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

{

static int j = 5; rGtuJcn 1 = j += 1;

/ k k k k k k k k k k k k - k k k k k k - k k k k k фз^р[Л 3		k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k /
extern Int	i /

±nt reset ( void. )

{

jretuxn i/

;

2. Что напечатает следующая программа?

^include <std±o.h>

// Прото типы функций int next ( int );

int reset ( void. ) ; int last ( int ) ;

int	i = 2;
int main ( void		)
{
auto	int	i,	j ;
i = reset (		);
£or(	j = 1; j <= 2; j++ )
J
printf(			"\ni = %d j		= %d\n"r i,	j );
print f(			"next ( i	)	= %d\n", next ( i		)	);
printf(			"last( i	) = %d\n'\ last		( i	)	);

}

return 0;

}

/ / k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k - k k k k k k k k k k k k k - k k k k k k k k k

int reset( void )

{

return ++i;

}

/ / k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k

int next ( int j )

{

return j = i++;

}

/ / k k - k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k

int last ( int j )

{

static int i = 10;

80

return j = i - - /

i

Как уже указывалось, ответы для этих упражнений можно про­ верить в разд. 18.

3.9Производные типы данных

вязыках Си/С++ предусмотрены несколько производных ти­

пов данных, среди которых основными являются:

•массивы;

•структуры;

•объединения.

3.9.1. Массивы

Структура данных, называемая массивом, позволяет опреде­ лить непрерывный (по отношению к расположению в памяти) набор однотипных объектов данных.

Приведем пример определения массива:

Этот массив		символьного		типа	способен	хранить 15		символов.
Начальные	значения		элементов	не	определены:		определение	мас­
сива дано	без		инициализации
V		kaf__name [ 15		];
char

Индивидуальный доступ к отдельным элементам массива осу­

ществляется с помощью индексированных		имен:
kaf_name[	О ] . . .	kaf_name [ 14 ]

Обратите внимание, что индексы элементов массива изменя­ ются в диапазоне О ... 14, а не в диапазоне 1 ... 15.

Массивы могут иметь любой класс хранения, кроме register. Области действия и времена жизни массивов такие же, как и у про­ стых данных. Массивы моэюно инициализировать (рис. 30):

chstr	kaf_name[	15	]	= {	'К',	'а',	'ф\	' е \	'д'г
	'Р\	' а ' ,	'	Ч	'АЧ	^B^,	' Г ' ,	^\0^	} /

По принятому соглашению массивы символов, содержащие строку, после конца строки обязательно должны содержать нулевой байт.

81

По этой причине массив kafjname								может хранить в виде стро­
ки название кафедры, состоящее не более чем из 14 символов!
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
kaf_name | к	а	Ф е		Д	Р	а		А	В	Т	\0	?	?	?
	Рис. 30. Инициализация								массива

Символьный массив можно инициализировать и более удоб­ ным способом:

char

kaf_name[

15 ] = "Кафедра АВТ";

Это определение символьного массива с инициализацией пол­ ностью эквивалентно предыдущему. Вместе с тем, приведенное ни­ же определение символьного массива с инициализацией дает не­ сколько иной результат:

cJiax-

kaf_name [ ] = "Кафедра АВТ"/

В последнем случае в памяти резервируется 12 байтов - ровно столько, сколько требуется для хранения инициализирующей стро­ ки.

Можно аналогичным образом определять массивы с любым типом элементов с инициализацией или без нее:

/ / Определение

массива из 9 элементов с типом double

без

//инициаЛИЗации

double	а[ 9	];	с типом double	с
// Определение	массива	из 4 элементов

//инициализацией

double b[ 4 ] = { 1.0, 2.0, -3.1, 4.5 } ;

Рассмотрим практически значимый пример, в котором исполь­ зуется массив значений с плавающей точкой. Предварительно опре­ делим понятие стек, широко применяемое в программировании и вычислительной технике.

Стек - непрерывная область оперативной памяти, в которой хранятся объекты заданного типа, и работа с которой организована по правилу "последним записан - первым прочитан". По этой при­ чине стек часто называют очередью типа LIFO (Last Input First Output).

