Справочник функций

Ваш аккаунт

Войти через: 
Забыли пароль?
Регистрация
Информацию о новых материалах можно получать и без регистрации:

Последние темы форума

Показать новые сообщения »

Почтовая рассылка

Подписчиков: 11656
Последний выпуск: 19.06.2015

ЯЗЫК С

Б.В. Керниган,
Д.М. Ричи.
                             - 1 -
     Аннотация
     Язык "C"(произносится "си") - это универсальный язык
программирования, для которого характерны экономичность выра-
жения, современный поток управления и структуры данных, бога-
тый набор операторов. Язык "C" не является ни языком "очень
высокого уровня", ни "большим" языком, и не предназначается
для некоторой специальной области применения. но отсутствие
ограничений и общность языка делают его более удобным и эф-
фективным для многих задач, чем языки, предположительно более
мощные.
      Язык "C", первоначально предназначавшийся для написания
 операционной системы "UNIX" на ЭВМ DEC PDP-11, был разрабо-
 тан и реализован на этой системе Деннисом Ричи. Операционная
 система, компилятор с языка "C" и по существу все прикладные
 программы системы "UNIX" (включая все программное обеспече-
 ние, использованное при подготовке этой книги) написаны на
 "C". Коммерческие компиляторы с языка "C" существуют также
 на некоторых других ЭВМ, включая IBM SYSTEM/370, HONEYWELL
 6000, INTERDATA 8/32. Язык "C", однако, не связан с каки-
 ми-либо определенными аппаратными средствами или системами,
 и на нем легко писать программы, которые можно пропускать
 без изменений на любой ЭВМ, имеющей "C"-компилятор.
      Эта книга предназначена для того, чтобы помочь читателю
 научиться программировать на языке "C". Она содержит учебное
 введение, цель которого - позволить новым пользователям на-
 чать программировать как можно быстрее, отдельные главы по
 всем основным особенностям языка и справочное руководство.
 Обучение построено в основном на чтении, написании и разборе
 примеров, а не голой формулировке правил. Примеры, приводи-
 мые в книге, по большей части являются законченными реальны-
 ми программами, а не отдельными фрагментами. Все примеры бы-
 ли проверены непосредственно с текста книги, где они напеча-
 таны в виде, пригодном для ввода в машину. Кроме указаний о
 том, как сделать использование языка более эффективным, мы
 также пытались, где это возможно, проиллюстрировать полезные
 алгоритмы и принципы хорошего стиля и разумной разработки.
      Настоящая книга не является вводным курсом в программи-
 рование; она предполагает определенное знакомство с основны-
 ми понятиями программирования такими как переменные, опера-
 торы присваивания, циклы, функции. Тем не менее и новичок в
 программировании должен оказаться в состоянии читать подряд
 и освоиться с языком, хотя при этом была бы полезной помощь
 более опытного коллеги.
      По нашему опыту , "C" показал себя приятным, вырази-
 тельным и разносторонним языком на широком множестве разно-
 образных программ. Его легко выучить , и он не теряет своих
 качеств с ростом опыта программиста. Мы надеемся , что эта
 книга поможет вам хорошо его использовать.
     
                           - 2 -
     
      Вдумчивая критика и предложения многих наших друзей и
 коллег очень много добавили как для самой книги, так и для
 нашего удовольствия при ее написании. В частности, Майк Би-
 апси, Джим Блю, Стью Фельдман, Доуг Мак-Илрой, Билл Рум, Боб
 Розин и Ларри Рослер тщательно прочитали множество вариан-
 тов. Мы также обязаны Элю Ахо, Стиву Борну, Дэву Двораку,
 Чаку Хэлею, Дебби Хэлей, Мариону Харрису, Рику Холту, Стиву
 Джонсону, Джону Машею, Бобу Митцу, Ральфу Мьюа, Питеру Нель-
 сону, Эллиоту Пинсону, Биллу Плагеру, Джерри Спиваку, Кену
 Томпсону и Питеру Вейнбергеру за полезные замечания на раз-
 личных этапах и Майку Лоску и Джо Осанна за неоценимую по-
 мощь при печатании книги.
         Брайен В. Керниган
            Деннис М. Ричи
      
