Помоги проекту - поделись книгой:
…
}
Если аргументы передаются программе только через командную строку, то достаточно объявить только параметры argc и argv. Однако порядок объявления параметров существен; например, если программа принимает аргументы из таблицы контекста, а из командной строки не принимает, необходимо объявить все три параметра.
Параметр argv представляет собой массив адресов, каждый элемент которого указывает на строковое представление соответствующего по порядку аргумента, передаваемого программе. Параметр argc определяет общее число передаваемых аргументов. Первый элемент массива argv (т. е. argv[0]) всегда содержит имя программы, по которому она была вызвана. Этот элемент всегда заполнен, поэтому значение argc всегда равно по крайней мере 1. Доступ к первому аргументу, переданному программе, можно осуществить с помощью выражения argv[1], к последнему аргументу —argv[argc-1].
Параметр envp представляет собой указатель на массив строк, определяющих контекст, т.е. среду выполнения программы. Стандартные библиотечные функции getenv и putenv позволяют организовать удобный доступ к таблице контекста.
Существует еще один способ передачи аргументов функции main — при запуске программы как независимого подпроцесса из другой программы, также написанной на языке Си. Подробное описание этого способа приведено в разделе 12 в описании групп стандартных библиотечных функций ехес и spawn.
Время жизни и область действия
Понятия "время жизни" и "область действия" являются очень важными для понимания структуры программ на языке Си. Время жизни переменной может быть либо "глобальным", либо "локальным". Объект с глобальным временем жизни характеризуется тем, что в течение всего времени выполнения программы с ним ассоциирована ячейка оперативной памяти и значение. Объекту с локальным временем жизни выделяется новая ячейка памяти при каждом входе в блок, в котором он определен или объявлен. Когда выполнение блока завершается, память, выделенная под локальный объект, освобождается и, следовательно, локальный объект теряет значение.
Блок представляет собой составной оператор. Составные операторы могут содержать объявления и операторы (см. раздел 5.3 "Составной оператор").
Тело функции представляет собой блок. Блоки в свою очередь могут содержать внутри себя другие, вложенные блоки. Из этого следует, что функции имеют блочную структуру. Однако функции не могут быть вложенными, т.е. определение функции не может содержаться внутри определения другой функции.
Объявления и определения, записанные внутри какого-либо блока (т. е. на внутреннем уровне), называются внутренними. Объявления и определения, записанные за пределами всех блоков (т. е. на внешнем уровне), называются внешними. Переменные и функции могут быть объявлены как на внешнем уровне, так и на внутреннем. Переменные могут быть также определены на внутреннем уровне, а функции определяются только на внешнем уровне.
Все функции имеют глобальное время жизни. Переменные, определенные на внешнем уровне, всегда имеют глобальное время жизни. Переменные, определенные на внутреннем уровне, имеют локальное время жизни, однако путем указания для них спецификации класса памяти static можно сделать их время жизни глобальным.
Область действия объекта определяет, в каких участках программы допустимо использование имени этого объекта. Так, объект с глобальным временем жизни существует в течение всего времени выполнения программы, однако он доступен только в тех частях программы, на которые распространяется его область действия. Область действия объекта распространяется на блок или исходный файл, если в этом блоке или исходном файле известны тип и имя объекта. Объект может иметь глобальную или локальную область действия. Глобальная область действия означает, что объект доступен, или может быть через соответствующие объявления сделан доступным в пределах всех исходных файлов, образующих программу. Этот вопрос рассматривается в разделе 3.6 "Классы памяти". Локальная область действия означает, что объект доступен только в том блоке или файле, в котором он объявлен или определен.
Область действия переменной, объявленной на внешнем уровне, распространяется от точки программы, в которой она объявлена, до конца исходного файла, на все функции и вложенные блоки, за исключением случаев локального переобъявления (см. ниже). Область действия этой переменной можно распространить и на другие исходные файлы путем ее объявления в этих файлах (см. раздел 3.6 "Классы памяти"). Однако область действия переменной, объявленной на внешнем уровне с классом памяти static, распространяется только до конца исходного файла, содержащего ее объявление.