Файл	P9.CPP	программный		проект	(файлы	Р9.СРР	и	STACK.СРР)
Двухфайловый
с тремя	функциями:		главной	функцией	и функциями		занесения		в
стек и	извлечения	из	стека.	Стек организован		на	базе	внешнего

82

статического

массива,

состоящего

из

элементов

с типом

float.

Стек доступен

в

функциях

не

за счет

передачи

и

через

список

па­

раметров^

а

за

счет

своей

области

действия

времени

жизни.

^include

<stdio.h>

//

Для

функций

ввода-вывода

//Прототипы функций

void

push

(

float

) ;

int

& ) /

void,

pop

(

float

&r

int

main

(

void

)

//

Возвращает

0

при

успехе

{

int

flag;

//

0

-

извлечение

из

стека

не

float

//

выполнено

г

иначе

-

выполнено

out_value;//

Значение,

полученное

из

стека

push

(

2.4f

)

;

//

Занести

в

стек

2.4f

push

(

-17.

4f

) ;

//

Занести

в

стек

-17.4f

for(

int

1

= 0;

i

< 3;

±++

)

{

//

Извлечение

из

стека

;

pop

(

out_value,

flag

)

//

Анализ

полученного

результата

if(

flag

)

{

printf(

"\n

Результат

извлечения:

%f

",

out_value

) ;

}

else

{

printf(

"\n

Стек пуст"

) ;

}

}

}

return

0;

Файл

STACK.CPP

для

занесения

элемента

и

извлечения

эле­

Содержит

функции

мента из

стека.

Используется

в

программном

проекте,

главная

функция

которого

имеется

в

файле

Р9.СРР

V

^include

<stdio.h>

//

Для

функций

ввода-вывода

//

Прототипы

функций

(в

принципе

-

прототипы

здесь

не

нужны,

//

мы

оставляем

их

в

этом

файле

только

для

унификации

void

push

(

float

) ;

int

& )

;

void

pop

(

float

&,

^define

N10

//

Размер

стека

//

Стек:

массив

из

10

элементов

- доступен

только

в

этом

83

//

файле,

время

жизни

-

программа

static

float

s[

N

] ;

//

Указатель

вершины

стека:

вначале

стек

пуст

static

unsigned,

int

top;

//

Занесение

в

стек

void

push(

V

)

//

Заносимое

значение

float

{

if(

top

< N )

{

s[

top++

]

= V/

}

else

{

print

f (

"\n

Стек

полон

- занесение

не

выполнено" ) ;

}

return;

}

//

Извлечение

из

стека

void

pop (

значение

-

передается

по

ссылке

//

Извлеченное

float

&out,

не

выполнено

(стек

пуст)

//

О - извлечение

int

&f

)

{

if(

top

> О )

{

out

= s[

--top

];

f

=

1;

}

else

(

f = 0;

}

return;

Результаты выполнения данной программы имеют вид:

Результат извлечения: -17.400000 Результат извлечения: 2.400000 Стек пуст

Рассмотренные выше примеры использовали так называемые одномерные массивы, обращение к элементам которых выполняется с помощью одного индекса (индексного выражения). Указанное ин­ дексное выражение (например, /+/) должно иметь целый тип без

84

знака, так как индексы элементов массива начинаются со значения индекса, равного нулю.

Наряду с такими массивами можно использовать двухмерные массивы и массивы большей размерности. Рассмотрим еще один ил­ люстрирующий пример.

Файл

Р10.СРР

проект с

одной

главной

функцией.

Однофайловый

программный

с

из

Пример

иллюстрирует

работу

двумерными

массивами

элемен­

тов символьного

типа

V

^include

<stdlo.h>

//

Для функций

ввода-вывода

^define

N 8

//

Строковый

размер

массива

^define

М 16

//

Столбцовый

размер

массива

//

Определение

двухмерного

символьного

массива

с

символов

//

инициализацией:

N строк,

каждая

строка

из

М

char

arr__kaf_name

[

N ] [ М] =

{

"Состав ФТК:",

/ /

Инициализация

первой

строки

"1.

