Файл: В., Фомин С. С. Курс программирования на языке Си Учебник.docx

указателя; аддитивные операции и операции сравнений. Рассмотрим перечисленные операции подробнее.

Операция присваивания предполагает, что слева от знака опера­ции присваивания помещено имя указателя, справа - указатель, уже имеющий значение, либо константа NULL, определяющая условное нулевое значение указателя, либо адрес любого объекта того же ти­па, что и указатель слева.

Если для имен действуют описания предыдущих примеров, то до­пустимы операторы:

i=&date; k=i;

z=NULL;

Комментируя эти операторы, напомним, что выражение *имя_ указателя позволяет получить значение, находящееся по адресу, ко­торый определяет указатель. В предыдущих примерах было опреде­лено значение переменной date (1937), затем ее адрес присвоен ука­зателю i и указателю k, поэтому значением *k является целое 1937. Обратите внимание, что имя переменной date и разыменования *i, *k указателей i, k обеспечивают в этом примере доступ к одному и тому же участку памяти, выделенному только для переменной date. Любая из операций *k=выражение, *i=выражение, date=выражение приведет к изменению содержимого одного и того же участка в па­мяти ЭВМ.

Иногда требуется присвоить указателю одного типа значение указателя (адрес объекта) другого типа. В этом случае использует­ся «приведение типов», механизм которого понятен из следующего примера:

char *z; /* z- указатель на символ */

int *k; /* k - указатель на целое */

z=(char *)k; /* Преобразование указателей */

Подобно любым переменным, переменная типа указатель имеет имя, собственный адрес в памяти и значение. Значение можно ис­пользовать, например печатать или присваивать другому указате­лю, как это сделано в рассмотренных примерах. Адрес указателя может быть получен с помощью унарной операции &. Выражение &имя_указателя определяет, где в памяти размещен указатель. Со­держимое этого участка памяти является значением указателя. Со­отношение между именем, адресом и значением указателя иллюст­рирует рис. 4.3.

&А - адрес указателя	Значение	Адрес объекта	Значение
	указателя	(Значение указателя А)	объекта

Указатель А указателем А


*A - объект, адресуемый


Рис. 4.3. Имя, адрес и значение указателя




С помощью унарных операций '++' и '—' числовые (арифмети­ческие) значения переменных типа указатель меняются по-разному в зависимости от типа данных, с которыми связаны эти переменные. Если указатель связан с типом char, то при выполнении операций '++' и '—' его числовое значение изменяется на 1 (указатель z в рас­смотренных примерах). Если указатель связан с типом int (указа­тели i, k), то операции ++i, i++, —k, k— изменяют числовые зна­чения указателей на 2. Указатель, связанный с типом float или long унарными операциями '++', '—', изменяется на 4. Размеры участков памяти указаны в соответствии с примечанием на стр. 142. Таким образом, при изменении указателя на единицу указатель «переходит к началу» следующего (или предыдущего) поля той длины, которая определяется типом.

Аддитивные операции по-разному применимы к указателям, точнее имеются некоторые ограничения при их использовании. Две переменные типа указатель нельзя суммировать, однако к ука­зателю можно прибавить целую величину. При этом вычисляемое значение зависит не только от значения прибавляемой целой вели­чины, но и от типа объекта, с которым связан указатель. Например, если указатель, как в примере, относится к целочисленному объек­ту типа int, то прибавление к нему единицы увеличивает реальное значение на 2, то есть выполняется «переход» к адресу следующего участка.

В отличие от операции сложения, операция вычитания примени­ма не только к указателю и целой величине, но и к двум указателям на объекты одного типа. С ее помощью можно находить разность (со знаком) двух указателей (одного типа) и тем самым определять «расстояние» между размещением в памяти двух объектов. При этом «расстояние» вычисляется в единицах, кратных «длине» от­дельного элемента данных того типа, к которому отнесен указатель.

Например, после выполнения операторов

int x[5], *i, *k, j;

i=&x[0]; k=&x[4]; j=k-i;

j принимает значение 4, а не 8, как можно было бы предположить, исходя из того, что каждый элемент массива x[ ] занимает два байта.

В данном примере разность указателей присвоена переменной типа int. Однако тип разности указателей определяется по-разному в зависимости от особенностей компилятора и аппаратной платфор­мы. Чтобы сделать язык Си независимым от реализаций, в заголо­вочном файле stddef.h определено имя (название) ptrdiff_t, с по­мощью которого обозначается тип разности указателей в конкретной реализации.

В следующей программе используется рассмотренная возмож­ность однозначного задания типа разности указателей. Программа будет корректно выполняться со всеми компиляторами, соответ­ствующими стандартам языка Си.

#include

#include void main()

{

int x[5];

int *i,*k;

ptrdiff_t j;

i=&x[0];

k=&x[4];

j=k-i;

printf(“\nj=%d”,(int)j);

}

Результат будет таким:

j=4

Арифметические операции и указатели. Унарные адресные опе­рации '&' и '*' имеют более высокий приоритет, чем арифметиче­ские операции. Рассмотрим следующий пример, иллюстрирующий это правило:

параметров функции может заканчиваться запятой с последующим многоточием «...». Многоточие обозначает возможность обращаться к функции с большим количеством параметров, чем явно указано в спецификации параметров. Такая возможность должна быть «под­креплена» специальными средствами в теле функции. В следующих параграфах этой главы особенности подготовки функций с перемен­ным количеством аргументов будут подробно рассмотрены. Сейчас отметим, что мы уже хорошо знакомы с двумя библиотечными функциями, допускающими изменяемое количество аргументов. Вот их заголовки:

int printf (char * format, ...)

int scanf (char * format, ...)

Указанные функции форматированного вывода и форматиро­ванного ввода позволяют применять теоретически неограниченное количество аргументов. Обязательным является только параметр char * format - «форматная строка», внутри которой с помощью спецификаций преобразования определяется реальное количество аргументов, участвующих в обменах.

Тело_функции - это часть определения функции, ограниченная фигурными скобками и непосредственно размещенная вслед за заголовком функции. Тело функции может быть либо составным оператором, либо блоком. Напоминаем, что, в отличие от состав­ного оператора, блок включает определения объектов (переменных, массивов и т. д.). Особенность языка Си состоит в невозможности определить внутри тела функции иную функцию. Другими словами, определения функций не могут быть вложенными.

Обязательным, но не всегда явно используемым оператором тела функции является оператор возврата из функции в точку вызова, имеющий две формы:

return;

return выражение;

Первая форма соответствует завершению функции, не возвращаю­щей никакого значения, то есть функции, перед именем которой в ее определении указан тип void. Выражение во второй форме операто­ра return должно иметь тип, указанный перед именем функции в ее определении, либо иметь тип, допускающий автоматическое преоб­разование к типу возвращаемого функцией значения.

Мы отметили обязательность оператора возврата из тела функ­ции, однако оператор return программист может явно не использо­вать в теле функции, возвращающей значение типа void (ничего не возвращающей). В этом случае компилятор автоматически добав­ляет оператор return в конец тела функции перед закрывающейся фигурной скобкой «}».

Итак, в языке Си допустимы функции и с параметрами, и без параметров, функции, возвращающие значения указанного типа и ничего не возвращающие.