Область действия переменной, объявленной на внутреннем уровне, распространяется от точки программы, в которой она объявлена, до конца блока, содержащего ее объявление. Такая переменная называется локальной.
Если переменная, объявленная внутри блока, имеет то же самое имя, что и переменная, объявленная на внешнем уровне, то внутреннее объявление переменной заменяет (вытесняет) в пределах блока внешнее объявление. Этот механизм называется локальным переобъявлением переменной. Область действия переменной внешнего уровня восстанавливается при завершении блока.
Блок, вложенный внутрь другого блока, может в свою очередь содержать локальные переобъявления переменных, объявленных в охватывающем блоке. Локальное переобъявление переменной имеет силу во внутреннем блоке, а действие ее первоначального объявления восстанавливается, когда управление возвращается в охватывающий блок. Область действия переменной из внешнего (охватывающего) блока распространяется на все внутренние (вложенные) блоки, за исключением тех блоков, в которых она локально переобъявляется.
Область действия типов, созданных программистом, подчиняется тем же правилам, что и область действия переменных.
Использование функций в языке Си имеет некоторые отличия от использования переменных. Во-первых, как уже говорилось, на внутреннем уровне функция может быть только объявлена, а на внешнем уровне — и объявлена, и определена. Во-вторых, для работы с переменной ее необходимо предварительно явно объявить, а для того, чтобы вызвать функцию, это необязательно. Вызов функции компилятор языка Си рассматривает как неявное объявление функции с типом возвращаемого значения int и классом памяти extern. Если далее в файле встретится объявление или определение этой функции с другими атрибутами, компилятор сообщит об ошибке.
Область действия функции, объявленной со спецификацией класса памяти static, распространяется на весь исходный файл, в котором она объявлена, т.е. она может быть вызвана из любой точки этого файла, за исключением тех блоков, в которых она локально переобъявляется. Например, в каком-то блоке может быть объявлена функция с тем же именем и классом памяти extern, определенная в другом файле.
Область действия функции, объявленной с классом памяти extern, распространяется на все исходные файлы программы, т.е. она может быть вызвана из любой точки любого файла, за исключением блоков, в которых она локально переобъявляется. Например, если в каком-то из файлов на внешнем уровне объявлена функция с тем же именем и классом памяти static, то именно она будет вызываться в этом файле.
Помимо вызова, существует еще одна операция, применимая к функции, — получение ее адреса. Для этой операции функция ничем не отличается от переменной, поэтому функция должна быть предварительно объявлена. Для операции получения адреса область действия функции не зависит от се класса памяти и распространяется от точки объявления функции до конца исходного файла, за исключением случаев локального переобъявления.
В таблице 2.1 показана взаимосвязь основных факторов, которые определяют время жизни и область действия функций и переменных. При обсуждении области действия переменных мы использовали термин "объявление"; в таблице 2.1 конкретизировано для каждого случая, идет ли речь об объявлении или определении. Область действия функций в таблице 2.1 показана под углом зрения операции получения адреса, а не операции вызова функции. Более подробная информация о влиянии спецификаций класса памяти на область действия объекта приведена в разделе 3.6 "Классы памяти".
Таблица 2.1.
| Уровень | Объект | Спецификация класса памяти | Время жизни | Область действия |
| Внешний | Определение переменной | static | Глобальное | Остаток исходного файла |
| Объявление переменной | extern | Глобальное | Остаток исходного файла | |
| Объявление или определение функции | static или extern | Глобальное | Остаток исходного файла | |
| Внутренний | Объявление переменной | extern | Глобальное | Блок |
| Определение переменной | static | Глобальное | Блок | |
| Определение переменной | auto или register | Локальное | Блок | |
| Объявление функции | extern или static | Локальное | Остаток исходного файла |
Следующий пример программы иллюстрирует понятия блочной структуры, времени жизни и области действия переменных.
