Помоги проекту - поделись книгой:
По умолчанию тип char всегда имеет знак. Однако существует опция компилятора языка Си, позволяющая изменить умолчание для char со знакового типа на беззнаковый. Если эта опция задана, то сокращение char имеет тот же смысл, что и unsigned char, и, следовательно, для объявления символьной переменной со знаком должно быть записано ключевое слово signed.
Таблица 3.2.
| Спецификация типа | Сокращение |
| signed char | char |
| signed int | signed, int |
| signed short int | short, signed short |
| signed long int | long, signed long |
| unsigned char | - |
| unsigned int | unsigned |
| unsigned short int | unsigned short |
| unsigned long int | unsigned long |
| float | - |
| long float | double |
| long double | double (СП MSC 5.0, СП TC 1.5) |
| long double | —(СП TC 2.0) |
Примечание. В данной книге в основном используются сокращенные формы записи спецификаций типов, перечисленные в таблице 3.2; при этом предполагается, что тип char по умолчанию имеет знак.
Области значений
Область значений — это интервал от минимального до максимального значения, которое может быть представлено в переменной данного типа. В таблице 3.3 приведен размер занимаемой памяти и области значений переменных для каждого типа. Поскольку переменных типа void не существует, он не включен в эту таблицу.
Таблица 3.3.
| Тип | Представление в памяти | Область значений |
| char | 1 байт | от -128 до 127 |
| int | зависит от реализации | |
| short | 2 байта | от -32768 до 32767 |
| long | 4 байта | от -2.147.483.648 до 2.147.483.647 |
| unsigned char | 1 байт | от 0 до 255 |
| unsigned | зависит от реализации | |
| unsigned short | 2 байта | от 0 до 65535 |
| unsigned long | 4 байта | от 0 до 4.294.967.295 |
| float | 4 байта | стандартный формат IEEE |
| double | 8 байтов | стандартный формат IEEE |
| long double | 10 байтов | стандартный формат IEEE |
Тип char может использоваться для хранения буквы, цифры или другого символа из множества представимых символов. Значением объекта типа char является код, соответствующий данному символу. Тип char интерпретируется как однобайтовое целое с областью значений от -128 до 127. Тип unsigned char может содержать значения в интервале от 0 до 255. В частности, буквы русского алфавита имеют коды, соответствующие типу unsigned char.
Следует отметить, что представление в памяти и область значений для типов int и unsigned int не определены в языке Си. В большинстве систем программирования размер типа int (со знаком или без знака) соответствует реальному размеру целого машинного слова. Например, на 16-разрядном компьютере тип int занимает 16 разрядов, или 2 байта. На 32-разрядном компьютере тип int занимает 32 разряда, или 4 байта. Таким образом, тип int эквивалентен либо типу short int (короткое целое), либо типу long int (длинное целое), в зависимости от компьютера. Аналогично, тип unsigned int эквивалентен либо типу unsigned short int, либо типу unsigned long int. Однако рассматриваемые в данной книге компиляторы языка Си, разработанные для моделей IBM PC с 16-разрядным машинным словом, при работе на IBM PC/AT с процессором Intel 80386 (имеющим 32-разрядное машинное слово) отводят для типа int и unsigned int только 16 разрядов.
Спецификации типов int и unsigned int широко используются в программах на Си, поскольку они позволяют наиболее эффективно работать с целыми значениями на данном компьютере. Однако, поскольку размер типов int и unsigned int является машинно-зависимым, программы, зависящие от конкретного размера типа int или unsigned int на каком-либо компьютере, могут быть непереносимы на другой компьютер. Переносимость программ можно повысить, если использовать для ссылки на размер типа данных операцию sizeof.
Порядок размещения байтов в памяти для базовых целых типов следующий (по возрастанию адресов):
для типа short — b0, b1;
для типа long — b0, b1, b2, b3,
где b0—младший байт.
Архитектура процессора Intel 8086/88 позволяет размещать переменные различного размера в памяти, как с четного, так и с нечетного адреса. Однако в последнем случае обращение к переменным будет более медленным. В СП TC существует опция компиляции, задающая выравнивание всех объектов, занимающих более одного байта, на границу четного адреса. Память при этом будет использоваться менее эффективно, но скорость обращения к переменным возрастет. В СП MSC по умолчанию производится выравнивание на границу четного адреса. В версии 5.0 СП MSC существует опция компиляции, обеспечивающая выравнивание на границу, заданную программистом. Вопросы выравнивания структур рассматриваются в разделе 3.4.3.
Согласно правилам преобразования типов в языке Си (см. раздел 5 "Выражения"), не всегда возможно использовать в выражении максимальное или минимальное значение для константы данного типа.
