Чтобы справиться с еще большими числами, вы можете ис- пользовать тип DOUBLE
/ FLOAT двойной длины/. мы также ис- пользуем оператор FOR вместо WHILE с тем, чтобы
проиллюстри- ровать другой способ записи цикла.
MAIN() /* COUNT CHARACTERS IN INPUT */
{
DOUBLE NC;
FOR (NC = 0; GETCHAR() != EOF; ++NC)
;
PRINTF("%.0F\N", NC);
}
Функция PRINTF использует спецификацию %F как для FLOAT , так и для DOUBLE ;
спецификация %.0F подавляет печать не- существующей дробной части.
Тело оператора цикла FOR здесь пусто, так как вся рабо- та выполняется в проверочной
и реинициализационной частях. Но грамматические правила языка "C" требуют, чтобы
оператор FOR имел тело. Изолированная точка с запятой, соответствую- шая пустому
оператору, появляется здесь, чтобы удовлетворить этому требованию. Мы выделили ее
на отдельную строку, чтобы сделать ее более заметной.
Прежде чем мы распростимся с программой подсчета симво- лов, отметим, что если
файл ввода не содержит никаких симво- лов, то условие в WHILE или FOR не выполнится
при самом пер- вом обращении к GETCHAR , и, следовательно , программа вы- даст нуль,
т.е. Правильный ответ. это важное замечание. од- ним из приятных свойств операторов
WHILE и FOR является то, что они проверяют условие в начале цикла, т.е. До выполнения
тела. Если делать ничего не надо, то ничего не будет сдела- но, даже если это означает,
что тело цикла никогда не будет выполняться. программы должны действовать разумно,
когда они обращаются с файлами типа "никаких символов". Операторы WHILE и FOR помогают
обеспечить правильное поведение прог- рамм при граничных значениях проверяемых условий.
1.5.4. Подсчет строк
Следующая программа подсчитывает количество строк в файле ввода. Предполагается,
что строки ввода заканчиваются символом новой строки \N, скрупулезно добавленным
к каждой выписанной строке. MAIN() /* COUNT LINES IN INPUT */ {
INT C,NL;
NL = 0;
WHILE ((C = GETCHAR()) != EOF)
IF (C =='\N')
++NL;
PRINTF("%D\N", NL); }
Тело WHILE теперь содержит оператор IF , который в свою очередь управляет оператором
увеличения ++NL. Оператор IF проверяет заключенное в круглые скобки условие и, если
оно истинно, выполняет следующий за ним оператор /или группу операторов, заключенных
в фигурные скобки/. Мы опять исполь- зовали сдвиг вправо, чтобы показать, что чем
управляет.
Удвоенный знак равенства == является обозначением в языке "C" для "равно" /аналогично
.EQ. В фортране/. Этот символ введен для того, чтобы отличать проверку на равенство
от одиночного =, используемого при присваивании. Поскольку в типичных "C" - программах
знак присваивания встречается при- мерно в два раза чаще, чем проверка на равенство,
то естест- венно, чтобы знак оператора был вполовину короче.
Любой отдельный символ может быть записан внутри оди- ночных кавычек, и при этом
ему соответствует значение, рав- ное численному значению этого символа в машинном
наборе сим- волов; это называется символьной константой. Так, например, 'A' - символьная
константа; ее значение в наборе символов ASCII /американский стандартный код для
обмена информацией/ равно 65, внутреннему представлению символа а. Конечно, 'A'
предпочтительнее, чем 65: его смысл очевиден и он не зависит от конкретного машинного
набора символов.
Условные последовательности, используемые в символьных строках, также занимают
законное место среди символьных кон- стант. Так в проверках и арифметических выражениях
'\N' представляет значение символа новой строки. Вы должны твердо уяснить, что '\N'
- отдельный символ, который в выражениях эквивалентен одиночному целому; с другой
стороны "\N" - это символьная строка, которая содержит только один символ. Воп-
рос о сопоставлении строк и символов обсуждается в главе 2.
Упражнение 1-6
Напишите программу для подсчета пробелов, табуляций и новых строк.
Упражнение 1-7
Напишите программу, которая копирует ввод на вывод, за- меняя при этом каждую
последовательность из одного или более пробелов на один пробел.
1.5.5. Подсчет слов
Четвертая программа из нашей серии полезных программ подсчитывает количество
строк, слов и символов, используя при этом весьма широкое определение, что словом
является лю- бая последовательность символов, не содержащая пробелов, та- буляций
или новых строк. /Это - упрощенная версия утилиты 'WC' системы 'UNIX'/
#DEFINE YES 1 #DEFINE NO 0
MAIN() /* COUNT LINES, WORDS, CHARS IN INPUT */ {
INT C, NL, NW, INWORD;
INWORD = NO;
NL = NW = NC = 0;
WHILE((C = GETCHAR()) != EOF) {
++NC;
IF (C == '\N')
++NL;
IF (C==' ' \!\! C=='\N' \!\! C=='\T')
INWORD = NO;
ELSE IF (INWORD == NO) {
INWORD = YES;
++NW;
}
}
PRINTF("%D %D %D\N", NL, NW, NC); }
Каждый раз, когда программа встречает первый символ слова, она увеличивает счетчик
числа слов на единицу. Пере- менная INWORD следит за тем, находится ли программа
в насто- ящий момент внутри слова или нет; сначала этой переменной присваивается
" не в слове", чему соответствует значение NO. Мы предпочитаем символические константы
YES и NO литерным значениям 1 и 0, потому что они делают программу более удоб- ной
для чтения. Конечно, в такой крошечной программе, как эта, это не приводит к заметной
разнице, но в больших прог- раммах увеличение ясности вполне стоит тех скромных
дополни- тельных усилий, которых требует следование этому принципу с самого начала.
Вы также обнаружите, что существенные измене- ния гораздо легче вносить в те программы,
где числа фигури- руют только в качестве символьных констант.
Строка
NL = NW = NC = 0;
полагает все три переменные равными нулю. Это не особый случай, а следствие того
обстоятельства, что операто- ру присваивания соответствует некоторое значение и
присваи- вания проводятся последовательно справа налево. Таким обра- зом, дело обстоит
так, как если бы мы написали
NC = (NL = (NW = 0));
операция \!\! Означает OR , так что строка
IF( C==' ' \!\! C=='\N' \!\! C=='\T')
говорит "если с - пробел, или с - символ новой строки, или с -табуляция ..."./условная
последовательность \T является изображением символа табуляции/.
Имеется соответствующая операция && для AND. Выражения,
связанные операциями && или \!\! , Рассматриваются слева на
право, и при этом гарантируется, что оценивание выражений
будет прекращено, как только станет ясно, является ли все
выражение истинным или ложным. Так, если 'C' оказывается
пробелом, то нет никакой необходимости проверять, является ли 'C' символом новой
строки или табуляции, и такие проверки
действительно не делаются. В данном случае это не имеет
принципиального значения, но, как мы скоро увидим, в более
сложных ситуациях эта особенность языка весьма существенна.
Этот пример также демонстрирует оператор ELSE языка "C",
который указывает то действие, которое должно выполняться,
если условие, содержащееся в операторе IF, окажется ложным.
Общая форма такова:
IF (выражение)
оператор-1
ELSE оператор-2
Выполняется один и только один из двух операторов, свя- занных с конструкцией
IF-ELSE. Если выражение истинно, вы- полняется оператор-1; если нет - выполняется
оператор-2. Фактически каждый оператор может быть довольно сложным. В программе
подсчета слов оператор, следующий за ELSE , явля- ется опертором IF , который управляет
двумя операторами в фигурных скобках.
Упражнение 1-9
Как бы вы стали проверять программу подсчета слов ? Kакие имеются ограничения
?
Упражнение 1-10
Напишите программу, которая будет печатать слова из фай- ла ввода, причем по
одному на строку.
Упражнение 1-11
Переделайте программу подсчета слов, используя лучшее пределение "слова"; считайте,
например словом последователь- ность букв, цифр и апострофов, рачинающуюся с буквы.
1.6. Массивы
Давайте напишем программу подсчета числа появлений каж- дой цифры, символов пустых
промежутков/пробел, табуляции, новая строка/ и всех остальных символов. Конечно,
такая за- дача несколько искусственна, но она позволит нам проиллюст- рировать в
одной программе сразу несколько аспектов языка "C".
Мы разбили вводимые символы на двенадцать категорий, и нам удобнее использовать
массив для хранения числа появлений каждой цифры, а не десять отдельных переменных.
Вот один из вариантов программы: MAIN() /* COUNT DIGITS, WHITE SPACE, OTHERS */
{
INT C, I, NWHITE, NOTHER;
INT NDIGIT[10];
NWHITE = NOTHER = 0;
FOR (I = 0; I < 10; ++I)
NDIGIT[I] = 0;
WHILE ((C = GETCHAR()) != EOF)
IF (C >= '0' && C <= '9')
++NDIGIT[C-'0'];
ELSE IF(C== ' ' \!\! C== '\N' \!\! C== '\T')
++NWHITE;
ELSE
++NOTHER;
PRINTF("DIGITS =");
FOR (I = 0; I < 10; ++I)
PRINTF(" %D", NDIGIT[I]);
PRINTF("\NWHITE SPACE = %D, OTHER = %D\N",
NWHITE, NOTHER); }
Описание
INT NDIGIT[10];
объявляет, что NDIGIT является массивом из десяти целых. в языке "C" индексы
массива всегда начинаются с нуля /а не с 1, как в фортране или PL/1/, так что элементами
массива яв- ляются NDIGIT[0], NDIGIT[1],..., NDIGIT[9]. эта особенность отражена
в циклах FOR , которые инициализируют и печатают массив.