/* i определяется на внешнем уровне */
int i = 1;
/* функция main определяется на внешнем уровне */
main()
{
/* печатается 1 (значение переменной i внешнего уровня) */
printf("%d\n", i);
/* первый вложенный блок */
{
/* i переопределяется */
int i = 2, j = 3;
/* печатается 2, 3 */
printf("%d\n%d\n", i, j);
/* второй вложенный блок */
{
/* i переопределяется */
int i = 0;
/* печатается 0, 3 */
printf("%d\n%d\n, i, j);
/* конец второго вложенного блока */
}
/* печатается 2 (восстановлено определение i в охватывающем блоке) */
printf("%d\n", i);
/* конец первого вложенного блока */
}
печатается 1 (восстановлено определение внешнего уровня)*/
printf("%d\n", i);
/* конец определения функции main */
}
В этом примере показано четыре уровня области действия: самый внешний уровень и три уровня, образованных блоками. Функция printf определена в библиотеке стандартных функций (см. раздел 12). Функция main печатает значения 1, 2, 3, 0,3,2,1.
Пространства имен
В программе на языке Си имена (идентификаторы) используются для ссылок на различного рода объекты — функции, переменные, формальные параметры и т. п. При соблюдении определенных правил, описанных в данном разделе, допускается использование одного и того же идентификатора для более чем одного программного объекта.
Чтобы различать идентификаторы объектов различного рода, компилятор языка Си устанавливает так называемые "пространства имен". Во избежание противоречий имена внутри одного пространства должны быть уникальными, однако в различных пространствах могут содержаться идентичные имена. Это означает, что можно использовать один и тот же идентификатор для двух или более различных объектов, если имена объектов принадлежат к различным пространствам. Однозначное разрешение вопроса о том, на какой объект ссылается идентификатор, компилятор языка Си осуществляет по контексту появления данного идентификатора в программе. Ниже перечисляются виды объектов, которые можно именовать в программе на языке Си, и соответствующие им четыре пространства имен.
Таблица 2.2.
| Объекты | Пространство имен |
| Переменные, функции, формальные параметры, элементы списка перечисления, typedef | Уникальность имен в пределах этого пространства тесно связана с понятием области действия. Это выражается в том, что в данном пространстве могут содержаться совпадающие идентификаторы, если области действия именуемых ими объектов не пересекаются. Другими словами, совпадение идентификаторов возможно только при локальном переобъявлении (см. раздел 2.4). Обратите внимание на то, что имена формальных параметров функции сгруппированы в одном пространстве с именами локальных переменных. Поэтому переобъявление формальных параметров внутри любого из блоков функции недопустимо, typedef — это объявления имен типов (см. раздел 3.8.2). |
| Теги | Теги всех переменных перечислимого типа, структур и объединений (см. разделы 3.4.2 — 3.4.4) сгруппированы в одном пространстве имен. Каждый тег переменной перечислимого типа, структуры или объединения должен быть отличен от других тегов с той же самой областью действия. Ни с какими другими именами имена тегов не конфликтуют. |
| Элементы структур и объединений | Элементы каждой структуры или объединения) образуют свое пространство имен, поэтому имя каждого элемента должно быть уникальным внутри структуры или объединения, но не обязано отличаться от любого другого имени в программе, включая имена элементов других структур и объединений. |
| Метки операторов | Метки операторов образуют отдельное пространство имен. Каждая метка должна быть отлична от всех других меток операторов в той же самой функции. В разных функциях могут быть одинаковые метки. |
Пример: struct student
{
char student [20]; /*массив из 20 элементов типа char*/
int class;
int id;
} student; /* структура из трех элементов */
В этом примере имя тега структуры, элемента структуры и самой структуры относится к трем различным пространствам имен, поэтому не возникает противоречия между тремя объектами с одинаковым именем student. Компилятор языка Си определит по контексту использования, на какой из объектов ссылается идентификатор в каждом конкретном случае. Например, когда идентификатор student появится после ключевого слова struct
ОБЪЯВЛЕНИЯ
В этом разделе описываются формат и составные части объявлений переменных, функций и типов. В разделе 2.1 были введены понятия объявления и определения. Далее по тексту будем для краткости называть и объявления, и определения "объявлениями", если явно не конкретизируется то или иное понятие.
