Подчеркнем, что все переменные типа FLOAT в выражениях преобразуются в DOUBLE; в “C” вся плавающая арифметика выполняется с двойной точностью.
Преобразования возникают и при присваиваниях; значение правой части преобразуется к типу левой, который и является типом результата. Символьные переменные преобразуются в целые либо со знаковым расширением ,либо без него, как описано выше. Обратное преобразование INT в CHAR ведет себя хорошо лишние биты высокого порядка просто отбрасываются. Таким образом
INT I;
CHAR C;
I = C;
C = I;
значение 'с' не изменяется. Это верно независимо от того, вовлекается ли знаковое расширение или нет.
Если х типа FLOAT, а I типа INT, то как х = I;
так и I = х;
приводят к преобразованиям; при этом FLOAT преобразуется в INT отбрасыванием дробной части. Тип DOUBLE преобразуется во FLOAT округлением. Длинные целые преобразуются в более короткие целые и в переменные типа CHAR посредством отбрасывания лишних битов высокого порядка.
Так как аргумент функции является выражением, то при передаче функциям аргументов также происходит преобразование типов: в частности, CHAR и SHORT становятся INT, а FLOAT становится DOUBLE. Именно поэтому мы описывали аргументы функций как INT и DOUBLE даже тогда, когда обращались к ним с переменными типа CHAR и FLOAT.
Наконец, в любом выражении может быть осуществлено (“принуждено”) явное преобразование типа с помощью конструкции, называемой перевод (CAST). В этой конструкции, имеющей вид
(имя типа) выражение
Выражение преобразуется к указанному типу по правилам преобразования, изложенным выше. Фактически точный смысл операции перевода можно описать следующим образом: выражение как бы присваивается некоторой переменной указанного типа, которая затем используется вместо всей конструкции. Например, библиотечная процедура SQRT ожидает аргумента типа DOUBLE и выдаст бессмысленный ответ, если к ней по небрежности обратятся с чем-нибудь иным. таким образом, если N целое, то выражение
SQRT((DOUBLE) N) до передачи аргумента функции SQRT преобразует N к типу DOUBLE. (Отметим, что операция перевод преобразует значение N в надлежащий тип; фактическое содержание переменной N при этом не изменяется). Операция перевода имрация перевода имеет тот же уровень старшинства, что и другие унарные операции, как указывается в таблице в конце этой главы.
Упражнение 2-2.
Составьте программу для функции HTOI(S), которая преобразует строку шестнадцатеричных цифр в эквивалентное ей целое значение. При этом допустимыми цифрами являются цифры от 1 до 9 и буквы от а до F.
2.8. Операции увеличения и уменьшения
В языке “C” предусмотрены две необычные операции для увеличения и уменьшения значений переменных. Операция увеличения ++ добавляет 1 к своему операнду, а операция уменьшения—вычитает 1. Мы часто использовали операцию ++ для увеличения переменных, как, например, в
IF(C == '\N') ++I;
Необычный аспект заключается в том, что ++ и—можно использовать либо как префиксные операции (перед переменной, как в ++N), либо как постфиксные (после переменной: N++).
Эффект в обоих случаях состоит в увеличении N. Но выражение ++N увеличивает переменную N до использования ее значения, в то время как N++ увеличивает переменную N после того, как ее значение было использовано. Это означает, что в контексте, где используется значение переменной, а не только эффект увеличения, использование ++N и N++ приводит к разным результатам. Если N = 5, то
х = N++;
устанавливает х равным 5, а х = ++N;
50
полагает х равным 6. В обоих случаях N становится равным 6.
Операции увеличения и уменьшения можно применять только к переменным; выражения типа х=(I+J)++ являются незаконными.
В случаях, где нужен только эффект увеличения, а само значение не используется, как, например, в IF ( C == '\N' ) NL++;
выбор префиксной или постфиксной операции является делом вкуса. но встречаются ситуации, где нужно использовать именно ту или другую операцию. Рассмотрим, например, функцию SQUEEZE(S,C), которая удаляет символ 'с' из строки S, каждый раз, как он встречается.
SQUEEZE(S,C) /* DELETE ALL C FROM S */ CHAR S[];
INT C;
{ INT I, J;
FOR ( I = J = 0; S[I] != '\0'; I++) IF ( S[I] != C ) S[J++] = S[I];
S[J] = '\0';
}
Каждый раз, как встечается символ, отличный от 'с', он копируется в текущую позицию J, и только после этого J увеличивается на 1, чтобы быть готовым для поступления следующего символа. Это в точности эквивалентно записи
IF ( S[I] != C ) { S[J] = S[I];
J++;
}
Другой пример подобной конструкции дает функция GETLINE, которую мы запрограммировали в главе 1, где можно заменить IF ( C == '\N' ) { S[I] = C;
++I;
}
более компактной записью IF ( C == '\N' ) S[I++] = C;
В качестве третьего примера рассмотрим функцию STRCAT(S,T), которая приписывает строку т в конец строки S, образуя конкатенацию строк S и т. При этом предполагается, что в S достаточно места для хранения полученной комбинации.
STRCAT(S,T) /* CONCATENATE T TO END OF S */ CHAR S[], T[]; /* S MUST BE BIG ENOUGH */
{ INT I, J;
I = J = 0;
WHILE (S[I] != '\0') / *FIND END OF S */ I++;
WHILE((S[I++] = T[J++]) != '\0') /*COPY T*/
;
}
Tак как из T в S копируется каждый символ, то для подготовки к следующему прохождению цикла постфиксная операция ++ применяется к обеим переменным I и J.
Упражнение 2-3.
Напишите другой вариант функции SQUEEZE(S1,S2), который удаляет из строки S1 каждый символ, совпадающий с каким-либо символом строки S2.
Упражнение 2-4.
Напишите программу для функции ANY(S1,S2), которая находит место первого появления в строке S1 какого-либо символа из строки S2 и, если строка S1 не содержит символов строки S2, возвращает значение -1.
2.9. Побитовые логические операции
В языке предусмотрен ряд операций для работы с битами;
эти операции нельзя применять к переменным типа FLOAT или DOUBLE.
& Побитовое AND
\! Побитовое включающее OR
^ побитовое исключающее OR
<< сдвиг влево
>> сдвиг вправо
\^ дополнение (унарная операция)
“\” иммитирует вертикальную черту.
Побитовая операция AND часто используется для маскирования некоторого множества битов; например, оператор
C = N & 0177
передает в 'с' семь младших битов N , полагая остальные равными нулю. Операция 'э' побитового OR используется для включения битов:
C = X э MASK устанавливает на единицу те биты в х , которые равны единице в MASK.
Следует быть внимательным и отличать побитовые операции & и 'э' от логических связок && и \!\! , Которые подразумевают вычисление значения истинности слева направо. Например, если х=1, а Y=2, то значение х&Y равно нулю , в то время как значение X&&Y равно единице./почему?/ Операции сдвига << и >> осуществляют соответственно сдвиг влево и вправо своего левого операнда на число битовых позиций, задаваемых правым операндом. Таким образом , х<<2 сдвигает х влево на две позиции, заполняя освобождающиеся биты нулями, что эквивалентно умножению на 4. Сдвиг вправо величины без знака заполняет освобождающиеся биты на некоторых машинах, таких как PDP-11, заполняются содержанием знакового бита /”арифметический сдвиг”/, а на других - нулем /”логический сдвиг”/.
Унарная операция \^ дает дополнение к целому; это означает , что каждый бит со значением 1 получает значение 0 и наоборот. Эта операция обычно оказывается полезной в выражениях типа
X & \^077 где последние шесть битов х маскируются нулем. Подчеркнем, что выражение X&\^077 не зависит от длины слова и поэтому предпочтительнее, чем, например, X&0177700, где предполагается, что х занимает 16 битов. Такая переносимая форма не требует никаких дополнительных затрат, поскольку \^077 является константным выражением и, следовательно, обрабатывается во время компиляции.
Чтобы проиллюстрировать использование некоторых операций с битами, рассмотрим функцию GETBITS(X,P,N), которая возвращает /сдвинутыми к правому краю/ начинающиеся с позиции р поле переменной х длиной N битов. мы предполагаем , что крайний правый бит имеет номер 0, и что N и р - разумно заданные положительные числа. например, GETBITS(х,4,3) возвращает сдвинутыми к правому краю биты, занимающие позиции 4,3 и 2.
GETBITS(X,P,N) /* GET N BITS FROM POSITION P */ UNSIGNED X, P, N;
{ RETURN((X >> (P+1-N)) & \^(\^0 << N));
}
Операция X >> (P+1-N) сдвигает желаемое поле в правый конец слова. Описание аргумента X как UNSIGNED гарантирует, что при сдвиге вправо освобождающиеся биты будут заполняться нулями, а не содержимым знакового бита, независимо от того, на какой машине пропускается программа. Все биты константного выражения \^0 равны 1; сдвиг его на N позиций влево с помощью операции \^0<<N создает маску с нулями в N крайних правых битах и единицами в остальных; дополнение \^ создает маску с единицами в N крайних правых битах.
Упражнение 2-5.
Переделайте GETBITS таким образом, чтобы биты отсчитывались слева направо.
Упражнение 2-6.
Напишите программу для функции WORDLENGTH(), вычисляющей длину слова используемой машины, т.е. Число битов в переменной типа INT. Функция должна быть переносимой, т.е. Одна и та же исходная программа должна правильно работать на любой машине.
Упражнение 2-7.
Напишите программу для функции RIGHTROT(N,B), сдвигающей циклически целое N вправо на B битовых позиций.
Упражнение 2-8.
Напишите программу для функции INVERT(X,P,N), которая инвертирует (т.е. Заменяет 1 на 0 и наоборот) N битов X, начинающихся с позиции P, оставляя другие биты неизмененными.
2.10. Операции и выражения присваивания.
Такие выражения, как I = I + 2 в которых левая часть повторяется в правой части могут быть записаны в сжатой форме
I += 2 используя операцию присваивания вида +=.
Большинству бинарных операций (операций подобных +, которые имеют левый и правый операнд) соответствует операция присваивания вида оп=, где оп - одна из операций
+ - * / % << >> & \^ \!
Если е1 и е2 - выражения, то
е1 оп= е2 эквивалентно е1 = (е1) оп (е2) за исключением того, что выражение е1 вычисляется только один раз. Обратите внимание на круглые скобки вокруг е2:
X *= Y + 1 то X = X * (Y + 1) не X = X * Y + 1 В качестве примера приведем функцию BITCOUNT, которая подсчитывает число равных 1 битов у целого аргумента.