Язык С (Керниган, Ричи). Язык сиБ. В. Керниган, Д. М. Ричи
 Скачать 1.46 Mb.
|
|
15.6. Операции отношения Операции отношения группируются слева направо, но этот факт не очень полезен; выражение A Операции < (меньше), > (больше), <= (меньше или равно) и >= (больше или равно) все дают 0, если указанное отношение ложно, и 1, если оно истинно. Результат имеет тип ITN. Выполняются обычные арифметические преобразования. Могут сравниваться два указателя; результат зависит от относительного расположения указываемых объектов в адресном пространстве. Сравнение указателей переносимо только в том случае, если указатели указывают на объекты из одного и того же массива. 15.7. Операции равенства Выражение-равенства: выражение == выражение выражение != выражение Операции == (равно) и != (не равно) в точности аналогичны операциям отношения, за исключением того, что они имеют более низкий уровень старшинства. (Поэтому значение выражения A «Язык С» Б.В. Керниган, Д.М. Ричи 197 Гарантируется, что указатель, которому присвоено значение 0, не указывает ни на какой объект и на самом деле оказывается равным 0; общепринято считать такой указатель нулем. 15.8. Побитовая операция ‘и’ Выражение-и: выражение & выражение Операция & является ассоциативной, и включающие & выражения могут быть переупорядочены. Выполняются обычные арифметические преобразования; результатом является побитовая функция ‘и’ операндов. Эта операция применима только к операндам целочисленного типа. 15.9. Побитовая операция исключающего ‘или’ Выражение- исключающего-или: выражение ^ выражение Операция ^ является ассоциативной, и включающие ^ выражения могут быть переупорядочены. выполняются обычные арифметические преобразования; результатом является побитовая функция исключающего ‘или’ операндов. Операция применима только к операндам целочисленного типа. 15.10. Побитовая операция включающего ‘или’ Выражение- включающего-или: выражение \! Выражение Операция \! Является ассоциативной, и содержащие \! Выражения могут быть переупорядочены. выполняются обычные арифметические преобразования; результатом является побитовая функция включающего ‘или’ операндов. Операция применима только к операндам целочисленного типа. 15.11. Логическая операция ‘и’ Выражение-логического-и: выражение && выражение Операция && группируется слева направо. Она возвращает 1, если оба ее операнда отличны от нуля, и 0 в противном случае. В отличие от & операция && гарантирует вычисление слева направо; более того, если первый операнд равен 0, то значение второго операнда вообще не вычисляется. Операнды не обязаны быть одинакового типа, но каждый из них должен быть либо одного из основных типов, либо указателем. результат всегда имеет тип ITN. 15.12. Операция логического ‘или’ Выражение-логического-или: выражение \!\! выражение Операция \!\! Группируется слева направо. Она возвращает 1, если один из операндов отличен от нуля, и 0 в противном случае. В отличие от операции \! 198 «Язык С» Б.В. Керниган, Д.М. Ричи Операция \!\! Гарантирует вычисление слева направо; более того, если первый операнд отличен от нуля, то значение второго операнда вообще не вычисляется. Операнды не обязаны быть одинакового типа, но каждый из них должен быть либо одного из основных типов, либо указателем. Результат всегда имеет тип INT. 15.13. Условная операция Условное-выражение: выражение ? выражение : выражение Условные выражения группируются слево направо. Вычисляется значение первого выражения, и если оно отлично от нуля, то результатом будет значение второго выражения; в противном случае результатом будет значение третьего выражения. Если это возможно, проводятся обычные арифметические преобразования, с тем, чтобы привести второе и третье выражения к общему типу; в противном случае, если оба выражения являются указателями одинакового типа, то результат имеет тот же тип; в противном случае одно выражение должно быть указателем, а другое - константой 0, и результат будет иметь тип указателя. Вычисляется только одно из второго и третьего выражений. 15.14. Операция присваивания Имеется ряд операций присваивания, каждая из которых группируется слева направо. Все операции требуют в качестве своего левого операнда L- значение, а типом выражения присваивания является тип его левого операнда. Значением выражения присваивания является значение, хранимое в левом операнде после того, как присваивание уже будет произведено. Две части составной операции присваивания являются отдельными лексемами. Выражение-присваивания: L-значение = выражение L-значение += выражение L-значение -= выражение L-значение *= выражение L-значение /= выражение L-значение %= выражение L-значение >>= выражение L-значение <<= выражение L-значение &= выражение L-значение ^= выражение L-значение \!