Индекс может быть любым целым выражением, которое, ко- нечно, может включать
целые переменные, такие как I , и це- лые константы.
Эта конкретная программа сильно опирается на свойства символьного представления
цифр. Так, например, в программе проверка
IF( C >= '0' && C <= '9')...
определяет, является ли символ в 'C' цифрой, и если это так, то численное значение
этой цифры определяется по формуле / C - '0'/. Такой способ работает только в том
случае, если зна- чения символьных констант '0', '1' и т.д. Положительны, рас- положены
в порядке возрастания и нет ничего, кроме цифр, между константами '0' и '9'. К счастью,
это верно для всех общепринятых наборов символов.
По определению перед проведением арифметических опера- ций, вовлекающих переменные
типа CHAR и INT, все они преоб- разуются к типу INT, TAK что в арифметических выражениях
пе- ременные типа CHAR по существу идентичны переменным типа INT. Это вполне естественно
и удобно; например, C -'0'- это целое выражение со значением между 0 и 9 в соответствии
с тем, какой символ от '0' до '9' хранится в 'C', и, следова- тельно, оно является
подходящим индексом для массива NDIGIT.
Выяснение вопроса, является ли данный символ цифрой, символом пустого промежутка
или чем-либо еще, осуществляется последовательностью операторов
IF (C >= '0' && C <= '9')
++NDIGIT[C-'0'];
ELSE IF(C == ' ' \!\! C == '\N' \!\! C == '\T')
++NWHITE;
ELSE
++NOTHER;
Конструкция
IF (условие)
оператор
ELSE IF (условие)
оператор
ELSE
оператор
часто встречаются в программах как средство выражения ситуа- ций, в которых осуществляется
выбор одного из нескольких возможных решений.
Программа просто движется сверху вниз до тех пор, пока не удовлетворится какое-нибудь
условие; тогда выполняется соответствующий 'оператор', и вся конструкция завершается.
/Конечно, 'оператор' может состоять из нескольких операто- ров, заключенных в фигурные
скобки/. Если ни одно из условий не удовлетворяется, то выполняется 'оператор',
стоящий после заключительного ELSE, если оно присутствует. Если последнеE ELSE и
соответствующий 'оператор' опущены (как в программе подсчета слов), то никаких действий
не производится. Между начальным IF и конечным ELSE может помещаться произвольное
количество групп
ELSE IF (условие)
оператор
С точки зрения стиля целесообразно записывать эту конст- рукцию так, как мы показали,
с тем чтобы длинные выражения не залезали за правый край страницы.
Оператор SWITCH (переключатель), который рассматривается в главе 3, представляет
другую возможность для записи раз- ветвления на несколько вариантов. этот оператор
особенно удобен, когда проверяемое выражение является либо просто не- которым целым,
либо символьным выражением, совпадающим с од- ной из некоторого набора констант.
Версия этой программы, использующая оператор SWITCH, будет для сравнения приведена
в главе 3.
Упражнение 1-12
Напишите программу, печатающую гистограмму длин слов из файла ввода. Самое легкое
- начертить гистограмму горизон- тально; вертикальная ориентация требует больших
усилий.
1.7. Функции
В языке "C" функции эквивалентны подпрограммам или функ- циям в фортране или
процедурам в PL/1, паскале и т.д. Функ- ции дают удобный способ заключения некоторой
части вычисле- ний в черный ящик, который в дальнейшем можно использовать, не интересуясь
его внутренним содержанием. Использование функций является фактически единственным
способом справиться с потенциальной сложностью больших программ. Если функции организованы
должным образом, то можно игнорировать то, как делается работа; достаточно знание
того, что делается. Язык "C" разработан таким образом, чтобы сделать использование
функций легким, удобным и эффективным. Вам будут часто вст- речаться функции длиной
всего в несколько строчек, вызывае- мые только один раз, и они используются только
потому, что это проясняет некоторую часть программы.
До сих пор мы использовали только предоставленные нам функции типа PRINTF, GETCHAR
и PUTCHAR; теперь пора написать несколько наших собственных. так как в "C" нет операции
воз- ведения в степень, подобной операции ** в фортране или PL/1, давайте проиллюстрируем
механику определения функции на при- мере функции POWER(M,N), возводящей целое м
в целую положи- тельную степень N. Так значение POWER(2,5) равно 32. Конеч- но,
эта функция не выполняет всей работы операции **, пос- кольку она действует только
с положительными степенями не- больших чисел, но лучше не создавать дополнительных
затруд- нений, смешивая несколько различных вопросов.