Кафедра

АВТ",

"2.

Кафедра

ТК",

"3.

Кафедра

САУ",

"4.

Кафедра

МУС",

"3 . Кафедра ИИТ", "6. Кафедра САПР",

"7 . Кафедра СУД"

} ;

int main	( void	)	//	Возвращает	О при		успехе
{
a u to	±nt	Index;	//	Индекс строки		двухмерного		массива
fori	Index	= 0;	Index	< N; lndex++	)
{
print f		( "\n	%s "r	arr_kaf_name	[	Index	] ) .
}
return	0;

Результаты выполнения данной программы имеют вид:

Состав ФТК:

1. Кафедра АВТ

2. Ка федра ТК

3.Кафедра САУ

4.Кафедра ИУС

5.Кафедра ИИТ

85

6,	Кафедра	САПР
7.	Кафедра	СУД

Используемый в программе двухмерный массив

arrkafname

хранит информацию, представленную в табл. 15.

Строки/

Табл . 1Ь. Структура м а с с и в а

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

столбцы

?

?

?

?

0

С о с т а в

Ф Г К \0

9

1

1

К а Ф е Д

р

а

А

В

т

\0

7

2

2

К а Ф е д

р

а

Т

к

\0

?

?

6

6

К а Ф

е д

р

а

С

А

п

р

\0

7

7

К а Ф е д р

а

с

У

Д

\0

?

В этой таблице элемент массива аггjkaf_name[ 6][ 7 ] хранит код символа 'д'. Элементы этого массива в оперативной памяти ком­ пьютера располагаются в подряд идущих байтах по строкам:

arr_kaf_name	[	О	][		О	]	arr_kaf__name[	О	][
arr_kaf_name	[	О	] [	15	J
arr_kaf_name	[	1	][		О	]	агг kaf namef	1	] [
агг kaf_name[		1	][	15	]
arr_kaf__name	[	7	] [		О	]	arr_kaf_name	[ 7	] [
arr_kaf__name	[	7	][	15

3.9.2. Массивы - как аргументы функций

Массив, в отличие от других видов данных, рассмотренных нами, всегда передается в функцию по ссылке, а не по значению. По­ чему?

Потому, что массив может занимать много места в памяти и копировать его, как это делается при передаче аргумента по значе­ нию, расточительно.

Так как массив занимает смежные ячейки памяти, то при ис­ пользовании имени массива в качестве аргумента языки Си/Сн-+ обеспечивают передачу функции адреса первого элемента этого массива. Модифицируем последний пример.

Файл	Р11,СРР
Одно файловый		программный		проект		с двумя	функциями.	Пример
иллюстрирует	передачу		массива	в		функцию
^include	<stdlo.h>		//	Для	функций		ввода-вывода

86

^define

N8

//

Строковый размер

массива

idefine

М 16

//

Столбцовый

размер

массива

//

Определение

двухмерного

символьного

массива

с

символов

//

инициализацией:

N строк^

каждая

строка из М

static

char

arr_kaf_name

[

N ] [ М] =

{

"Состав

ФТК:",

//

Инициализация

первой

строки

"1 .

Кафедра

АВТ",

"2.

Кафедра

ТК",

"3,

Кафедра

САУ",

"4.

Кафедра

МУС",

"5.

Кафедра

ИИТ",

"6.

Кафедра

САПР",

) ;

"7.

Кафедра

СУД"

//

Прототип

функции:

обратите

внимание

как

записывается

//

параметр

-

двумерный

массив.

Здесь

прототип

также не

//

обязателен,

так как файл

содержит определение

функции

void

display

( cha.r

arr_kaf_name

[

N] [

М ] ) ;

int

main (

void

)

//

Возвращает

0

при

успехе

{

//

Вызов

функции,

печатающей

строки

массива:

обратите

//

внимание,

как

записывается

аргумент-массив

display

(

arr__kaf_name

) ;

return

0;

}

//

Печать

строк

двухмерного

массива

void

display

(

передается

по

ссылке,

т.е. не

//

Массив

для печати:

//копируется

char		arr kaf		name [		N] [ М ] )
{
auto	int	index;			//	Индекс строки двухмерного		массива
fori	index	= О;	index		< N; index++		)
{	printf(	"\n	%s	",	arr_kaf_name[		index ] ) ;

}

return;

}

Результаты выполнения этой программы выглядят так же, как

иу предыдущей программы.