= выражение Когда производится простое присваивание C’=’, значение выражения заменяет значение объекта, на которое ссылается L-значение. Если оба операнда имеют арифметический тип, то перед присваиванием правый операнд преобразуется к типу левого операнда. «Язык С» Б.В. Керниган, Д.М. Ричи 199 О свойствах выражения вида E1 оп = E2, где Oп - одна из перечисленных выше операций, можно сделать вывод, если учесть, что оно эквивалентно выражению E1 = E1 оп (E2); однако выражение E1 вычисляется только один раз. В случае операций += и -= левый операнд может быть указателем, причем при этом (целочисленный) правый операнд преобразуется таким образом, как объяснено в п. 15.4; все правые операнды и все отличные от указателей левые операнды должны иметь арифметический тип. Используемые в настоящее время компиляторы допускают присваивание указателя целому, целого указателю и указателя указателю другого типа. такое присваивание является чистым копированием без каких-либо преобразований. Такое употребление операций присваивания является непереносимым и может приводить к указателям, которые при использовании вызывают ошибки адресации. Тем не менее гарантируется, что присваива- ние указателю константы 0 дает нулевой указатель, который можно отличать от указателя на любой объект. 15.15. Операция запятая Выражение-с-запятой: выражение , выражение Пара выражений, разделенных запятой, вычисляется слева направо и значение левого выражения отбрасывается. Типом и значением результата является тип и значение правого операнда. Эта операция группируется слева направо. В контексте, где запятая имеет специальное значение, как, например, в списке фактических аргументов функций (п. 15.1) Или в списках ини- циализаторов (п. 16.6), Операция запятая, описываемая в этом разделе, может появляться только в круглых скобках; например, функция F(A,(T=3,T+2),C) имеет три аргумента, второй из которых имеет значение 5. 16. Описания Описания используются для указания интерпретации, которую язык “C” будет давать каждому идентификатору; они не обязательно резервируют память, соответствующую идентификатору. Описания имеют форму Описание: спецификаторы-описания список-описателей необ; Описатели в списке описателей содержат описываемые идентификаторы. Спецификаторы описания представляют собой последовательность спецификаторов типа и спецификаторов класса памяти. Спецификаторы-описания: спецификатор-типа спецификаторы-описания 200 «Язык С» Б.В. Керниган, Д.М. Ричи необ спецификатор-класса-памяти спецификатор-описания необ список должен быть самосогласованным в смысле, описываемом ниже. 16.1. Спецификаторы класса памяти Ниже перечисляются спецификаторы класса памяти: Спецификатор- класса-памяти: AUTO STATIC EXTERN REGISTER TYPEDEF Спецификатор TYPEDEF не реализует памяти и называется “спецификатором класса памяти” только по синтаксическим соображениям; это обсуждается в п. 16.8. Смысл различных классов памяти был обсужден в п. 12. Описания AUTO, STATIC и REGISTER служат также в качестве определений в том смысле, что они вызывают резервирование нужного количества памяти. В случае EXTERN должно присутствовать внешнее определение (п. 18) Указываемых идентификаторов где-то вне функции, в которой они описаны. Описание REGISTER лучше всего представлять себе как описание AUTO вместе с намеком компилятору, что описанные таким образом переменные будут часто использоваться. Эффективны только несколько первых таких описаний. Кроме того, в регистрах могут храниться только переменные определенных типов; на PDP-11 это INT, CHAR или указатель. Существует и другое ограничение на использование регистровых переменных: к ним нельзя применять операцию взятия адреса &. При разумном использовании регистровых описаний можно ожидать получения меньших по размеру и более быстрых программ, но улучшение в будущем генерирования кодов может сделать их ненужными. Описание может содержать не более одного спецификатора класса памяти. Если описание не содержит спецификатора класса памяти, то считается, что он имеет значение AUTO, если описание находится внутри некоторой функции, и EXTERN в противном случае. исключение: функции никогда не бывает автоматическими. 16.2. Спецификаторы типа Ниже перечисляются спецификаторы типа. Спецификатор-типа: CHAR «Язык С» Б.В. Керниган, Д.М. Ричи 201 SHORT INT LONG UNSIGNED FLOAT DOUBLE спецификатор-структуры-или-объединения определяющее-тип- имя Слова LONG, SHORT и USIGNED можно рассматривать как при- лагательные; допустимы следующие комбинации: SHORT INT LONG INT USIGNED INT LONG FLOAT Последняя комбинация означает то же, что и DOUBLE. В остальном описание может содержать не более одного спецификатора типа. Если описание не содержит спецификатора типа, то считается, что он имеет значение INT. Спецификаторы структур и объединений обсуждаются в п. 16.5; Описания с определяющими тип именами TYPEDEF обсуждаются в п. 16.8. 