Давыдов В.Г. - Программирование и основы алгоритмизации - 2003

Как указывалось выше, результатом вычисления отношения может быть или ненулевое целое значение ("истина") или нулевое значение ("ложь"). Таким образом, после выполнения присваивания

X = count < slzeof(

la гray ) / 2

переменной "х" будет присвоено значение либо единицы, либо нуля. С помощью операций отношения можно сравнивать и указате­

ли, что будет рассмотрено ниже в разд. 6.

Логические операции (**&&" и "||"Л Приоритет и порядок вы­ полнения логических операций также представлены в табл. 16, а их смысл описан в табл. 19, называемой таблицей истинности.

Табл. 19. Таблица истинности для логических операций

Операнд1	Операнд2	Операнд1 && Операнд2	Операнд1 |j Операнд2
НеО	НеО	1	1
НеО	0	0	1
0	НеО	0	1
0	0	0	0

Вычисление выражения с логическими операциями прекраща­ ется, как только результат становится однозначно определенным:

О	&&	(	А >	в	)
2 \\	(	(	А+В	)	< 4 )

В этих выражениях правый операнд не будет вычисляться. Пример. Логическая функция задана следующей таблицей ис­

тинности (табл. 20).

Табл. 20.Задание логической функции таблицей истинности

	Параметр 1 ( р1 )				Параметр 2 ( р2 )		Значение функции
		НеО				НеО		0
		НеО				0		0
		0				НеО		НеО
		0				0		0
//	Прототип
±nt	lf(	±nt pi,	±nt	p2	)
//	Определение		функции		//	Возвращает	значение	функции
±nt	If(
	±nt				//	Параметр	функции
(	±nt		P2 )		//	Параметр	функции
	±f(	( !pl	) &&	p2	)

120

	retuxm		1,
	jretux-n	0;
//	Пример	вызова	функции
±nt	value	= lf(	4, 0 ) ;

5.4. Тернарная операция

Тернарная операция применяется для конструирования услов­ ных выражений:

выраж__1 ? выраж_2 : выраж__3

Данное выражение интерпретируется следующим образом. Вначале вычисляется "выраж 1". Если его значение отлично от нуля ("истина"), то вычисляется "выраж_2", следующее за знаком "?". Ес­ ли же "выраж 1" имеет нулевое значение ("ложь"), то за значение ус^ловного выражения принимается значение "выражЗ".

Пример.

	max	= (	a>b ) ? а : b;
	//	Эквивалентно
	±f(	a>b	)	a;
	else	max	=
		max	=	b;

5.5. Операции присваивания

Приоритеты и порядок выполнения операций присваивания указаны в табл. 16.

Простая операция присваивания используется следующим образом:

lvalue = выражение/

Приведенная запись получила название выраэюение присваива­ ния. Так как результатом выражения присваивания служит значение "выражения", стоящего справа от операции присваивания, которое присваивается объекту '4value", то выражения присваивания могут быть вложенными:

max = min = 0;

121

в приведенном примере вначале будет выполнено присваива­ ние min = О, в результате которого ''min'' станет равно нулю, а затем это же значение будет присвоено "max",

Операцию присваивания можно записывать в сокращенной форме, что широко используется:

Обычна я		форма	+	2;	Сокращенная		форма
count	=	count			count	+=	2;
offset	= offset		/	2;	offset	/=	2;
s = s * ( f-h2 ) ;				] - 10;	s *= f + 2;
a[ i+2	]	= a[	i+2		a[ i+2	] -= 10;

Операции присваивания "+=", "/=", "*="^ "%=" и подобные им (см. табл. 16) называют составными операциями присваивания.

Операция присваивания выполняется следующим образом:

•вначале вычисляется значение выражения, стоящего справа от операции присваивания;

•полученное значение автоматически приводится к типу объекта, указанного слева от операции присваивания (! такое преобразо­ вание лучше делать явно с помощью операции приведения типа);

•преобразованное значение присваивается объекту, указанному слева от операции присваивания.

5.6. Операция "запятая"

Приоритет и порядок выполнения операций "запятая" указаны в табл. 16. Отметим, что эта операция имеет самый низкий приори­ тет.

Операция может быть использована для разделения несколь­ ких выражений. Эта операция, чаще всего, применяется в операторе for для того, чтобы выполнялось более одного выражения в управ­ ляющей части этого оператора:

/ /	Суммирование		первых		десяти		ненулевых		целых	значений
£ог(	±пЬ	1=1,	sum =		1;	1 <	10;	i++,	sum += i	) ;
//	To же	самое,	в	более		длинной		форме
±nt	±nt		sum	=	0;
for(		i = 1;	1	<= 10;		i + +	)
(

6. УКАЗАТЕЛИ

Как известно, оперативная память ЭВМ и, в частности, память IBM PC делится на восьмибитовые байты. Каждый байт пронумеро­ ван, нумерация начинается с нуля. Номер байта называется адресом. Говорят, что адрес указывает на определенный байт. Таким образом, указатель является просто адресом байта памяти.

6.1.Зачем нужны указатели?

вбольшинстве прикладных программ можно обойтись без яв­ ного применения указателей. К числу таких программ относятся программы, написанные на языках высокого уровня, кроме про­ грамм, написанных на языках Си/С++.

Зачем эюе нуэюны указатели!

1. Применение указателей во многих случаях позволяет упро­ стить программу и/или повысить ее эффективность.

2. Для управления памятью ЭВМ. Так в состав Си-библиотек входят функции резервирования и освобождения блоков оператив­ ной памяти в любой момент в процессе выполнения программы. В языке же C++ для этой цели предусмотрены операторы new и delete. Эти операторы C++ управляют динамической памятью. Управление динамической памятью позволяет эффективно увеличивать размеры программ при тех же ресурсах компьютера и приспосабливать их к изменяющимся размерам данных. Как программа "узнает", где рас­ положен вновь занятый блок памяти? С помощью указателя!

6.2. Указатели и их связь с массивами и строками

Рассмотрим несколько примеров.

/ /	iarray	- адрес		iarrayf	6	О ]
int	Напечатаем		Iarrayf			];		О ]
//			16-ричный		адрес iarray[
print f (		"iarray	=	%х \ л " ,		iarray	) ;

В Си имеется операция "&" взятия адреса, в результате приме­ нения которой к имени данного получается адрес этого данного. Например, вызов

printf(

"iarray = %х \ л " , &iarray[ О ] ) ;

123

дает точно такой же результат, как и предыдущий вызов.

iarray		=	выражение/		указателем	на	место
//	Ошибка:		имя	массива является
//		расположения		массива в памяти^ ему нельзя			присваивать

//новое значение

"Это строка \п"	//	Значением	строки		является
	//	указатель	на	первый		символ
	//	строки^	т.е.	адрес		символа "Э"

//в памяти

6.3.Определение и применение указателей

Определение указателей. Синтаксис определения указателя имеет вид:

описатель_класса_хранения спецификация^ типа *идентификатор;

"Спецификациятипа" может относиться к любому основному или производному типу данных. Символ "*" означает "указатель на".

Примеры:

±nt		*iptr;	/ /	Определяет	iptr	как	указатель	на
ex t em	chctr		//	целое
		*cptr;	//	Объявляет	cptr	как	указатель	на
static	float	*fptr;	//	символ	fptr	как	указатель	на
			//	Определяет
			//	статическое		данное	с плавающей
			//	точкой

Операции над указателями. Один из способов получения ад­ реса данного состоит в применении унарной операции взятия адре­ са &, приоритет и порядок выполнения которой указаны выше в табл. 16:

±xit main ( void )

{

int		Xr	//	Целое		на	целое:		пользоваться
		*px;	//	Указатель
			//	указателем			пока	нельзя^	так как
			//	его	значение		еще	не	определено
X =		2;	//	Теперь	указателем			рх	пользоваться
рх	=	&х;
*рх	= 3;		//	можно:		*рх	равно	2	3
			//	Теперь	*рх	равно	х равно
return		0;

}

Единственное ограничение применения операции взятия адре­ са & состоит в том, что ее нельзя применить к объекту с классом хранения register, а также к полям битов (поля битов обсудим позже в разделе "Поля битов и битовые операции").

Из приведенного выше примера следует, что к переменнойуказателю, как только ей присвоен допустимый адрес, можно при­

менить операцию					разадресации,				обозначаемую "*". Приоритет и по­
рядок выполнения этих операций также указаны выше в табл. 16.
/ /	Пример		без		разадресации
int	main	(	void		)
{
	int				X,	у /
	X =	2;	у	=	x;
}	return		0;
//	Эквивалентный					пример		с	разадресацией
int	main(		void		)
(
	int				X,	у г	*рх;
	X =	2;	рх	=	&х; у		=	*рх;
	return		О;
}	Здесь	*рх		означает			извлечь		значение^	находящееся	по адресу
//
//	рх:	косвенная					адресация

Из приведенного выше первого примера следует также, что операцию разадресации можно использовать и в левой части выра­ жения присваивания.

Инициализация указателей. Указатели, как и объекты других типов, можно определять, совмещая определение с инициализацией. Приведем несколько примеров такого рода.

/ /	Использование	указателей				в инициализирующих				выражениях
//	(рх - адрес	х)		=	&х;
Lnt		X,	*рх
char		line	[	80	],	"upline	=	line;		0 ]
int		*page		=	//	pline	- адрес		line[
					0xB800;			на	начало	видеобуфера
					//	Указатель
					//	цветного			дисплея

125

Арифметические операции над указателями. В связи с арифметическими операциями над указателями рассмотрим не­ сколько примеров.

Пример 1.

±пЬ	i [ 6 ] г *pi		=	i /
	/	/	i	и pi - адрес i [ О ]

Будем считать, что первый байт массива / имеет адрес 10 000. Тогда для первого элемента массива (его индекс равен нулю):

•адрес равен 10 000, или &/[ О ], или /, или/?/;

•значение элемента равно *10 000, или /[ О ], или */, или */>/.

	Для элемента массива с индексом/ (J = О, 1,2,		3, 4, 5):
•	адрес равен 10000 + / * sizeofi int ), или &/[/ ], или / + / , или			pi	+
	У;	*( 10 000 + / * sizeoJ{	int ) ), или
•	значение элемента равно			/ [ /	],
	или *( / + / ), или *(/?/ + /	).

Пример 2.

#define	N	3	//	Строчный размер	массива
^define	М	4	//	Столбцовый размер	массива
int			а[ N ] [ М ] ,	*ра == а ;

Будем считать, что первый байт массива "<я" имеет адрес 20000. Тогда для элемента массива, принадлежащего строке с ин­ дексом О и столбцу с индексом 0:

• адрес равен 20 000, или 8са[ О ][ О ], или а, илира',

•значение элемента равно *20 000, или «[ О ][ О ], или *а, или */7а. Для элемента массива, принадлежащего строке с индексом

/(/ = О, 1, ..., iV-1) и столбцу с индексом 0:

•адрес равен 20 000 + ( / * М ) * sizeof{ int ), или 8са[ / ][ О ],

или *( а + / ), или а[ / ], или &.ра[ / * М ] ;

•значение элемента равно *( 20 000 + ( / * М ) * sizeof{ int ) ),

или а{ / ][ О ], или *( *(flf+ / ) ), или *<з[ / ], или ра{ / * М ] . Для элемента массива, принадлежащего строке с индексом

/ (/ = О, 1, ..., 7V-1)	и столбцу с индексом/ (j — О, 1, ..., М-1):
• адрес равен 20	000 -)-(/* М + / ) * sizeof{ int ), или &а[ / ][/ ],

или *( а + / ) -f/, или а[ / ] +у, или &ра[ / * М + j ];

•значение элемента равно *( 20 000 + ( / * М +j ) * sizeoJ{ int ) ),

или а[ / ][/ ], или *(*( а + / ) + / ), или *( а[ / ] +/ ),

или ра[ / * M-^J ].

126

Пример 3.

/ /

Программа

добавляет

строку s

к

концу

строки

t

^include

<stdlo.h>

//

Для

функций

ввода-вывода

int

main

( void

)

//

Возвращает

О при

успехе

{

char

t[

24

]

==

"Персональная

",

t

"^pt

=

t ,

/ /

pt

-

адрес

начала

s[

] = "ЭВМ IBM

PC",

начала

s

"^ps

=

s;

//

ps

-

адрес

while

(

*pt

!=

'\0'

)

pt-h + ;

символа строки

t,

т.е.