     
                           - 3 -
     
                      Содержание
 
       Aннотация ........................................1
 0.1.  Введение   .......................................7
 1.    Учебное введение..................................
 1.1.     Hачинаем.......................................
 1.2.     Переменные и арифметика........................
 1.3.     Оператор FOR...................................
 1.4.     Символические константы........................
 1.5.     Набор полезных программ........................
 1.5.1.     Ввод и вывод символов........................
 1.5.2.     Копирование файла............................
 1.5.3.     Подсчет символов.............................
 1.5.4.     Подсчет строк................................
 1.5.5.     Подсчет слов.................................
 1.6.     Массивы........................................
 1.7.     Функции........................................
 1.8.     Аргументы - вызов по значению..................
 1.9.     Массивы символов...............................
 1.10.    Область действия: внешние переменные...........
 1.11.    Резюме.........................................
 2.    Типы, операции и выражения........................
 2.1.     Имена переменных...............................
 2.2.     Типы и размеры данных..........................
 2.3.     Константы......................................
 2.3.1.     Символьная константа.........................
 2.3.2.     Константное выражение........................
 2.3.3.     Строчная константа...........................
 2.4.     Описания.......................................
 2.5.     Арифметические операции........................
 2.6.     Операции отношения и логические операции.......
 2.7.     Преобразование типов...........................
 2.8.     Операции увеличения и уменьшения...............
 2.9.     Побитовые логические операции..................
 2.10.    Операции и выражения присваивания..............
 2.11.    Условные выражения.............................
 2.12.    Старшинство и порядок вычисления...............
 3.    Поток управления..................................
 3.1.     Операторы и блоки..............................
 3.2.     IF - ELSE......................................
 3.3.     ELSE - IF......................................
 3.4.     Переключатель..................................
 3.5.     Циклы - WHILE и FOR............................
 3.6.     Цикл DO - WHILE................................
 3.7.     Оператор BREAK.................................
 3.8.     Оператор CONTINUE..............................
 3.9.     Оператор GOTO и метки..........................
 4.    Функции и структура программ......................
 4.1.     Основные сведения..............................
 4.2.     Функции, возвращающие нецелые значения.........
 4.3.     Еще об аргументах функций......................
 4.4.     Внешние переменные.............................
 4.5.     Правила, определяющие область действия.........
 4.5.1.     Область действия.............................
 4.6.     Статические переменные.........................
 4.7.     Регистровые переменные.........................
 4.8.     Блочная структура..............................
 4.9.     Инициализация..................................
     
                             - 4 -
     
 4.10.    Рекурсия.......................................
 4.11.    Препроцессор языка "C".........................
 4.11.1.    Включение файлов.............................
 4.11.2.    Mакроподстановка.............................
 5.       Указатели и массивы............................
 5.1.     Указатели и адреса.............................
 5.2.     Указатели и аргументы функций..................
 5.3.     указатели и массивы............................
 5.4.     Адресная арифметика............................
 5.5.     указатели символов и функции...................
 5.6.     Указатели - не целые...........................
 5.7.     Многомерные массивы............................
 5.8.     Массивы указателей; указатели указателей.......
 5.9.     Инициализация массивов указателей..............
 5.10.    Указатели и многомерные массивы................
 5.11.    Командная строка аргументов....................
 5.12.    Указатели на функции...........................
 6.    Структуры.........................................
 6.1.     Основные сведения..............................
 6.2.     Структуры и функции............................
 6.3.     Массивы сруктур................................
 6.4.     Указатели на структуры.........................
 6.5.     Структуры, ссылающиеся на себя.................
 6.6.     Поиск в таблице................................
 6.7.     Поля...........................................
 6.8.     Объединения....................................
 6.9.     Определение типа...............................
 7.    Ввод и вывод......................................
 7.1.     Обращение к стандартной библиотеке.............
 7.2.     Стандартный ввод и вывод - функции  GETCHAR
          и PUTCHAR......................................
 7.3.     Форматный вывод - функция PRINTF...............
 7.4.     Форматный ввод - функция SCANF.................
 7.5.     Форматное преобразование в памяти..............
 7.6.     Доступ к файлам................................
 7.7.     Обработка ошибок - STDERR и EXIT...............
 7.8.     Ввод и вывод строк.............................
 7.9.     Несколько разнообразных функций................
 7.9.1.     Проверка вида символов и преобразования......
 7.9.2.     Функция UNGETC...............................
 7.9.3.     Обращение к системе..........................
 7.9.4.     Управление памятью...........................
 8.    Интерфейс системы UNIX............................
 8.1.     Дескрипторы файлов.............................
 8.2.     Низкоуровневый ввод/вывод - операторы  READ
          и WRITE........................................
 8.3.     Открытие, создание, закрытие и  расцепление
          (UNLINK).......................................
 8.4.     Произвольный доступ - SEEK и LSEEK.............
 8.5.     Пример - реализация функций FOPEN и GETC.......
 8.6.     Пример - распечатка справочников...............
 8.7.     Пример - распределитель памяти.................
     
