Читать онлайн «Язык программирования Си. Издание 3-е, исправленное». Страница 54

Идентификаторы, или имена, ссылаются на разные объекты (в оригинале - things. - Примеч. ред.): функции; теги структур, объединений и перечислений; элементы структур или объединений; typedef-имена; метки и объекты. Объектом (называемым иногда переменной) является часть памяти, интерпретация которой зависит от двух главных характеристик: класса памяти н ее типа. Класс памяти сообщает о времени жизни памяти, связанной с идентифицируемым объектом, тип определяет, какого рода значения находятся в объекте. С любым именем ассоциируются своя область видимости (т. е. тот участок программы, где это имя известно) и атрибут связи, определяющий, обозначает ли это имя в другом файле тот же самый объект или функцию. Область видимости и атрибут связи обсуждаются в A11.

Существуют два класса памяти: автоматический и статический. Несколько ключевых слов в совокупности с контекстом объявлений объектов специфицируют класс памяти для этих объектов.

Автоматические объекты локальны в блоке (A9.3), при выходе из него они "исчезают". Объявление, заданное внутри блока, если в нем отсутствует спецификация класса памяти или указан спецификатор auto, создаст автоматический объект. Объект, помеченный в объявлении словом register, является автоматическим и размещается по возможности в регистре машины.

Статические объекты могут быть локальными в блоке или располагаться вне блоков, но в обоих случаях их значения сохраняются после выхода из блока (или функции) до повторного в него входа. Внутри блока (в том числе и в блоке, образующем тело функции) статические объекты в объявлениях помечаются словом static. Объекты, объявляемые вне всех блоков на одном уровне с определениями функций, всегда статические. С помощью ключевого слова static их можно сделать локальными в пределах транслируемой единицы (в этом случае они получают атрибут внутренней связи), и они становятся глобальными для всей программы, если опустить явное указание класса памяти или использовать ключевое слово extern (в этом случае они получают атрибут внешней связи).

Существует несколько базовых типов. Стандартный заголовочный файл ‹limits.h›, описанный в приложении B, определяет самое большое и самое малое значения для каждого типа в данной конкретной реализации. В приложении B приведены минимально возможные величины.

Размер объектов, объявляемых как символы, позволяет хранить любой символ из набора символов, принятого в машине. Если объект типа char действительно хранит символ из данного набора, то его значением является код этого символа, т. е. некоторое неотрицательное целое. Переменные типа char могут хранить и другие значения, но тогда диапазон их значений и особенно вопрос о том, знаковые эти значения или беззнаковые, зависит от реализации.

Беззнаковые символы, объявленные с помощью слов unsigned char, имеют ту же разрядность, что и обычные символы, но представляют неотрицательные значения; с помощью слов signed char можно явно объявить символы со знаком, которые занимают столько же места, как и обычные символы.

Тип unsigned char не упоминался в первой редакции языка, но всеми использовался. Тип signed char - новый.

Помимо char среди целочисленных типов могут быть целые трех размеров: short int, int и long int. Обычные объекты типа int имеют естественный размер, принятый в архитектуре данной машины, другие размеры предназначены для специальных нужд. Более длинные целые по крайней мере покрывают все значения более коротких целых, однако в некоторых реализациях обычные целые могут быть эквивалентны коротким (short) или длинным (long) целым. Все типы int представляют значения со знаком, если не оговорено противное.

Для беззнаковых целых в объявлениях используется ключевое слово unsigned. Такие целые подчиняются арифметике по модулю 2 в степени n, где n - число битов в представлении числа, и, следовательно, в арифметике с беззнаковыми целыми никогда не бывает переполнения. Множество неотрицательных значений, которые могут храниться в объектах со знаком, является подмножеством значений, которые могут храниться в соответствующих объектах без знака; знаковое и беззнаковое представления каждого такого значения совпадают. Любые два из типов с плавающей точкой: с одинарной точностью (float), с двойной точностью (double) и с повышенной точностью (long double) могут быть синонимами, но каждый следующий тип этого списка должен по крайней мере обеспечивать точность предыдущего.

long double - новый тип. В первой редакции языка синонимом для double был long float, теперь последний изъят из обращения.

Перечисления - единственные в своем роде типы, которым дается полный перечень значений; с каждым перечислением связывается множество именованных констант (A8.4). Перечисления ведут себя наподобие целых, но компилятор обычно выдает предупреждающее сообщение, если объекту некоторого перечислимого типа присваивается нечто, отличное от его константы, или выражение не из этого перечисления.

Поскольку объекты перечислений можно рассматривать как числа, перечисление относится к арифметическому типу. Типы char и int всех размеров, каждый из которых может быть со знаком или без знака, а также перечисления называют целочисленными (integral) типами. Типы float, double и long double называются типами с плавающей точкой.

Тип void специфицирует пустое множество значений. Он используется как "тип возвращаемого функцией значения" в том случае, когда она не генерирует никакого результирующего значения.

Помимо базовых типов существует практически бесконечный класс производных типов, которые формируются из уже существующих и описывают следующие конструкции:

• массивы объектов заданного типа;

• функции, возвращающие объекты заданного типа;

• указатели на объекты заданного типа;

• структуры, содержащие последовательность объектов, возможно, различных заданных типов;

• объединения, каждое из которых может содержать любой из нескольких объектов различных заданных типов.

В общем случае приведенные методы конструирования объектов могут применяться рекурсивно.

Тип объекта может снабжаться квалификатором. Объявление объекта с квалификатором const указывает на то, что его значение далее не будет изменяться; объявляя объект как volatile (изменчивый, непостоянный (англ.)), мы указываем на его особые свойства для выполняемой компилятором оптимизации. Ни один из квалификаторов на диапазоны значений и арифметические свойства объектов не влияет. Квалификаторы обсуждаются в A8.2.

Объект - это некоторая именованная область памяти; lvalue - это выражение, обозначающее объект. Очевидным примером lvalue является идентификатор с соответствующим типом и классом памяти. Существуют операции, порождающие lvalue. Например, если E - выражение типа указатель, то *E есть выражение для lvalue, обозначающего объект, на который указывает E. Термин "lvalue" произошел от записи присваивания E1 = E2, в которой левый (left - левый (англ.), отсюда буква l, value - значение) операнд E1 должен быть выражением lvalue. Описывая каждый оператор, мы сообщаем, ожидает ли он lvalue в качестве операндов и выдает ли lvalue в качестве результата.

Некоторые операторы в зависимости от своих операндов мoгут вызывать преобразование их значений из одного типа в другой. В этом параграфе объясняется, что следует ожидать от таких преобразований. В A6.5 формулируются правила, по которым выполняются преобразования для большинства обычных операторов. При рассмотрении каждого отдельного оператора эти правила могут уточняться.

Объект типа перечисление, символ, короткое целое, целое в битовом поле - все они со знаком или без могут использоваться в выражении там, где возможно применение целого. Если тип int позволяет "охватить" все значения исходного типа операнда, то операнд приводится к int, в противном случае он приводится к unsigned int. Эта процедура называется целочисленным повышением (Integral promotion - целочисленное повышение - иногда также переводят как "интегральное продвижение" - Примеч. ред.).