Вдополнение к сказанному выше приведем пример инициали­ зации двумерного массива с типом, отличным от символьного типа:

87

// Определение

внешнего

статического

массива

с

типа:

//

инициализацией.

Массив

содержит

элементы

целого

//

N строк,

каждая

строка

из М элементов

stable

±zit

а[

3

] [

4 ]

=

{

1

, 3 ,

5 ,

1 }

,

//

Инициализация

первой

строки

{

{

2,

4,

6,

8

} ,

{

3,

5,

7,

9

}

} ;

Резюмируя сказанное, можно заключить, что массив представ­ ляет собой объект, состоящий из некоторого количества взаимосвя­ занных однотипных элементов.

В противоположность массиву, может потребоваться объект, состоящий из некоторого количества взаимосвязанных разнотипных элементов. Такое данное называют в языке Си структурой. Сразу же отметим, что объект с типом "структура" в языке C++ имеет бо­ лее широкий смысл, чем в языке Си. Ниже мы вначале рассмотрим структуру с точки зрения языка Си.

3.9.3. Упражнения для самопроверки

Написать прототип, определение функции и пример вызова функции для решения следующей задачи:

•	вычислить сумму элементов одномерного массива х[ 7V ] {N ~ 50) це­
	лого типа имеющих нечетные индексы;
•	получить одномерный массив z[N]	(N = 40) из двух заданных масси­
	вов целого типа jc[ Л^ ], >'[ Л^ ] по правилу:
	z[ i ] := тах{ х[	1 ], у[ i ] }

Возможный вариант ответа можно посмотреть в разд. 18.

3.9.4. Структуры

Различают объявление структуры и определение структурного объекта. Объявление структуры и определение структурного объек­ та можно выполнять в Си-программе по отдельности или же совме­ стно. Поясним сказанное примерами.

/*

Объявление		структуры,		содержащей		сведения	о студенте.		Об­
ратите	внимание,	что	данное		объявление	не	размещает	никакого
объекта	в оперативной		памяти,		а лишь	вводит	новый	структурный
тип
3timet	STUDENT__INFO

88

//Фа культет

char		fak_name[			30	];
char		fio[	30	];//	ФИО
//	Номер	группы
char		group_name[			7	];
char		date[	9	];//	Дата		поступления	студента в ВУЗ
float		stip/			//	Размер	стипендии
};
Здесь использованы следующие соглашения:
struct	- начало	объявления			и/или		определения;
STUDENT_INFO -		имя	(тэг)		структуры;
{	- список
...		элементов			(полей)		структуры
} ;

Обратите внимание, что, тэг структуры принято записывать с использованием прописных букв. Элементы структуры могут иметь любой тип, допустимый в языке Си, например, тип массива, струк­ турный и т.п. Как уже указывалось, приведенное объявление создает

новый тип с именем				STUDENTINFO.
	Для создания же структурированного объекта надо использо­
вать его		определение:
//	Данное	определение		размещает			объект		current	в	оперативной
//	памяти		компьютера	и	использует			ранее		сделанное
//	объявление		типа	STDENT_INFO
struct		STUDENT_INFO
			current;		//	Для	Си	или	C++
						ИЛИ
/ /	Только	для	C+ + , если		нет	объекта		с	другим	типом	и именем
//	STUDENT__INFO
STUDENT_INFO			current;

Приведенное выше объявление структуры STUDENT INFO и определение структурированного объекта current можно объеди­ нить, причем это даст такой же результат:

/'^

Комбинация		объявления	структурного		типа	и	определения
структурного		объекта
V
struct	STUDENT_INFO		// Тэг	структуры

{

//Факультет

char fak name[ 30 ];

89