Описание функции и ее тип. Для корректного обращения к функ­ции сведения о ней должны быть известны компилятору, то есть до вызова функции в том же файле стандартом рекомендуется поме­щать ее определение или описание. Для функции описанием служит ее прототип:

тип имя_функции (спецификация_параметров);

В отличие от заголовка функции, в ее прототипе могут не ука­зываться имена параметров. Например, допустимы и эквивалентны следующие прототипы одной и той же функции:

double f (int n, float x);

double f (int, float);

Вызов функции. Для обращения к функции используется выра­жение с операцией «круглые скобки»:

обозначение_функции (список_аргументов)

Операндами операции '( )' служат обозначение_функции и список_ аргументов. Наиболее естественное и понятное обозначение_функ- ции - это ее имя. Кроме того, функцию можно обозначить, разыме­новав указатель на нее. Так как указатели на функции мы еще не ввели (см. следующие параграфы этой главы), то ограничимся пока для обозначения функций их именами.

Список аргументов - это список выражений, количество которых равно числу параметров функции (исключение составляют функ­ции с переменным количеством аргументов). Соответствие между параметрами и аргументами устанавливается по их взаимному рас­положению в списках. Порядок вычисления значений аргументов (слева направо или справа налево) стандарт языка Си не определяет.

Между параметрами и аргументами должно быть соответствие по типам. Лучше всего, когда тип аргумента совпадает с типом па­раметра. В противном случае компилятор автоматически добавляет команды преобразования типов, что возможно только в том случае, если такое приведение типов допустимо. Например, пусть опреде­лена функция с прототипом:

int g(int, long);

Далее в программе использован вызов:

g(3.0+m, 6.4e+2)

Оба аргумента в этом вызове имеют тип double. Компилятор, ориентируясь на прототип функции, автоматически предусмотрит такие преобразования:

g((int)(3.0+m), (long) 6.4e+2)

Так как вызов функции является выражением, то после выполне­ния операторов тела функции в точку вызова возвращается некото­рое значение, тип которого строго соответствует типу, указанному перед именем функции в ее определении (и прототипе). Например, функция

float ft(double x, int n) {

if (x
return n;

}

всегда возвращает значение типа float. В выражения, помещенные в операторы return, компилятор автоматически добавит средства для приведения типов, то есть получим (невидимые программисту) операторы:

return (float) x;

return (float) n;

Особое внимание нужно уделить правилам передачи параметров при обращении к функциям. Синтаксис языка Си предусматривает только один способ передачи параметров - передачу по значениям. Это означает, что параметры функции локализованы в ней, то есть недоступны вне определения функции, и никакие операции над па­раметрами в теле функции не изменяют значений аргументов.

Передача параметров по значению предусматривает следующие шаги:

1. 
   При компиляции функции (точнее, при подготовке к ее вы­полнению) выделяются участки памяти для параметров, то есть параметры оказываются внутренними объектами функ­ции. При этом для параметров типа float формируются объ­екты типа double, а для параметров типов char и short int соз­даются объекты типа int. Если параметром является массив, то формируется указатель на начало этого массива и он служит представлением массива-параметра в теле функции.
   
2. 
   Вычисляются значения выражений, использованных в качест­ве аргументов при вызове функции.
   
3. 
   Значения выражений-аргументов заносятся в участки памяти, выделенные для параметров функции. При этом float преоб­разуется в double, а char и short int - в тип int (см. п. 1).
   
4. 
   В теле функции выполняется обработка с использованием значений внутренних объектов-параметров, и результат пере­дается в точку вызова функции как возвращаемое ею значение.
   
5. 
   Никакого влияния на аргументы (на их значения) функция не оказывает.
   
6. 
   После выхода из функции освобождается память, выделенная для ее параметров.
   

Вызов функции всегда является выражением, однако размеще­ние такого выражения в тексте программы зависит от типа возвра­щаемого функцией значения. Если в качестве типа возвращаемого значения указан тип void, то функция является функцией без воз­вращаемого результата. Такая функция не может входить ни в какие выражения, требующие значения, а должна вызываться в виде от­дельного выражения-оператора:

имя_функции (список_аргументов);

Например, следующая функция возвращает значение типа void:

void print(int gg, int mm, int dd)

{

printf("\n год: %d",gg);

printf(",\t месяц: %d,",mm);

printf(",\t день: %d.", dd);

}