                             - 5 -
       Приложение а: справочное руководство по языку 'C'.
 9.1.     Введение.......................................
 10.   Лексические соглашения............................
 10.1.    Комментарии....................................
 10.2.    Идентификаторы (имена).........................
 10.3.    Ключевые слова.................................
 10.4.    Константы......................................
 10.4.1.    Целые константы..............................
 10.4.2.    Явные длинные константы......................
 10.4.3.    Символьные константы.........................
 10.4.4.    Плавающие константы..........................
 10.5.    Строки.........................................
 10.6.    Характеристики аппаратных средств..............
 11.   Синтаксическая нотация............................
 12.   Что в имене тебе моем?............................
 13.   Объекты и L-значения..............................
 14.   Преобразования....................................
 14.1.    Символы и целые................................
 14.2.    Типы FLOAT и DOUBLE............................
 14.3.    Плавающие и целочисленные величины.............
 14.4.    Указатели и целые..............................
 14.5.    Целое без знака................................
 14.6.    Арифметические преобразования..................
 15.   Выражения.........................................
 15.1.    Первичные выражения............................
 15.2.    Унарные операции...............................
 15.3.    Мультипликативные операции.....................
 15.4.    Аддитивные операции............................
 15.5.    Операции сдвига................................
 15.6.    Операции отношения.............................
 15.7.    Операции равенства.............................
 15.8.    Побитовая операция 'и'.........................
 15.9.    Побитовая операция исключающего 'или'..........
 15.10.   Побитовая операция включающего 'или'...........
 15.11.   Логическая операция 'и'........................
 15.12.   Операция логического 'или'.....................
 15.13.   Условная операция..............................
 15.14.   Операция присваивания..........................
 15.15.   Операция запятая...............................
 16.   Описания..........................................
 16.1.    Спецификаторы класса памяти....................
 16.2.    Спецификаторы типа.............................
 16.3.    Описатели......................................
 16.4.    Смысл описателей...............................
 16.5.    Описание структур и объединений................
 16.6.    Инициализация..................................
 16.7.    Имена типов....................................
 16.8.    TYPEDEF........................................
 17.   Операторы.........................................
 17.1.    Пператорное выражение..........................
 17.2.    Составной оператор (или блок)..................
 17.3.    Условные операторы.............................
 17.4.    Оператор WHILE.................................
 17.5.    Оператор DO....................................
     
                             - 6 -
 17.6.    Оператор FOR...................................
 17.7.    Оператор SWITCH................................
 17.8.    Оператор BREAK.................................
 17.9.    Оператор CONTINUE..............................
 17.10.   Оператор возврата..............................
 17.11.   Оператор GOTO..................................
 17.12.   Оомеченный оператор............................
 17.13.   Оустой оператор................................
 18.   Внешние определения...............................
 18.1.    Внешнее определение функции....................
 18.2.    Внешние определения данных.....................
 19.   Правила, определяющие область действия............
 19.1.    Лексическая область действия...................
 19.2.    Область действия внешних идентификаторов.......
 20.   Строки управления компилятором....................
 20.1.    Замена лексем..................................
 20.2.    Включение файлов...............................
 20.3.    Условная компиляция............................
 21.   Неявные описания..................................
 22.   Снова о типах.....................................
 22.1.    Структуры и объединения........................
 22.2.    Функции........................................
 22.3.    Массивы, указатели и индексация................
 22.4.    Явные преобразования указателей................
 23.   Константные выражения.............................
 24.   Соображения о переносимости.......................
 25.   Анахронизмы.......................................
 26.   Сводка синтаксических правил......................
 26.1.    Выражения......................................
 26.2.    Описания.......................................
 26.3.    Операторы......................................
 26.4.    Внешние определения............................
 26.5.    Препроцессор...................................
 27.   Присваивание структуры............................
 28.   Тип перечисления..................................
 29.   Таблица изображений непечатных символов языка "C".
          