Объявления в языке Си имеют следующий синтаксис:
<
<
<
где:
<
<
<
<
В некоторых случаях спецификация класса памяти и/или спецификация типа может быть опущена.
Все переменные в языке Си должны быть явно объявлены перед их использованием, за исключением формальных параметров, имеющих тип int. Функции могут быть объявлены явно, посредством задания объявления или определения функции, либо неявно, если их вызов следует до определения или объявления.
Спецификация класса памяти влияет на то, в какой области памяти хранится объявляемый объект, производится ли его неявная инициализация и на какие участки программы распространяется его область действия. Местоположение объявления в программе, а также наличие или отсутствие других объявлений этой же переменной также существенны при определении ее области действия. Классы памяти описаны в разделе 3.6.
В языке Си определен набор базовых типов данных. Новые типы данных можно добавлять к этому набору посредством их объявления на основе уже определенных типов данных. Спецификация типа позволяет задавать для объекта либо базовый тип данных (см. раздел 3.1), либо структурный тип (см. раздел 3.4.3), либо тип объединение (см. раздел 3.4.4).
Не считается ошибкой объявление внешнего уровня, в котором отсутствует и спецификация класса памяти, и спецификация типа. В этом случае предполагается тип int. Однако объявление, состоящее только из идентификатора, например
n;
недопустимо, т.е. простая переменная не может быть объявлена подобным образом; может быть объявлен указатель, массив или функция.
Объявление должно содержать один или более описателей. В простейшем случае, когда объявляется простая переменная, тип которой задан <
Определения функций описаны в разделе 6.2, инициализаторы — в разделе 3.7.
Базовые типы данных
В языке Си реализован набор типов данных, называемых "базовыми" типами. Спецификации этих типов перечислены в таблице 3.1.
Таблица 3.1.
| Базовые типы | Спецификация типов | |
| Целые | signed char | знаковый символьный |
| signed int | знаковый целый | |
| signed short int | знаковый короткий целый | |
| signed long int | знаковый длинный целый | |
| unsigned char | беззнаковый символьный | |
| unsigned int | беззнаковый целый | |
| unsigned short int | беззнаковый короткий целый | |
| unsigned long int | беззнаковый длинный целый | |
| Плавающие | float | плавающий одинарной точности |
| double | плавающий двойной точности | |
| long float | длинный плавающий одинарной точности | |
| long double | длинный плавающий двойной точности | |
| Прочие | void | пустой |
| enum | перечислимый |
Тип long float реализован только в версии 4.0 СП MSC и эквивалентен типу double. В версии 5.0 СП MSC и в СП ТС реализован тип long double, причем в версии 5.0 СП MSC и версии 1.5 СП ТС он эквивалентен типу double, а в версии 2.0 СП ТС является самостоятельным типом размером 80 битов.
Типы char, int, short и long имеют две формы — знаковую (signed) и беззнаковую (unsigned). В совокупности они образуют целый тип. Перечислимый тип также служит для представления целых значений, однако, переменная перечислимого типа может принимать значения только из набора, заданного в ее объявлении. Спецификации типов float и double относятся к плавающему типу.
Целый тип (включая перечислимый тип) и плавающий тип в совокупности образуют арифметический тип.
Тип void (пустой) имеет специальное назначение. Указание спецификации типа void в объявлении функции означает, что функция не возвращает значений. Указание типа void в списке объявлений аргументов в объявлении функции означает, что функция не принимает аргументов. Можно объявить указатель на тип void; он будет указывать на любой, т.е. неспецифицированный тип. Тип void может быть указан в операции приведения типа. Приведение значения выражения к типу void явно указывает на то, что это значение не используется. Нельзя объявить переменную типа void.
При записи спецификаций целого и плавающего типа допустимы сокращения, приведенные в таблице 3.2. Например, в целых типах ключевое слово signed может быть опущено. Если ключевое слово unsigned отсутствует в записи спецификации типа short, int или long, то тип целого будет знаковым, даже если опущено ключевое слово signed.
Поделиться книгой: