BITCOUNT(N) /* COUNT 1 BITS IN N */ UNSIGNED N;
( INT B;
FOR (B = 0; N != 0; N >>= 1) IF (N & 01) B++;
RETURN(B);
)
Не говоря уже о краткости, такие операторы приваивания имеют то преимущество, что они лучше соответствуют образу человеческого мышления. Мы говорим: “прибавить 2 к I” или “увеличить I на 2”, но не “взять I, прибавить 2 и поместить результат опять в I”. Итак, I += 2. Кроме того, в громоздких выражениях, подобных
YYVAL[YYPV[P3+P4] + YYPV[P1+P2]] += 2 Tакая операция присваивания облегчает понимание программы, так как читатель не должен скрупулезно проверять, являются ли два длинных выражения действительно одинаковыми, или задумываться, почему они не совпадают. Такая операция присваивания может даже помочь компилятору получить более эффективную программу.
Мы уже использовали тот факт, что операция присваивания имеет некоторое значение и может входить в выражения; самый типичный пример
WHILE ((C = GETCHAR()) != EOF) присваивания, использующие другие операции присваивания (+=, -= и т.д.) также могут входить в выражения, хотя это случается реже.
Типом выражения присваивания является тип его левого операнда.
Упражнение 2-9.
В двоичной системе счисления операция X&(X-1) обнуляет самый правый равный 1 бит переменной X.(почему?) используйте это замечание для написания более быстрой версии функции BITCOUNT.
2.11. Условные выражения.
Операторы IF (A > B) Z = A;
ELSE Z = B;
конечно вычисляют в Z максимум из а и в. Условное выражение, записанное с помощью тернарной операции “?:”, предоставляет другую возможность для записи этой и аналогичных конструкций. В выражении
е1 ? Е2 : е3 сначала вычисляется выражение е1. Если оно отлично от нуля (истинно), то вычисляется выражение е2, которое и становится значением условного выражения. В противном случае вычисляется е3, и оно становится значением условного выражения. Каждый раз вычисляется только одно из выражения е2 и е3. Таким образом, чтобы положить Z равным максимуму из а и в, можно написать
Z = (A > B) ? A : B; /* Z = MAX(A,B) */ Следует подчеркнуть, что условное выражение действительно является выражением и может использоваться точно так же, как любое другое выражение. Если е2 и е3 имеют разные типы, то тип результата определяется по правилам преобразования, рассмотренным ранее в этой главе. например, если F имеет тип FLOAT, а N - тип INT, то выражение
(N > 0) ? F : N Имеет тип DOUBLE независимо от того, положительно ли N или нет.
Так как уровень старшинства операции ?: очень низок, прямо над присваиванием, то первое выражение в условном выражении можно не заключать в круглые скобки. Однако, мы все же рекомендуем это делать, так как скобки делают условную часть выражения более заметной.
Использование условных выражений часто приводит к коротким программам. Например, следующий ниже оператор цикла печатает N элементов массива, по 10 в строке, разделяя каждый столбец одним пробелом и заканчивая каждую строку (включая последнюю) одним символом перевода строки.
OR (I = 0; I < N; I++) PRINTF(“%6D%C”,A[I],(I%10==9 \!\! I==N-1) ? '\N' : ' ') Символ перевода строки записывается после каждого десятого элемента и после N-го элемента. За всеми остальными элементами следует один пробел. Хотя, возможно, это выглядит мудреным, было бы поучительным попытаться записать это, не используя условного выражения.
Упражнение 2-10.
Перепишите программу для функции LOWER, которая переводит прописные буквы в строчные, используя вместо конструкции IF-ELSE условное выражение.
2.12. Старшинство и порядок вычисления.
В приводимой ниже таблице сведены правила старшинства и ассоциативности всех операций, включая и те, которые мы еще не обсуждали. Операции, расположенные в одной строке, имеют один и тот же уровень старшинства; строки расположены в порядке убывания старшинства. Так, например, операции *, / и % имеют одинаковый уровень старшинства, который выше, чем уровень операций + и -.
OPERATOR ASSOCIATIVITY
() [] -> . LEFT TO RIGHT
! \^ ++ -- - (TYPE) * & SIZEOF RIGHT TO LEFT
* / % LEFT TO RIGHT
+ - LEFT TO RIGHT
<< >> LEFT TO RIGHT
< <= > >= LEFT TO RIGHT
== != LEFT TO RIGHT
& LEFT TO RIGHT
^ LEFT TO RIGHT
\! LEFT TO RIGHT
&& LEFT TO RIGHT
\!\! LEFT TO RIGHT
?: RIGHT TO LEFT
= += -= ETC. RIGHT TO LEFT
, (CHAPTER 3) LEFT TO RIGHT
Операции -> и . Используются для доступа к элементам структур; они будут описаны в главе 6 вместе с SIZEOF (размер объекта). В главе 5 обсуждаются операции * (косвенная адресация) и & (адрес).
Отметим, что уровень старшинства побитовых логических операций &, ^ и э ниже уровня операций == и !=. Это приводит к тому, что осуществляющие побитовую проверку выражения, подобные
IF ((X & MASK) == 0) ...
Для получения правильных результатов должны заключаться в круглые скобки.