                             - 7 -
 0.1. Введение.
      Язык "C" является универсальным языком программирова-
 ния. Он тесно связан с операционной системой "UNIX" , так
 как был развит на этой системе и так как "UNIX" и ее прог-
 раммное обеспечение написано на "C". Сам язык , однако, не
 связан с какой-либо одной операционной системой или машиной;
 и хотя его называют языком системного программирования, так
 как он удобен для написания операционных систем, он с равным
 успехом использовался при написании больших вычислительных
 программ, программ для обработки текстов и баз данных.
      Язык "C" - это язык относительно "низкого уровня". В
 такой характеристике нет ничего оскорбительного; это просто
 означает, что "C" имеет дело с объектами того же вида, что и
 большинство ЭВМ, а именно, с символами, числами и адресами.
 Они могут объединяться и пересылаться посредством обычных
 арифметических и логических операций, осуществляемых реаль-
 ными ЭВМ.
      В языке "C" отсутствуют операции, имеющие дело непос-
 редственно с составными объектами, такими как строки симво-
 лов, множества, списки или с массивами, рассматриваемыми как
 целое. Здесь, например, нет никакого аналога операциям PL/1,
 оперирующим с целыми массивами и строками. Язык не предос-
 тавляет никаких других возможностей распределения памяти,
 кроме статического определения и механизма стеков, обеспечи-
 ваемого локальными переменных функций; здесь нет ни
 "куч"(HEAP), ни "сборки мусора", как это предусматривается в
 АЛГОЛЕ-68. Наконец, сам по себе "C" не обеспечивает никаких
 возможностей ввода-вывода: здесь нет операторов READ или
 WRITE и никаких встроенных методов доступа к файлам. Все эти
 механизмы высокого уровня должны обеспечиваться явно вызыва-
 емыми функциями.
      Аналогично, язык "C" предлагает только простые, после-
 довательные конструкции потоков управления: проверки, циклы,
 группирование и подпрограммы, но не мультипрограммирование,
 параллельные операции, синхронизацию или сопрограммы.
      Хотя отсутствие некоторых из этих средств может выгля-
 деть как удручающая неполноценность ("выходит, что я должен
 обращаться к функции, чтобы сравнить две строки символов
 ?!"), но удержание языка в скромных размерах дает реальные
 преимущества. Так как "C" относительно мал, он не требует
 много места для своего описания и может быть быстро выучен.
 Компилятор с "C" может быть простым и компактным. Кроме то-
 го, компиляторы легко пишутся; при использовании современной
 технологии можно ожидать написания компилятора для новой ЭВМ
 за пару месяцев и при этом окажется, что 80 процентов прог-
 раммы нового компилятора будет общей с программой для уже
 существующих компиляторов. Это обеспечивает высокую степень
 мобильности языка. Поскольку типы данных и стуктуры управле-
 ния, имеющиеся в "C", непосредственно поддерживаются боль-
 шинством существующих ЭВМ, библиотека, необходимая во время
 прогона изолированных программ, оказывается очень маленькой.
 На PDP -11, например, она содержит только программы для
 32-битового умножения и деления и для выполнения программ
 ввода и вывода последовательностей. Конечно, каждая реализа-
 ция обеспечивает исчерпывающую, совместимую библиотеку функ-
 ций для выполнения операций ввода-вывода, обработки строк и
 распределения памяти, но так как обращение к ним осуществля-
 ется только явно, можно , если необходимо, избежать их вызо-
 ва; эти функции могут быть компактно написаны на самом "C".
     
                             - 8 -
     
      Опять же из-за того , что язык "C" отражает возможности
 современных компьютеров, программы на "C" оказываются доста-
 точно эффективными, так что не возникает побуждения писать
 вместо этого программы на языке ассемблера. Наиболее убеди-
 тельным примером этого является сама операционная система
 "UNIX", которая почти полностью написана на "C". Из 13000
 строк программы системы только около 800 строк самого низко-
 го уровня написаны на ассемблере. Кроме того, по существу
 все прикладное программное обеспечение системы "UNIX" напи-
 сано на "C"; подавляющее большинство пользователей системы
 "UNIX"(включая одного из авторов этой книги) даже не знает
 языка ассемблера PDP-11.
      Хотя "C" соответствует возможностям многих ЭВМ, он не
 зависит от какой-либо конкретной архитектуры машины и в силу
 этого без особых усилий позволяет писать "переносимые" прог-
 раммы, т.е. программы, которые можно пропускать без измене-
 ний на различных аппаратных средствах. В наших кругах стал
 уже традицией перенос программного обеспечения, разработан-
 ного на системе "UNIX", на системы ЭВМ: HONEYWELL, IBM и
 INTERDATA. Фактически компиляторы с "C" и программное обес-
 печение во время прогона программ на этих четырех системах,
 по-видимому, гораздо более совместимы, чем стандартные вер-
 сии фортрана американского национального института стандар-
 тов (ANSI). Сама операционная система "UNIX" теперь работает
 как на PDP-11, так и на INTERDATA 8/32. За исключением прог-
 рамм, которые неизбежно оказываются в некоторой степени ма-
 шинно-зависимыми, таких как компилятор, ассемблер и отлад-
 чик. Написанное на языке "C" программное обеспечение иден-
 тично на обеих машинах. Внутри самой операционной системы
 7000 строк программы, исключая математическое обеспечение
 языка ассемблера ЭВМ и управления операциями ввода-вывода,
 совпадают на 95 процентов.
      Программистам, знакомым с другими языками, для сравне-
 ния и противопоставления может оказаться полезным упоминание
 нескольких исторических, технических и философских аспектов
 "C".
      Многие из наиболее важных идей "C" происходят от гораз-
 до более старого, но все еще вполне жизненного языка BCPL ,
 разработанного Мартином Ричардсом. Косвенно язык BCPL оказал
 влияние на "C" через язык "B", написанный Кеном Томпсоном в
 1970 году для первой операционной системы "UNIX" на ЭВМ
 PDP-7.
      Хотя язык "C" имеет несколько общих с BCPL характерных
 особенностей, он никоим образом не является диалектом пос-
 леднего. И BCPL и "B" - "безтипные" языки; единственным ви-
 дом данных для них являются машинное слово, а доступ к дру-
 гим объектам реализуется специальными операторами или обра-
 щением к функциям. В языке "C" объектами основных типов дан-
 ных являются символы, целые числа нескольких размеров и чис-
 ла с плавающей точкой. Кроме того, имеется иерархия произ-
 водных типов данных, создаваемых указателями, массивами,
 структурами, объединениями и функциями.
      
                             - 9 -
     
      Язык "C" включает основные конструкции потока управле-
 ния, требуемые для хорошо структуированных программ: группи-
 рование операторов, принятие решений (IF), циклы с проверкой
 завершения в начале (WHILE, FOR) или в конце (DO) и выбор
 одного из множества возможных вариантов (SWITCH). (Все эти
 возможности обеспечивались и в BCPL, хотя и при несколько
 отличном синтаксисе; этот язык предчувствовал наступившую
 через несколько лет моду на структурное программирование).
      В языке "C" имеются указатели и возможность адресной
 арифметики. Аргументы передаются функциям посредством копи-
 рования значения аргумента , и вызванная функция не может
 изменить фактический аргумент в вызывающей программе. Если
 желательно добиться "вызова по ссылке", можно неявно пере-
 дать указатель, и функция сможет изменить объект, на который
 этот указатель указывает. Имена массивов передаются указани-
 ем начала массивов, так что аргументы типа массивов эффек-
 тивно вызываются по ссылке.
      К любой функции можно обращаться рекурсивно, и ее ло-
 кальные переменные обычно "автоматические", т.е. Создаются
 заново при каждом обращении. Описание одной функции не может
 содержаться внутри другой, но переменные могут описываться в
 соответствии с обычной блочной структурой. Функции в "C" -
 программе могут транслироваться отдельно. переменные по от-
 ношению к функции могут быть внутренними, внешними, но из-
 вестными только в пределах одного исходного файла, или пол-
 ностью глобальными. Внутренние переменные могут быть автома-
 тическими или статическими. Автоматические переменные для
 большей эффективности можно помещать в регистры, но объявле-
 ние регистра является только указанием для компилятора и ни-
 как не связано с конкретными машинными регистрами.
      Язык "C" не является языком со строгими типами в смысле
 паскаля или алгола 68. Он сравнительно снисходителен к пре-
 образованию данных, хотя и не будет автоматически преобразо-
 вывать типы данных с буйной непринужденностью языка PL/1.
 Существующие компиляторы не предусматривают никакой проверки
 во время выполнения программы индексов массивов, типов аргу-
 ментов и т.д.
      В тех ситуациях, когда желательна строгая проверка ти-
 пов, используется специальная версия компилятора. Эта прог-
 рамма называется LINT очевидно потому, она выбирает кусочки
 пуха из вашей программы. Программа LINT не генерирует машин-
 ного кода, а делает очень строгую проверку всех тех сторон
 программы, которые можно проконтролировать во время компиля-
 ции и загрузки. Она определяет несоответствие типов, несов-
 местимость аргументов, неиспользованные или очевидным обра-
 зом неинициализированные переменные, потенциальные трудности
 переносимости и т.д. Для программ,которые благополучно про-
 ходят через LINT, гарантируется отсутствие ошибок типа при-
 мерно с той же полнотой, как и для программ, написанных,
 например, на АЛГОЛЕ-68. Другие возможности программы LINT
 будут отмечены, когда представится соответствующий случай.
     
                            - 10 -
     
      Наконец, язык "C", подобно любому другому языку, имеет
 свои недостатки. Некоторые операции имеют неудачное старшин-
 ство; некоторые разделы синтаксиса могли бы быть лучше; су-
 шествует несколько версий языка, отличающихся небольшими де-
 талями. Тем не менее язык "C" зарекомендовал себя как исклю-
 чительно эффективный и выразительный язык для широкого раз-
 нообразия применений программирования.
      Содержание книги организовано следующим образом. Глава
 1 является учебным введением в центральную часть языка "C".
 Цель - позволить читателю стартовать так быстро,как только
 возможно, так как мы твердо убеждены, что единственный спо-
 соб изучить новый язык - писать на нем программы. При этом ,
 однако, предполагается рабочее владение основными элементами
 программирования; здесь не объясняется, что такое ЭВМ или
 компилятор, не поясняется смысл выражений типа N=N+1. Хотя
 мы и пытались, где это возможно, продемонстрировать полезную
 технику программирования. Эта книга не предназначается быть
 справочным руководством по структурам данных и алгоритмам;
 там, где мы вынуждены были сделать выбор, мы концентрирова-
 лись на языке.
      В главах со 2-й по 6-ю различные аспекты "C" излагаются
 более детально и несколько более формально, чем в главе 1,
 хотя ударение по-прежнему делается на разборе примеров за-
 конченных, полезных программ, а не на отдельных фрагментах.
      В главе 2 обсуждаются основные типы данных, операторы и
 выражения. В главе 3 рассматриваются управляющие операторы:
 IF-ELSE ,WHILE ,FOR и т.д. Глава 4 охватывает функции и
 структуру программы - внешние переменные, правила определен-
 ных областей действия описания и т.д. В главе 5 обсуждаются
 указатели и адресная арифметика. Глава 6 содержит подробное
 описание структур и объединений.
      В главе 7 описывается стандартная библиотека ввода-вы-
 вода языка "C", которая обеспечивает стандартный интерфейс с
 операционной системой. Эта библиотека ввода-вывода поддержи-
 вается на всех машинах, на которых реализован "C", так что
 программы, использующие ее для ввода, вывода и других сис-
 темных функций, могут переноситься с одной системы на другую
 по существу без изменений.
      В главе 8 описывается интерфейс между "C" - программами
 и операционной системой "UNIX". Упор делается на ввод-вывод,
 систему файлов и переносимость. Хотя некоторые части этой
 главы специфичны для операционной системы "UNIX", програм-
 мисты, не использующие "UNIX", все же должны найти здесь по-
 лезный материал, в том числе некоторое представление о том,
 как реализована одна версия стандартной библиотеки и предло-
 жения для достижения переносимости программы.
      Приложение A содержит справочное руководство по языку
 "C". Оно является "официальным" изложением синтаксиса и се-
 мантики "C" и (исключая чей-либо собственный компилятор)
 окончательным арбитром для всех двусмысленностей и упущений
 в предыдущих главах.
     
