросе 1.г, чтобы сделать его более надежным.
3. Определите макрофункцию, которая возвращает минимальное из двух значений.
4. Задайте макроопределение, в котором есть функция whitesp(с) считающая в программе пустые символы.
5. Определите макрофункцию, которая печатает представления значения двух целых выражений.
Ответы
1.
а. dist = 5280 * miles; правильно.
б. plot = 4 * 4 + 4; правильно, но если пользователь на самом деле хотел иметь 4 * (4 + 4), то следовало применять директиву #define POD (FEET + FEET).
в. nex = = 6; неправильно; очевидно, пользователь забыл, что он пишет для препроцессора, а не на языке Си.
г. у - у + 5; правильно.
berg = berg + 5 * lob; правильно, но, вероятно, это нежелательный результат.
est = berg + 5/у + 5; то же самое.
nilp = lob * -berg + 5; то же самое.
2. #define NEW(X) ((X) + 5)
3. #deline MIN(X,Y) ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
233

4. #define WHITESP(C) ((С) == ' ' || (С) == '\n' || (С)) == '\t')
5. #define PR2(X,Y) printf(" X равно %d и Y равно %d.\n", X, Y)
Так как в этом макроопределении Х и Y никогда не используются никакими другими операциями
(такими, как умножение), мы не должны ничего заключать в скобки.
УПРАЖНЕНИЕ
1. Создайте заголовочный файл определений препроцессора, которые вы хотите применять.
МАССИВЫ
МНОГОМЕРНЫЕ МАССИВЫ
ИНИЦИАЛИЗАЦИЯ МАССИВОВ
УКАЗАТЕЛИ И ОПЕРАЦИИ НАД УКАЗАТЕЛЯМИ
СВЯЗЬ МЕЖДУ МАССИВОМ И УКАЗАТЕЛЕМ
ОПЕРАЦИИ
& * (унарные)
Между массивами и указателями существует очень тесная связь, поэтому обычно их рассматривают вместе. Но, прежде чем исследовать эту связь, давайте проверим наши знания о массивах и пополним их, а уж после этого перейдем к изучению связи между массивами и указателями.
МАССИВЫ
Далее
Содержание
Вы уже знаете, что массив представляет собой группу элементов одного типа. Когда нам требуется для работы массив, мы сообщаем об этом компилятору при помощи операторов описания. Для создания массива компилятору необходимо знать тип данных и требуемый класс памяти, т. е. то же самое, что и для простой переменной (называемой "скалярной"). Кроме того,
должно быть известно, сколько элементов имеет массив. Массивы могут иметь те же типы данных и классы памяти, что и простые переменные, и к ним применим тот же принцип умолчания.
Рассмотрим примеры, различных описаний массивов:
/* несколько описаний массивов */
int temp[365]; /* внешний массив из 365 целых чисел */
main( )
{
float rain[365]; /* автоматический массив из 365 чисел типа float */
static char code[12]; /* статический массив из 12 символов */
extern temp[ ]; /* внешний массив; размер указан выше */
}
Как уже упоминалось, квадратные скобки ([ ]) говорят о том, что temp и все остальные идентификаторы являются именами массивов, а число, заключенное в скобки, указывает количество элементов массива. Отдельный элемент массива определяется при помощи его номера, называемого также индексом. Нумерация элементов начинается с нуля, поэтому temp[0]
является первым, а temp[364] последним 365-элементом массива temp. Но все это вам уже должно быть известно, поэтому изучим что-нибудь новое.
234

Инициализация массивов и классы памяти
Далее
Содержание
Для хранения данных, необходимых программе, часто используют массивы. Например, в массиве из 12 элементов можно хранить информацию о количестве дней каждого месяца. В
подобных случаях желательно иметь удобный способ инициализации массива перед началом работы программы. Такая возможность, вообще говоря, существует, но только для статической и внешней памяти. Давайте посмотрим, как она используется.
Мы знаем, что скалярные переменные можно инициализировать в описании типа при помощи таких выражений, как, например:
int fix = 1;
float flах = PI*2;
при этом предполагается, что PI - ранее введенное макроопределение. Можем ли мы делать что-либо подобное с массивом? Ответ не однозначен: и да, и нет.
Внешние и статические массивы можно инициализировать.
Автоматические и регистровые массивы инициализировать нельзя.
Прежде чем попытаться инициализировать массив, давайте посмотрим, чтo там находится, если мы в него ничего не записали.
/* проверка содержимого массива */
main( ) {
int fuzzy[2]; /*автоматический массив */
static int wuzzy[2]; /* статический массив */
printf("%d %d\n", fuzzy[1], wuzzy[1];
}
Программа напечатает
525 0
Полученный результат иллюстрирует следующее правило:
Если ничего не засылать в массив перед началом работы с ним, то внешние и статические массивы инициализируются нулем, а автоматические и статические массивы содержат какой-то "мусор",
оставшийся в этой частя памяти.
Прекрасно! Теперь мы знаем, что нужно предпринять для обнуления статического или внешнего массива - просто ничего не делать. Но как быть, если нам нужны некоторые значения, отличные от нуля, например количество дней в каждом месяце. В этом случае мы можем делать так:
/* дни месяца */
int days[12]=[31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31];
main( )
{
int index;
extern int days[ ]; /* необязательное описание */
for(index = 0; index < 12; index++)
printf(" Месяц %d имеет %d дней.\n", index + 1, days[index]);
}
Результат:
Месяц 1 имеет 31 дней. Месяц 2 имеет 28 дней. Месяц 3 имеет 31 дней.
Месяц 4 имеет 30 дней. Месяц 5 имеет 31 дней. Месяц 6 имеет 30 дней.
Месяц 7 имеет 31 дней. Месяц 8 имеет 31 дней. Месяц 9 имеет 30 дней.
235

Месяц 10 имеет 31 дней. Месяц 11 имеет 30 дней. Месяц 12 имеет 31 дней.
Программа не совсем корректна, поскольку она выдает неправильный результат для второго месяца каждого четвертого года.
Определив массив days[ ] вне тела функции, мы тем самым сделали его внешним. Мы инициировали его списком, заключенным в скобки, используя при этом запятые для разделения элементов списка.
Количество элементов в списке должно соответствовать размеру массива. А что будет, если мы ошиблись в подсчете? Попробуйте переписать последний пример, используя список, который короче, чем нужно (на два элемента):
/* дни месяца */
int days[12]=[31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31];
main( )
{
int index;
extern int days[ ]; /* необязательное описание */
for(index = 0; index < 12; index++)
printf(" Месяц %d имеет %d дней.\n", index + 1, days[index]);
}
В этом случае результат оказывается иным:
Месяц 1 имеет 31 дней.
Месяц 2 имеет 28 дней.
Месяц 3 имеет 31 дней.
Месяц 4 имеет 30 дней.
Месяц 5 имеет 31 дней.
Месяц 6 имеет 30 дней.
Месяц 7 имеет 31 дней.
Месяц 8 имеет 31 дней.
Месяц 9 имеет 30 дней.
Месяц 10 имеет 31 дней.
Месяц 11 имеет 0 дней.
Месяц 12 имеет 0 дней.
Можно видеть, что у компилятора не возникло никаких проблем: просто когда он исчерпал весь список с исходными данными, то стал присваивать всем остальным элементам массива нулевые значения.
Однако в случае излишне большого списка компилятор будет уже не столь "великодушен" к вам,
поскольку посчитает выявленную избыточность ошибкой. Поэтому нет никакой необходимости заранее подвергать себя "насмешкам" компилятора. Надо просто выделить массив, размер которого будет достаточен для размещения списка:
/* дни месяца */
int days[ ]=[31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31];
main( )
{
int index;
extern int days[ ]; /* необязательное описание */
for(index = 0; index < sizeof days/(sizeof (int)); index++)
printf(" Месяц %d имеет %d дней.\n", index + 1, days [index]);
}
К этой программе следует сделать два существенных замечания:
Первое: если вы используете пустые скобки для инициализации массива, то компилятор сам определит количество элементов в списке и выделит для него массив нужного размера.
Второе: оно касается добавления, сделанного п управляющем операторе for. He полагаясь (вполне
236

обоснованно) на свои вычислительные способности, мы возложили задачу подсчета размера массива на компилятор. Оператор sizeof определяет размер в байтах объекта или типа,
следующего за ним. (Мы. уже упоминали об этом в гл. 3.) В нашей вычислительной системе размер каждого элемента типа int равен двум байтам, поэтому для получения количества элементов массива мы делим общее число байтов, занимаемое массивом, на 2. Однако в других системах элемент типа int может иметь иной размер. Поэтому в общем случае выполняется деление на значение переменной sizeof (для элемента типа int). Ниже приведены результаты работы нашей программы:
Месяц 1 имеет 31 дней.
Месяц 2 имеет 28 дней.
Месяц 3 имеет 31 дней.
Месяц 4 имеет 30 дней.
Месяц 5 имеет 31 дней.
Месяц 6 имеет 30 дней.
Месяц 7 имеет 31 дней.
Месяц 8 имеет 31 дней.
Месяц 9 имеет 30 дней.
Месяц 10 имеет 31 дней.
Ну вот, теперь мы получаем точно 10 значений. Наш метод, позволяющий программе самой находить размер массива, не позволил нам напечатать конец массива.
Существует и более короткий способ инициализации массивов, но поскольку он применим только к символьным строкам, мы рассмотрим его в следующей главе.
В заключение мы покажем, что можно присваивать значения элементам массива, относящегося к любому классу памяти. Например, в приведенном ниже фрагменте программы присваиваются четные числа элементам автоматического массива:
/* присваивание значений массиву */
main( )
{
int counter, evens [50];
for(counter = 0; counter < 50; counter++)
evens[counter] = 2 * counter;
}