//

Здесь

pt

-

адрес

завершающего

//

адрес

'\0'

строку s

в

"хвост"

строки

t,

пока

//

Посимвольно

копируем

//

не

будет

скопирован

'\0'

нуль-символ

while

(

( *pt = *ps

)

!=

)

{

pt++;

ps++;

}

"\n

Сцепление

строк

(конкатенация):

%s",

t

)

;

printf(

}

return

0;

Хотя на практике это требуется не часто, можно определять объекты, которые будут указателями на указатели и использовать несколько уровней косвенной адресации:

/ /	Указатель		на указатель	на	целое,		т.е.	адрес адреса	целого
/ /		(уровень	косвенной	адресации			2)
int			<"' *ppi ;
**ppi		. . .		/ /	Это	значение		целого

В приведенных выше примерах рассматривались только ариф­ метические операции "н-+" и "+", но наряду с ними могут использо­ ваться и такие арифметические операции, как "-" и "—".

Сравнение указателей. Указатели можно сравнивать с помо­ щью операций отношения:

<, >, <=, >=, ==, !=

! Обратите внимание на очень важное замечание. В сравнении должны участвовать указатели на данные с одним и тем эюе типом, относящиеся к одному и тому эюе объекту (массиву, структуре и т.п.).

127

Пример.

// Сравнение		указателей:		копирование			одной строки в другую
^include	<stdlo.h>			//	Для	функций	ввода-вывода
±nt main	( void	)		//	Возвращает		О при	успехе
{		al [	7 7 ,	// Строка -приемник
cbstr								al
		*р1	= al,	//	р1	- адрес	начала
		а2 [	] =	"Пример",
		*р2	= а2;	//	р2	Строка-источник		а2
				//		- адрес	начала

//Копировать а2 в al

while ( р2 <		(	а2	+ sizeof(	а2 ) ) )
{	= *р2;		р1+ + ; р2+ + ;
*р1
}	"\п	Копия:		%s", al	) ;
pr±ntf(
jretujrn	О;

6.4. Указатели на структуры

Другим распространенным применением указателей является манипулирование структурами:

/ / Объявление структуры, содержащей сведения о студенте struct STUDENT_INFO

{

//Факультет

char	fak_name[	30 ];
char	fio[ 30 ];//	ФИО

//Номер группы

char	group_name [		7 ];	поступления	студента
char	date[	9 ]///	Дата
float	stip;	//	Размер	стипендии

} ;

//Указатель на структуру

STUDENT_INFO		s_data,	уг	//	Определение		структуры		структуры
		sl_data		//	Определение	на	еще одной
		*ps_data;		//	Указатель		структуру		данного
ps_data =	&s_data;			//	типа	на	s_data:		адрес
				//	Указатель
				//	первого	байта		s_data
// Доступ	к	элементу	структуры: обе приведенные					ниже формы

128

/ /	эквивалентны
	. . .	s__data . stip	. . .	ps_data->stip	. . .

Приоритеты и порядок выполнения операций "." и "->" приведены выше в табл. 16.

/ /	Определение			адреса		элемента структуры:			обе	приведенные
//	ниже		формы		эквивалентны		. . .	&ps_data->stip		. . .
/ /		. . .		&s__data , stip							должны
	Операция			присваивания		над	структурами:		оба	операнда
//	быть		объектами		с	одинаковыми		типами	(тегами)
sl_data		=		s_data;

К указателям на структуры можно также применять арифмети­ ческие операции. Например,

ps__data-i- +;	//	Эквивалентно
ps_data += s±zeof(	stxract	STUDENT_INFO ) ;

В языке Си (но не в языке C-I-+) обычно указатель на структуру используется для передачи адреса структуры в функцию. Это позво­ ляет получить из функции в качестве результата модифицированное значение структуры. Заметим, что для этой цели в языке C++ лучше использовать передачу структуры по ссылке.

6.5. Использование указателей в качестве аргументов функций

Ранее была рассмотрена программа добавления одной строки в конец другой. Слияние (конкатенация) строк является достаточно распространенной операцией. Поэтому, почему бы не превратить эту программу в функцию? Приведем текст такой функции. Функ­ цию, как типовую, поместим в отдельный файл:

Файл

STRCAT.CPP

указателем

ps

к концу

строки

с

указа­

Добавление

строки с

телем

pt

V

/ / Определение

функции

void

Streat(

*pt,

//

Указатель

на

строку-приемник

char

)

char

*ps

//

Указатель

на

строку-источник

{

(

*pt

)

pt

+ + /

while

//

Здесь

pt

-

адрес

завершающего

символа

строки

с

129