                            - 11 -
     
      Так как "C" является развивающимся языком, реализован-
 ным на множестве систем, часть материла настоящей книги мо-
 жет не соответствовать текущему состоянию разработки на ка-
 кой-то конкретной системе. Мы старались избегать таких проб-
 лем и предостерегать о возможных трудностях. В сомнительных
 случаях, однако, мы обычно предпочитали описывать ситуацию
 для системы "UNIX" PDP-11 , так как она является средой для
 большинства программирующих на языке "C". В приложении а
 также описаны расхождения в реализациях языка "C" на основ-
 ных системах.
      1. Учебное введение.
      Давайте начнем с быстрого введения в язык "C". Наша
 цель - продемонстрировать существенные элементы языка на ре-
 альных программах, не увязая при этом в деталях, формальных
 правилах и исключениях. В этой главе мы не пытаемся изложить
 язык полностью или хотя бы строго (разумеется, приводимые
 примеры будут корректными). Мы хотим как можно скорее довес-
 ти вас до такого уровня, на котором вы были бы в состоянии
 писать полезные программы, и чтобы добиться этого, мы сосре-
 дотачиваемся на основном: переменных и константах, арифмети-
 ке, операторах передачи управления, функциях и элементарных
 сведениях о вводе и выводе. Мы совершенно намеренно оставля-
 ем за пределами этой главы многие элементы языка "C", кото-
 рые имеют первостепенное значение при написании больших
 программ, в том числе указатели, сртуктуры, большую часть из
 богатого набора операторов языка "C", несколько операторов
 передачи управления и несметное количество деталей.
      Такой подход имеет, конечно, свои недостатки. Самым су-
 щественным является то, что полное описание любого конкрет-
 ного элемента языка не излагается в одном месте, а поясне-
 ния, в силу краткости, могут привести к неправильному истол-
 кованию. Кроме того, из-за невозможности использовать всю
 мощь языка, примеры оказываются не столь краткими и элегант-
 ными, как они могли бы быть. И хотя мы старались свести эти
 недостатки к минимуму, все же имейте их ввиду.
      Другой недостаток состоит в том, что последующие главы
 будут неизбежно повторять некоторые части этой главы. Мы на-
 деемся, что такое повторение будет скорее помогать, чем раз-
 дражать.
      Во всяком случае, опытные программисты должны оказаться
 в состоянии проэкстраполировать материал данной главы на
 свои собственные программистские нужды. Начинающие же должны
 в дополнение писать аналогичные маленькие самостоятельные
 программы. И те, и другие могут использовать эту главу как
 каркас, на который будут навешиваться более подробные описа-
 ния, начинающиеся с главы 2.
      1.1. Hачинаем. Единственный способ освоить новый язык
 программирования - писать на нем программы. Первая програм-
 ма, которая должна быть написана, - одна для всех языков:
 напечатать слова : HELLO, WORLD.
      Это - самый существенный барьер; чтобы преодолеть его,
 вы должны суметь завести где-то текст программы, успешно его
 скомпилировать, загрузить, прогнать и найти, где оказалась
 ваша выдача. Если вы научились справляться с этими техничес-
 кими деталями, все остальное сравнительно просто.
     
                            - 12 -
     
      Программа печати "HELLO, WORLD" на языке "C" имеет вид:
      
    MAIN ()
    {
            PRINTF("HELLO, WORLD\N");
    }
      Как пропустить эту программу - зависит от используемой
 вами системы. В частности, на операционной системе "UNIX" вы
 должны завести исходную программу в файле, имя которого
 оканчивается на ".C" , например, HELLO.C , и затем скомпили-
 ровать ее по команде
      
            CC HELLO.C
      
      Если вы не допустили какой-либо небрежности , такой как
 пропуск символа или неправильное написание, компиляция прой-
 дет без сообщений и будет создан исполняемый файл с именем
 а.OUT . Прогон его по команде
      
               A.OUT
      
 приведет к выводу
      
           HELLO, WORLD
      
      На других системах эти правила будут иными; проконсуль-
 тируйтесь с местным авторитетом.
      Упражнение 1-1.
      ---------------
      Пропустите эту программу на вашей системе. Попробуйте
 не включать различные части программы и посмотрите какие со-
 общения об ошибках вы при этом получите.
      Теперь некоторые пояснения к самой программе. Любая
 "C"-программа, каков бы ни был ее размер, состоит из одной
 или более "функций", указывающих фактические операции
 компьютера, которые должны быть выполнены. Функции в языке
 "C" подобны функциям и подпрограммам фортрана и процедурам
 PL/1, паскаля и т.д. В нашем примере такой функцией является
 MAIN. Обычно вы можете давать функциям любые имена по вашему
 усмотрению, но MAIN - это особое имя; выполнение вашей прог-
 раммы начинается сначала с функции MAIN. Это означает, что
 каждая программа должна в каком-то месте содержать функцию с
 именем MAIN. Для выполнения определенных действий функция
 MAIN обычно обращается к другим функциям, часть из которых
 находится в той же самой программе, а часть - в библиотеках,
 содержащих ранее написанные функции.
     
                            - 13 -
     
      Одним способом обмена данными между функциями является
 передача посредством аргументов. Круглые скобки, следующие
 за именем функции, заключают в себе список аргументов; здесь
 маIN - функция без аргументов, что указывается как (). Опе-
 раторы, составляющие функцию, заключаются в фигурные скобки
 { и }, которые аналогичны DO-END в PL/1 или BEGIN-END в ал-
 голе, паскале и т.д. Обращение к функции осуществляется ука-
 занием ее имени, за которым следует заключенный в круглые
 скобки список аргументов. здесь нет никаких операторов CALL,
 как в фортране или PL/1. Круглые скобки должны присутство-
 вать и в том случае, когда функция не имеет аргументов.
 Строка
      
      PRINTF("HELLO, WORLD\N");
      
 является обращением к функции, которое вызывает функцию
 с именем PRINTF и аргуметом "HELLO, WORLD\N". Функция PRINTF
 является библиотечной функцией, которая выдает выходные дан-
 ные на терминал (если только не указано какое-то другое мес-
 то назначения). В данном случае печатается строка символов,
 являющаяся аргументом функции.
      Последовательность из любого количества символов, зак-
 люченных в удвоенные кавычки "...", называется 'символьной
 строкой' или 'строчной константой'. Пока мы будем использо-
 вать символьные строки только в качестве аргументов для
 PRINTF и других функций.
      Последовательность \N в приведенной строке является
 обозначением на языке "C" для 'символа новой строки', кото-
 рый служит указанием для перехода на терминале к левому краю
 следующей строки. Если вы не включите \N (полезный экспери-
 мент), то обнаружите, что ваша выдача не закончится перехо-
 дом терминала на новую строку. Использование последователь-
 ности \N - единственный способ введения символа новой строки
 в аргумент функции PRINTF; если вы попробуете что-нибудь
 вроде
      
          PRINTF("HELLO, WORLD
          ");
      
 то "C"-компилятор  будет печатать злорадные диагностические
 сообщения о недостающих кавычках.
      Функция PRINTF не обеспечивает автоматического перехода
 на новую строку, так что многократное обращение к ней можно
 использовать для поэтапной сборки выходной строки. Наша пер-
 вая программа, печатающая идентичную выдачу, с точно таким
 же успехом могла бы быть написана в виде
      
     MAIN()
     {
             PRINTF("HELLO, ");
             PRINTF("WORLD");
             PRINTF("\N");
     }
     
     
                            - 14 -
      
      Подчеркнем, что \N представляет только один символ. Ус-
 ловные 'последовательности', подобные \N , дают общий и до-
 пускающий расширение механизм для представления трудных для
 печати или невидимых символов. Среди прочих символов в языке
 "C" предусмотрены следующие: \т - для табуляции, \B - для
 возврата на одну позицию, \" - для двойной кавычки и \\ для
 самой обратной косой черты.
      Упражнение 1-2.
      ---------------
      Проведите эксперименты для того, чтобы узнать что прои-
 зойдет, если в строке, являющейся аргументом функции PRINTF
 будет содержаться \X, где X - некоторый символ, не входящий
 в вышеприведенный список.
     1.2. Переменные и арифметика.
      Следующая программа печатает приведенную ниже таблицу
 температур по Фаренгейту и их эквивалентов по стоградусной
 шкале Цельсия, используя для перевода формулу
      
          C = (5/9)*(F-32).
     0       -17.8
    20        -6.7
    40         4.4
    60        15.6
   ...         ...
   260       126.7
   280       137.8
   300       140.9
      
       Теперь сама программа:
      
    /* PRINT FAHRENHEIT-CELSIUS TABLE
    FOR F = 0, 20, ..., 300 */
    MAIN()
    {
    INT LOWER, UPPER, STEP;
    FLOAT FAHR, CELSIUS;
    LOWER = 0;  /* LOWER LIMIT OF TEMPERATURE
    TABLE */
    UPPER =300; /* UPPER LIMIT */
    STEP  = 20; /* STEP SIZE */
    FAHR = LOWER;
    WHILE (FAHR = '0' && C = '0' && C = '0' && C  0  */
  INT X,N;
  {
     INT I, P;
     P = 1;
     FOR (I =1; I  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 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 

[ Далее ]

Оставить комментарий

Комментарий:
можно использовать BB-коды
Максимальная длина комментария - 4000 символов.
 

Комментарии

1.
65K
18 октября 2010 года
NikMih
0 / / 18.10.2010
+1 / -0
Мне нравитсяМне не нравится
19 октября 2010, 13:06:31
Читать текст с экрана лично мне неудобно, читать в сети вдвойне неудобно, ссылка нужна для скачивания книги.
Реклама на сайте | Обмен ссылками | Ссылки | Экспорт (RSS) | Контакты
Добавить статью | Добавить исходник | Добавить хостинг-провайдера | Добавить сайт в каталог