Читать онлайн «Язык Си - руководство для начинающих». Страница 23

     Не путайте только старшинство этих операций с порядком вычислений. Предположим, у нас есть последовательность операторов:

y  = 2;

n  = 3;

nextnum = (у + n ++ )*6;

Какое значение примет переменная nextnum? Подставляя в выражение соответствующие значения, получаем

nextnum = (2 + 3)*6= 5*6 = 30

     Только после того как выражение вычислено, значение переменной n увеличивается до 4. Старшинство операций говорит, что операция ++ имеет отношение только к n; кроме того, оно указывает, когда значение переменной n используется при вычислении выражения, но момент изменения значения n определяется семантикой данной операции.

     Вы можете попасть в глупое положение, если попытаетесь использовать операцию увеличения в неподходящих случаях. Например, вы могли бы захотеть улучшить нашу программу вывода на печать целых чисел и их квадратов, заменив имеющийся там цикл while следующей конструкцией :

while (num < 21)

{

printf("%10d  %10d\n", num*num++);

}

     Эта модификация выглядит разумной. Мы печатаем число num, умножаем его само на себя, чтобы получить его квадрат, а затем увеличиваем значение num на единицу. На некоторых машинах эта программа даже может работать. Но не на всех. Проблема состоит в том, что при выполнении функции printf(), когда определяются печатаемые значения, вычисление последнего аргумента может выполниться сначала, и приращение переменной n произойдет до того, как будет определен первый аргумент. Поэтому, вместо, скажем, такой строки

5

будет напечатано

6

     Правила языка Си предоставляют компилятору возможность выбрать, какой аргумент функции вычислять первым, это повышает эффективность работы компилятора, но может приводить и к некоторым проблемам, если операция увеличения выполняется над одним из аргументов функции.

     Другим возможным источником неприятностей служит оператор вида

ans = num/2 + 5*(1 + num++);

     Опять проблема заключается в том, что компилятор может выполнять действия не в том порядке, который вы ожидали. Вы можете считать, например, что сначала он определит значение num/2, а затем перейдет к другой части выражения. Но компилятор может вычислить сначала последний член, увеличить переменною num, а затем использовать новое значение при нахождении num/2. Никакой гарантии в этом случае не существует.

Избежать эти трудности достаточно просто:

     1. Не применяйте операции увеличения или уменьшения к переменной присутствующей в более чем одном аргументе функции.

     2. Не применяйте операции увеличения или уменьшения к переменной, которая входит в выражение более одного раза.

    Мы использовали термины "выражение" и "оператор" на протяжении всех первых глав; теперь настало время изучить их более подробно. Операторы служат основными элементами, из которых строится программа на языке Си; большинство же операторов сосостоит из выражений. Исходя из этого, вначале разумно рассмотреть выражения, что мы и сделаем.  

     Выражение представляет собой объединение операций и операндов. (Напомним, что операндом называется то, над чем выполняется операция.) Простейшее выражение состоит из одного операнда, отталкиваясь от него, вы можете строить более сложные конструкции. Приведем несколько выражений.

4

-64+21

a*(b + c/d)/20

q = 5*2

х = ++q % 3 q > 3

     Нетрудно заметить, что операнды могут быть константами, переменными или их сочетаниями. Некоторые выражения состоят из меньших выражений, которые мы можем назвать подвыражениями. Например, с/d - это подвыражение в нашем четвертом примере.

     Важным свойством языка Си является то, что каждое выражение в Си имеет значение. Чтобы определить это значение, мы выполняем операции в порядке, определяемом уровнями старшинства. Значения первых нескольких выражений очевидны, но что можно сказать относительно выражений со знаком = ? Они просто имеют те же значения, что и переменная, стоящая слева от знака =. Эта переменная получает его в результате вычисления выражения, стоящего справа от знака. А выражение q > 0? Подобное выражение, связанное с операцией отношения, имеет значение 1, если оно истинно, и 0, если оно ложно. Приведем несколько выражении и их значения

Выражение            Значение

-4+6                       2

с = 3 + 8                 11

5 > 3                      1

6 + (с = 3 + 8)         17

     Последний пример выглядит довольно странно. Но он полностью соответствует правилам языка Си, поскольку данное выражение представляет собой сумму двух подвыражении, каждое из которых имеет значение.

     Операторы служат основными строительными блоками программы. Программа состоит из последовательности операторов с добавлением небольшого количества знаков пунктуации. Оператор является законченной инструкцией для компьютера. В языке Си указанием на наличие оператора служит символ "точка с запятой", стоящий в конце него. Поэтому

legs = 4

это всего лишь выражение (которое может быть частью большего выражения), но

legs = 4;

является оператором. Что делает инструкцию законченной? Она должна выполнять некоторое действие полностью. Выражение

2 + 2

не является законченной инструкцией, а служит указанием компьютеру сложить 2 и 2, но не говорит, что делать с результатом.

kids = 2 + 2;

служит указанием компилятору (а затем компьютеру) поместить результат (4) в ячейку памяти, помеченную именем kids. После записи в память числа 4 компьютер может приступить к выполнению следующих действий.

     До сих пор мы познакомились с четырьмя типами операторов. Далее приводится краткий пример, в котором используются все четыре типа.

/ * сумма */

main( ) /* нахождение суммы первых 20 целых чисел */

{

int count, sum;   /* оператор описания */

count = 0;   /* оператор присваивания */

 sum = 0;    /* то же самое */

 while(count++ < 20)   /* while */

    sum = sum + count;   /* оператор*/

printf (" sum = %d\n" , sum);   /* вызовфункции*/

}

     Давайте обсудим этот пример. К данному моменту оператор описания должен быть вам уже довольно хорошо знаком. Тем не менее мы напомним, что с его помощью определяются имена и типы переменных и им отводятся ячейки памяти.

     Оператор присваивания - это основная рабочая сила большинства программ с его помощью переменной присваивается некоторое значение. Он состоит из имени переменной, за которым следует знак операции присваивания (=), а затем выражение, оканчивающееся символом "точка с запятой". Отметим, что оператор while включает в себя оператор присваивания. Оператор вызова функции приводит к выполнению последовательности операторов, образующих тело функции. В нашем примере функция printf( ) вызывается для того, чтобы вывести на печать результаты работы программы.

Оператор while состоит из трех различных частей: это ключевое слово while, затем проверяемое условие, заключенное в круглые скобки, и, наконец, оператор, который выполняется в том случае если условие истинно. Тело цикла состоит из одного оператора. Он может быть простым, как в данном примере (причем в этом случае не требуется заключать его в фигурные скобки), или составным как в некоторых предыдущих примерах (тогда фигурные скобки абсолютно необходимы). Вы сможете прочесть о составных операторах чуть позже.

                                                          РИС. 5.6. Структура простого цикла while

     Оператор while принадлежит к классу операторов, иногда называемых "структурированными операторами", поскольку они обладают структурой более сложной, чем структура простого оператора присваивания. В следующих главах мы познакомимся с другими типами структурированных операторов.

     "Составной оператор" представляет собой два или более операторов, объединенных с помощью фигурных скобок; он называется также "блоком". В нашей программе размер обуви 2 мы использовали такой оператор, чтобы иметь возможность включить в оператор while несколько простых операторов. Сравните между собой фрагменты программы: