книги / Программирование на языке Си

212	Программирование на языке Си

*т = *т>0 ? *т :- *т

все действия выполняются над значениями той переменной ос­ новной программы (int к), адрес которой (&к) использован в качестве фактического параметра.

Графически иллюстрирует взаимосвязь функции positive() и основной программы рис. 5.1. При обращении к функции positive() она присваивает абсолютное значение той перемен­ ной, адрес которой использован в качестве ее параметра.

Функция positive ()

Основная программа

*(&к) - переменная к

Р и с . 5 .1 . С х е м а " н а с т р о й к и " п а р а м е т р а - у к а з а т е л я

Пояснив основные принципы воздействия с помощью указа­ телей из тела функции на значения объектов вызывающей про­ граммы, напомним, что этой возможностью мы уже неодно­ кратно пользовались, обращаясь к функции scanf(). Функция scanf() имеет один обязательный параметр - форматную строку и некоторое количество необязательных параметров, каждый из которых должен быть адресом того объекта, значение которого вводится с помощью функции scanf(). Например:

long 1; double d;

scanf("%ld%le", &1, &d);

Глава 5.Функции

213

Здесь в форматной строке спецификаторы преобразования %ld и %1е обеспечивают ввод (чтение) от клавиатуры соответ­ ственно значений типов long int и double. Передача этих значе­ ний переменным long 1 и double d обеспечивается с помощью их адресов &I и &d, которые используются в качестве фактиче­ ских параметров функции scanf().

Имитация подпрограмм. Подпрограммы отсутствуют в языке Си, однако если использовать обращение к функции в виде оператора-выражения, то получим аналог оператора вызо­ ва подпрограммы. (Напомним, что выражение приобретает ста­ тус оператора, если после него стоит точка с запятой.) Выше были приведены в качестве примеров функции

void print(int gg, int mm, int)

и

void RealTime(void),

каждая из которых очень похожа на подпрограммы других язы­ ков программирования.

К сожалению, в языке Си имеется еще одно препятствие для непосредственного использования функции в роли подпрограм­ мы - это рассмотренная выше передача параметров только зна­ чениями, т.е. передаются значения переменных, а не их адреса. Другими словами, в результате выполнения функции нельзя из­ менить значения ее фактических параметров. Таким образом, если Z () - функция для вычисления периметра и площади тре­ угольника по длинам сторон Е, F, G, то невозможно, записав оператор-выражение Z(E, F, G, РР, SS); получить результаты (периметр и площадь) в виде значений переменных РР и SS. Так как параметры передаются только значениями, то после вы­ полнения функции Z () значения переменных РР и SS останутся прежними.

Возможно следующее решение задачи. В определении функ­ ции параметры, с помощью которых результаты должны пере­ даваться из функции в точку вызова, описываются как ука­ затели. Тогда с помощью этих указателей может быть реализо­ ван доступ из тела функции к тем объектам вызывающей про­ граммы, которые адресуются параметрами-указателями. Для пояснения сказанного рассмотрим следующую программу:

214		Программирование на языке Си
#include <stdio.h>
void main ()
{
float x,y;
/* Прототип функции */
void aa(float *, float *);
printf("\n Введите: x=");
scanf("%f",&x);
printf("	Введите: y=");
scanf("%f",&y);		*/
/* Вызов	функции
a a (& x ,&y) ;			x, y) ;
printf(" \n Результат: x=%f y=%f",
)	меняющая местами
/* Функция,
значения переменных, на которые указывают
фактические параметры:			*/
void aa(float * b, float * с)
/* Ь и с - указатели		*/
{

float е; /* Вспомогательная переменная */ е=*Ь; *Ь=*с; *с=е ;

}

В основной программе описаны переменные х, у, значения которых пользователь сводит с клавиатуры. Формальными па­ раметрами функции аа() служат указатели типа float *. Задача функции - поменять местами значения тех переменных, на ко­ торые указывают ее параметры-указатели. При обращении к функции аа() адреса переменных х, у используются в качестве фактических параметров. Поэтому после выполнения програм­ мы возможен, например, такой результат:

Введите: х=33.3 Введите: у=6б.б

Результат: х=66.600000 у=33.300000

Имитация подпрограммы (функция) для вычисления пери­ метра и площади треугольника:

Глава 5. Функции

215

#include <math.h> /* для функции sqrt( ) */ finclude <stdio.h>

void main( )

{

float x,y,z,pp,ss; /* Прототип: */

int triangle(float, float, float, float *, float *);

printf("\n Введите: x=") ; scanf("%f",fix); printf("\t y="); scanf("%f",£y); printf("\t z="); scanf("%f",£z);

if (triangle(x,y,z,£pp,£ss) = 1)

(

printf(" Периметр = %f",pp); printf(", площадь = %f",ss);

}

else

printf("\n Ошибка в данных ");

}

/* Определение функции: */ int triangle(float a,float b,

float c,float * perimeter, float * area)

(

float e; *perimeter=*area=0.0;

if (a+b<=c || a+c<=b || b+c<=a) return 0;

*perimeter=a+b+c;

e=*perimeter/2; *area=sqrt(e*(e-a)* (e-b)* (e-c)); return 1 ;

Пример результатов выполнения программы:

Введите х=3 у=4 z=5

Периметр=12.000000 площадь=б.000000

216	Программирование на языке Си

5.3. М ассивы и строки к ак парам етры

ф ункций

Массивы в параметрах. Если в качестве параметра функции используется обозначение массива, то на самом деле внутрь функции передается только адрес начала массива. Применяя массивы в качестве параметров для функций из главы 2, мы не отмечали этой особенности. Например, заголовок функции для вычисления скалярного произведения векторов выглядел так:

float Scalar_Product(int n, float a[ ], float b[ ])...

Но заголовок той же функции можно записать и следующим образом:

float Scalar_Product(int n, float *a, float *b)...

Конструкции

float b[ ]; и float *b;

совершенно равноправны в спецификациях параметров. Однако в первом случае роль имени b как указателя не так явственна. Во втором варианте все более очевидно - b явно определяется как указатель типа float *. .

В теле функции Scalar_Product() из главы 2 обращение к элементам массивов-параметров выполнялось с помощью ин­ дексированных элементов a[i] и b[i]. Однако можно обращаться к элементам массивов, разыменовывая соответствующие значе­ ния адресов, т.е. используя выражения *(a+i) и *(i+b).

Так как массив всегда передается в функцию как указатель, то внутри функции можно изменять значения элементов масси- ва-фактического параметра, определенного в вызывающей про­ грамме. Это возможно и при использовании индексирования, и при разыменовании указателей на элементы массива.

Для иллюстрации указанных возможностей рассмотрим функцию, возводящую в квадрат значения элементов одномер­ ного массива, и вызывающую ее программу:

Глава 5.Функции	217
#include <stdio.h>
/* Определение	функции: */
void quart(int	n, float * x)

(

int i ; for(i=0;i<n;i++)

/* Присваивание после умножения: */ * (x+i)*=*(x+i) ;

}

void main()

{

/* Определение массива: */ float z[ ]={1.0, 2.0, 3.0, 4.0}; int j ;

quart(4,z); /* Обращение к функции */ /* Печать измененного массива */ for(j=0;j<4;j++)

printf ("\nz t%d] =%f j ,z[ j]);

}

Результат выполнения программы:

z[0]=l.000000

z[l[=4.000000

z[2]=9.000000

z[3]=16.000000

Чтобы еще раз обратить внимание на равноправие парамет­ ров в виде массива и указателя того же типа, отметим, что заго­ ловок функции в нашей программе может быть и таким:

void quart (int n, float x [ ])

В теле функции разыменовано выражение, содержащее имя массива-параметра, т.е. вместо индексированной переменной x[i] используется *(x+i). Эту возможность мы уже неоднократно отмечали. Более интересная возможность состоит в том, что можно изменять внутри тела функции значение указателя на массив, т.е. в теле цикла записать, например, такой оператор:

*х*=*х++;

Обратите внимание, что неверным для нашей задачи будет такой вариант этого оператора:

218	Программирование на языке Си

*х++*=*х++; /*ошибка!*/

В этом ошибочном случае "смещение1' указателя х вдоль массива будет при каждой итерации цикла не на один элемент массива, а на 2, так как х изменяется и в левом, и в правом опе­ рандах операции присваивания.

Следует отметить, что имя массива внутри тела функции не воспринимается как константный (не допускающий изменений) указатель, однако такая возможность отсутствует в основной программе, где определен соответствующий массив (факти­ ческий параметр). Если в цикле основной программы вместо значения z[j] попытаться использовать в функции printf() вы­ ражение *z++, то получим сообщение об ошибке, т.е. следую­ щие операторы не верны:

f o r ( j = 0 ; j < 4 ; j + + )

printf("\nz[%d]=%f", j, *z++);

Сообщение об ошибке при компиляции выглядит так:

Error. . . Lvalue required

Подводя итоги, отметим, что, с одной стороны, имя массива является константным указателем со значением, равным адресу нулевого элемента массива. С другой стороны, имя массива, ис­ пользованное в качестве параметра, играет в теле функции роль обычного (неконстантного) указателя, т.е. может использовать­ ся в качестве леводопустимого выражения. Именно поэтому в спецификациях формальных параметров эквивалентны, как ука­ зано выше, например, такие формы:

double х[]