16.3. Описатели Входящий в описание список описателей представляет собой последовательность разделенных запятыми описателей, каждый из которых может иметь инициализатор. Список-описателей: инициализируемый-описатель инициализируемый- описатель, список-описателей инициализируемый-описатель: описатель- инициализатор необ Инициализаторы описываются в п. 16.6. Спецификаторы и описания указывают тип и класс памяти объектов, на которые ссылаются описатели. Описатели имеют следующий синтаксис: описатель: идентификатор ( описатель ) * описатель описатель () описатель [константное-выражение необ] Группирование такое же как и в выражениях. 16.4. Смысл описателей Каждый описатель рассматривается как утверждение того, что когда конструкция той же самой формы, что и описатель, появляется в выражении, 202 «Язык С» Б.В. Керниган, Д.М. Ричи то она выдает объект указанного типа и указанного класса памяти. Каждый описатель содержит ровно один идентификатор; это именно тот идентификатор, который и описывается. Если в качестве описателя появляется просто идентификатор, то он имеет тип, указываемый в специфицирующем заголовке описания. Описатель в круглых скобках идентичен описателю без круглых скобок, но круглые скобки могут изменять связи в составных описателях. Примеры смотри ниже. Представим себе описание T DI где T - спецификатор типа (подобный INT и т.д.), а DI - описатель. Предположим, что это описание приводит к тому, что соответствующий идентификатор имеет тип “...T”, где “...” пусто, если DI просто отдельный идентификатор (так что тип X в “INT X” просто INT). Тогда , если DI имеет форму *D то содержащийся идентификатор будет иметь тип “... Указатель на T”. Если DI имеет форму D() то содержащийся идентификатор имеет тип “... Функция, возвращающая T”. Если DI имеет форму D[константное-выражение] или D[ ] то содержащийся идентификатор имеет тип “...массив T”. В первом случае константным выражением является выражение, значение которого можно определить во время компиляции и которое имеет тип INT. (Точное определение константного выражения дано в п. 23). Когда несколько спецификаций вида “мас- сив из” оказываются примыкающими, то создается многомерный массив; константное выражение, задающее границы массивов, может отсутствовать только у первого члена этой последовательности. Такое опускание полезно, когда массив является внешним и его фактическое определение, которое выделяет память, приводится в другом месте. Первое константное выражение может быть опущено также тогда, когда за описателем следует инициализация. В этом случае размер определяется по числу приведенных инициализируемых элементов. Массив может быть образован из элементов одного из основных типов, из указателей, из структур или объединений или из других массивов (чтобы образовать многомерный массив). Не все возможности, которые разрешены с точки зрения указанного выше «Язык С» Б.В. Керниган, Д.М. Ричи 203 синтаксиса, фактически допустимы. Имеются следующие ограничения: функции не могут возвращать массивы, структуры, объединения или функции, хотя они могут возвращать указатели на такие вещи; не существует массивов функций, хотя могут быть массивы указателей на функции. Анало- гично, структуры или объединения не могут содержать функцию, но они могут содержать указатель на функцию. В качестве примера рассмотрим описание INT I, *IP, F(), *FIP(), (*PFI)(); в котором описывается целое I, указатель IP на целое, функция F, возвращающая целое, функция FIP, возвращающая указатель на целое, и указатель PFI на функцию, которая возвращает целое. Особенно полезно сравнить два последних описателя. Связь в *FIP() можно представить в виде *(FIP()), так что описанием предпо- лагается, а такой же конструкцией в выражении требуется обращение к функции FIP и последующее использование косвенной адресации для выдачи с помощью полученного результата (указателя) целого. В описателе (*PFI)() дополнительные скобки необходимы, поскольку они точно так же, как и в выражении, указывают, что косвенная адресация через указатель на функцию выдает функцию, которая затем вызывается; эта вызванная функция возвращает целое. В качестве другого примера приведем описание FLOAT FA[17], *AFP[17]; в котором описывается массив чисел типа FLOAT и массив указателей на числа типа FLOAT. Наконец, STATIC INT X3D[3][5][7]; описывает статический трехмерный массив целых размером 3*5*7. более подробно, X3D является массивом из трех элементов; каждый элемент является массивом пяти массивов; каждый последний массив является массивом из семи целых. Каждое из выражений X3D, X3D[I], X3D[I][J] и X3D[I][J][K] может разумным образом появляться в выражениях. Первые три имеют тип “массив”, последнее имеет тип INT. 16.5. Описание структур и объединений Структура - это объект, состоящий из последовательности именованных членов. каждый член может быть произвольного типа. Объединение - это объект, который в данный момент может содержать любой из нескольких членов. Спецификаторы и объединения имеют одинаковую форму. Спецификатор-структуры-или-объединения структура-или-объединение \( список-описаний-структуры\) идентификатор структуры-или-объединения \(список-описаний-структуры\) 204 «Язык С» Б.В. Керниган, Д.М. Ричи идентификатор структуры-или-объединения Структура-или-объединение: STRUCT UNION Список-описаний-структуры является последовательностью описаний членов структуры или объединения: Список-описаний-структуры: описание-структуры описание- структуры список-описаний-структуры описание-структуры: спецификатор-типа список-описателей-структуры список-описателей-структуры: описатель-структуры описатель-структуры, список-описателей-структуры В обычном случае описатель структуры является просто описателем члена структуры или объединения. Член структуры может также состоять из специфицированного числа битов. Такой член называется также полем; его длина отделяется от имени поля двоеточием. Описатель-структуры: описатель описатель: константное выражение : константное выражение Внутри структуры описанные в ней объекты имеют адреса, которые увеличиваются в соответствии с чтением их описаний слева направо. Каждый член структуры, который не является полем, начинается с адресной границы, соответствующей его типу; следовательно в структуре могут оказаться неименованные дыры. Члены, являющиеся полями, помещаются в машинные целые; они не перекрывают границы слова. Поле, которое не умещается в оставшемся в данном слове пространстве, помещается в следующее слово. Поля выделяются справа налево на PDP-11 и слева направо на других машинах. Описатель структуры, который не содержит описателя, а только двоеточие и ширину, указывает неименованное поле, полезное для заполнения свободного пространства с целью соответствия задаваемых извне схемам. Специальный случай неименованного поля с шириной 0 используется для указания о выравнивании следующего поля на границу слова. При этом пред- полагается, что “следующее поле” действиетльно является полем, а не обычным членом структуры, поскольку в последнем случае выравнивание осуществляется автоматически. Сам язык не накладывает ограничений на типы объектов, описанных как поля, но от реализаций не требуется обеспечивать что-либо отличное от целых полей. Более того, даже поля типа INT могут рассматриваться как неимеющие знака. На PDP-11 поля не имеют знака и могут принимать только целые значения. «Язык С» Б.В. Керниган, Д.М. Ричи 205 Во всех реализациях отсутствуют массивы полей и к полям не применима операция взятия адреса &, так что не существует и указателей на поля. Объединение можно представить себе как структуру, все члены которой начинаются со смещения 0 и размер которой достаточен, чтобы содержать любой из ее членов. В каждый момент объединение может содержать не более одного из своих членов. Спецификатор структуры или объединения во второй форме, т.е. Один из STRUCT идентификатор \(список-описаний-структуры\) UNION идентификатор \(список-описаний-структуры\) описывает идентификатор в качестве ярлыка структуры (или ярлыка объединения) структуры, специфицированной этим списком. Последующее описание может затем использовать третью форму спецификатора, один из STRUCT идентификатор UNION идентификатор Ярлыки структур дают возможность определения структур, которые ссылаются на самих себя; они также позволяют неоднократно использовать приведенную только один раз длинную часть описания. Запрещается описывать структуру или объединение, которые содержат образец самого себя, но структура или объединение могут содержать указатель на структуру или объединение такого же вида, как они сами. Имена членов и ярлыков могут совпадать с именами обычных переменных. Однако имена ярлыков и членов должны быть взаимно различными. Две структуры могут иметь общую начальную последовательность членов; это означает, что тот же самый член может появиться в двух различных структурах, если он имеет одинаковый тип в обеих структурах и если все предыдущие члены обеих структур одинаковы. (Фактически компилятор только проверяет, что имя в двух различных структурах имеет одинаковый тип и одинаковое смещение, но если предшествующие члены отличаются, то конструкция оказывается непереносимой). Вот простой пример описания структуры: STRUCT TNODE \( CHAR TWORD[20]; INT COUNT; STRUCT TNODE *LEFT; STRUCT TNODE *RIGHT; \); Такая структура содержит массив из 20 символов, целое и два указателя на подобные структуры. Как только приведено такое описание, описание STRUCT TNODE S, *SP; 206 «Язык С» Б.В. Керниган, Д.М. Ричи говорит о том, что S является структурой указанного вида, а SP является указателем на структуру указанного вида. При наличии этих описаний выражение SP->COUNT ссылается к полю COUNT структуры, на которую указывает SP; выражение S.LEFT ссылается на указатель левого поддерева в структуре S, а выражение S.RIGHT->TWORD[0] ссылается на первый символ члена TWORD правого поддерева из S. |