Как уже отмечалось ранее, выражения, в которые входит одна из ассоциативных и коммутативных операций (*, +, &, ^, э), могут перегруппировываться, даже если они заключены в круглые скобки. В большинстве случаев это не приводит к каким бы то ни было расхождениям; в ситуациях, где такие расхождения все же возможны, для обеспечения нужного порядка вычислений можно использовать явные промежуточные переменные.
В языке “C”, как и в большинстве языков, не фиксируется порядок вычисления операндов в операторе. Например в операторе вида
X = F() + G();
сначала может быть вычислено F, а потом G, и наоборот; поэтому, если либо F, либо G изменяют внешнюю переменную, от которой зависит другой операнд, то значение X может зависеть от порядка вычислений. Для обеспечения нужной последовательности промежуточные результаты можно опять запоминать во временных переменных.
Подобным же образом не фиксируется порядок вычисления аргументов функции, так что оператор PRINTF(“%D %D\N”,++N,POWER(2,N));
58
может давать (и действительно дает) на разных машинах разные результаты в зависимости от того, увеличивается ли N до или после обращения к функции POWER. Правильным решением, конечно, является запись
++N;
PRINTF(“%D %D\N”,N,POWER(2,N));
Обращения к функциям, вложенные операции присваивания, операции увеличения и уменьшения приводят к так называемым “побочным эффектам” - некоторые переменные изменяются как побочный результат вычисления выражений. В любом выражении, в котором возникают побочные эффекты, могут существовать очень тонкие зависимости от порядка, в котором определяются входящие в него переменные. примером типичной неудачной ситуации является оператор
A[I] = I++;
Возникает вопрос, старое или новое значение I служит в качестве индекса. Компилятор может поступать разными способами и в зависимости от своей интерпретации выдавать разные результаты. Тот случай, когда происходят побочные эффекты (присваивание фактическим переменным), - оставляется на усмотрение компилятора, так как наилучший порядок сильно зависит от архитектуры машины.
Из этих рассуждений вытекает такая мораль: написание программ, зависящих от порядка вычислений, является плохим методом программирования на любом языке. Конечно, необходимо знать, чего следует избегать, но если вы не в курсе, как некоторые вещи реализованы на разных машинах, это неведение может предохранить вас от неприятностей. (Отладочная программа LINT укажет большинство мест, зависящих от порядка вычислений.
3. Поток управления
Управляющие операторы языка определяют порядок вычислений. В приведенных ранее примерах мы уже встречались с наиболее употребительными управляющими конструкциями языка “C”;
здесь мы опишем остальные операторы управления и уточним действия операторов, обсуждавшихся ранее.
3.1. Операторы и блоки
Такие выражения, как X=0, или I++, или PRINTF(...), становятся операторами, если за ними следует точка с запятой, как, например,
X = 0;
I++;
PRINTF(...);
В языке “C” точка с запятой является признаком конца оператора, а не разделителем операторов, как в языках типа алгола.
Фигурные скобки /( и /) используются для объединения описаний и операторов в составной оператор или блок, так что они оказываются синтаксически эквивалентны одному оператору.
Один явный пример такого типа дают фигурные скобки, в которые заключаются операторы, составляющие функцию, другой фигурные скобки вокруг группы операторов в конструкциях IF, ELSE, WHILE и FOR.(на самом деле переменные могут быть описаны внутри любого блока; мы поговорим об этом в главе 4).
Точка с запятой никогда не ставится после первой фигурной скобки, которая завершает блок.
3.2. IF - ELSE
Оператор IF - ELSE используется при необходимости сделать выбор. Формально синтаксис имеет вид IF (выражение) оператор-1 ELSE оператор-2, Где часть ELSE является необязательной. Сначала вычисляется выражение; если оно “истинно” /т.е. значение выражения отлично от нуля/, то выполняется оператор-1. Если оно ложно /значение выражения равно нулю/, и если есть часть с ELSE, то вместо оператора-1 выполняется оператор-2.
Так как IF просто проверяет численное значение выражения, то возможно некоторое сокращение записи. Самой очевидной возможностью является запись
IF (выражение) вместо IF (выражение !=0) иногда такая запись является ясной и естественной, но временами она становится загадочной.
То, что часть ELSE в конструкции IF - ELSE является необязательной, приводит к двусмысленности в случае, когда ELSE опускается во вложенной последовательности операторов IF.
Эта неоднозначность разрешается обычным образом - ELSE связывается с ближайшим предыдущим IF, не содержащим ELSE.
Например, в
IF ( N > 0 ) IF( A > B ) Z = A;
ELSE Z = B;
конструкция ELSE относится к внутреннему IF, как мы и показали, сдвинув ELSE под соответствующий IF. Если это не то, что вы хотите, то для получения нужного соответствия необходимо использовать фигурные скобки:
IF (N > 0) { IF (A > B) Z = A;
} ELSE Z = B;
Tакая двусмысленность особенно пагубна в ситуациях типа IF (N > 0) FOR (I = 0; I < N; I++) IF (S[I] > 0) { PRINTF(“...”);
RETURN(I);
} ELSE /* WRONG */ PRINTF(“ERROR - N IS ZERO\N”);
61
Запись ELSE под IF ясно показывает, чего вы хотите, но компилятор не получит соответствующего указания и свяжет ELSE с внутренним IF. Ошибки такого рода очень трудно обнаруживаются.
Между прочим, обратите внимание, что в IF (A > B) Z = A;