и

double *х

Строки как параметры функций. Строки в качестве фак­ тических параметров могут быть специфицированы либо как одномерные массивы типа char [ ], либо как указатели типа char *. В обоих случаях с помощью параметра в функцию пере­ дается адрес начала символьного массива, содержащего строку. В отличие от обычных массивов для параметров-строк нет не­

Глава 5. Функции

219

обходимости явно указывать их длину. Признак '\0', размещае­ мый в конце каждой строки, позволяет всегда определить ее длину, точнее, позволяет перебирать символы строки и не вый­ ти за ее пределы. Как примеры использования строк в качестве параметров функций рассмотрим несколько функций, решаю­ щих типовые задачи обработки строк. Аналоги большинства из приводимых ниже функций имеются в библиотеке стандартных функций компилятора (см. Приложение 3). Их прототипы и другие средства связи с этими функциями находятся в заголо­ вочных файлах string.h и stdlib.h. Однако для целей темы, по­ священной использованию строк в качестве параметров, удобно заглянуть "внутрь" таких функций.

Итак, в иллюстративных целях приведем определения функ­ ций для решения некоторых типовых задач обработки строк. Будем для полноты картины использовать различные способы задания строк-параметров.

Функция вычисления длины строки. Следующая ниже функция имеет самую старомодную и не рекомендуемую стан­ дартом форму заголовка (в стандартной библиотеке ей соответ­ ствует функция strlen(), см. Приложение 3):

int len(e) char е [ ];

{

int m;

for (m=0; e[m]!='\0'; m++); return m;

)

В соответствии с ANSI-стандартом и со стандартом ISO заго­ ловок должен иметь, например, такой вид:

int len (char е[ ])

В этом примере и в заголовке, и в теле функции нет даже упоминаний о родстве массивов и указателей. Однако компиля­ тор всегда воспринимает массив как указатель на его начало, а индекс как смещение относительно начала массива. Следующий

S + + .

220	Программирование на языке Си

вариант той же функции (теперь заголовок соответствует стан­ дартам языка) явно реализует механизм работы с указателями:

int len (char *s)

{

int m;

fox (m=0; *s++!='\0'; m++) return m;

}

Для формального параметра-указателя s внутри функции вы­ деляется участок памяти, куда записывается значение фактиче­ ского параметра. Так как s не константа, то значение этого указателя может изменяться. Именно поэтому допустимо выра­ жение

Функция инвертирования строки-аргумента с парамет­ ром-массивом (заголовок соответствует стандарту):

void invert(char е[ ])

{

char s;

int i , j , m;

/*m - номер позиции символа '\0' в строке е */ for (m=0; e[m]!='\0'; m++) ;

for (i=0, j=m-l; i<j; i++, j--)

(

s = e [ i ] ;

e ( i ] = e ( j ] ; e t j ]= s ;

}

}

Вопределении функции invert() с помощью ключевого слова void указано, что функция не возвращает значения.

Вкачестве упражнения можно переписать функцию invert(),

заменив параметр-массив параметром-указателем типа char*. При выполнении функции invert() строка - фактический па­

раметр, например, "сироп" превратится в строку "порис". При этом символ 40’ остается на своем месте в конце строки. Пример использования функции invert():

Глава 5. Функции

221

#include <stdio.h> void main( )

{

char ct[ ]="0123456789"; /* Прототип функции: */ void invert(char ( ]); /* Вызов функции: */ invert(ct); printf("\n%s",ct);

)

Результат выполнения программы:

9876543210

Функция поиска в строке ближайшего слева вхождения другой строки (в стандартной библиотеке имеется подобная функция strstr(), см. Приложение 3):

/♦Поиск строки СТ2 в строке СТ1 */ int index (char * СТ1, char * CT2)

{

int	i , j , ml, m2;
/* Вычисляются ml и m2 - длины строк */
for	(ml=0;		CT1[ml]	!='\0';	ml++);
for	(m2=0; CT2[m2]			!='\0';	m2++) ;
if	(m2>ml)		-1;
for	return
	(i=0;		i<=ml-m2; i++)
(		(j=0;	j<m2; j++) /*Цикл сравнивания */
for
	if	(CT2[j] !=CT1[i+j])
if		break;
	(j==m2)
	return		i ;
} /* Конец цикла no i */
return -1;

}

Функция index() возвращает номер позиции, начиная с кото­ рой СТ2 полностью совпадает с частью строки СТ1. Если стро­ ка СТ2 не входит в СТ1, то возвращается значение -1.