Допустим, требуется использовать в выражении значение -32768 типа short. Константное выражение -32768 состоит из арифметической операции отрицания (-), предшествующей значению константы 32768. Поскольку значение 32768 слишком велико для типа short, компилятор языка Си представляет его типом long и, следовательно, константа -32768 будет иметь тип long. Значение -32768 может быть представлено типом short только путем явного приведения его к типу short с помощью выражения (short) (‑32768). Информация при этом не будет потеряна, поскольку значение -32768 может быть представлено двумя байтами памяти.
Восьмеричные и шестнадцатеричные константы могут иметь знаковый или беззнаковый тип, в зависимости от их значения (см. раздел 1.2.1). Однако метод присвоения компилятором языка Си типов восьмеричным и шестнадцатеричным константам гарантирует, что в выражениях они будут вести себя как беззнаковые целые (поскольку их знаковый бит всегда равен нулю).
СП ТС позволяет явно присваивать константам беззнаковый тип с помощью суффикса u.
Для представления значений с плавающей точкой используется стандартный формат IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.). Значения типа float занимают 4 байта, состоящих из бита знака, 7-битовой двоичной экспоненты и 24-битовой мантиссы. Мантисса представляет число в интервале от 1.0 до 2.0. Поскольку старший бит мантиссы всегда равен единице, он не хранится в памяти. Это представление дает область значений приблизительно от 3.4Е-38 до 3.4Е+38.
Значения типа double занимают 8 байтов. Их формат аналогичен формату float, за исключением того, что экспонента занимает 11 битов, а мантисса 52 бита плюс неявный старший бит, единичный. Это дает область значений приблизительно от 1.7Е-308 до 1.7Е+308.
Значения типа long double занимают 80 битов; их область значений—от 3.4Е-4932 до 1.1Е+4932. Формат их аналогичен формату double, однако, мантисса длиннее на 16 битов.
Описатели
Синтаксис описателей
Синтаксис описателей рекурсивными правилами:
<
<
<
*<
<
<
(<
Описатели в языке Си позволяют объявить следующие объекты: простые переменные, массивы, указатели и функции. В простейшем случае, если объявляется простая переменная базового типа, либо структура, либо объединение, описатель представляет собой идентификатор. При этом объекту присваивается тип, заданный спецификацией типа.
Для объявления массива значений специфицированного типа, либо функции, возвращающей значение специфицированного типа, либо указателя на значение специфицированного типа, идентификатор дополняется, соответственно, квадратными скобками (справа), круглыми скобками (справа) или звездочкой (слева). В дальнейшем будем называть квадратные скобки, круглые скобки и звездочку признаками типа массив, функция и указатель, соответственно.
Следующие примеры иллюстрируют простейшие формы описателей:
int list(20] —массив list значений целого типа;
char *ср -указатель ср на значение типа char;
double func() —функция func, возвращающая значение типа double.
Интерпретация составных описателей
Составной описатель — это идентификатор, дополненный более чем одним признаком типа массив, указатель или функция.
С одним идентификатором можно образовать множество различных комбинаций признаков типа массив, указатель или функция. Некоторые комбинации недопустимы. Например, массив не может содержать в качестве элементов функции, а функция не может возвращать массив или функцию.
При интерпретации составных описателей сначала рассматриваются квадратные скобки и круглые скобки, расположенные справа от идентификатора. Квадратные и круглые скобки имеют одинаковый приоритет. Они интерпретируются слева направо. После них справа налево рассматриваются звездочки, расположенные слева от идентификатора. Спецификация типа рассматривается на последнем шаге после того, как описатель уже полностью проинтерпретирован.
Для изменения действующего по умолчанию порядка интерпретации описателя можно использовать внутри него круглые скобки.
Правило интерпретации составных описателей может быть названо чтением "изнутри — наружу". Начать интерпретацию нужно с идентификатора и проверить, есть ли справа от нега открывающие квадратные или круглые скобки. Если они есть, то проинтерпретировать правую часть описателя. Затем следует проверить, есть ли слева от идентификатора звездочки, и, если они есть, проинтерпретировать левую часть. Если на какой-либо стадии интерпретации справа встретится закрывающая круглая скобка (которая используется для изменения порядка интерпретации описателя), то необходимо сначала полностью провести интерпретацию внутри данной пары круглых скобок, а затем продолжить интерпретацию справа от закрывающей круглой скобки.
На последнем шаге интерпретируется спецификация типа. После этого тип объявленного объекта полностью известен.
Следующий пример иллюстрирует применение правила интерпретации составных описателей. Последовательность шагов интерпретации пронумерована.
char*(*(*var)())[10].
7 6 4 2 1 3 5
1. Идентификатор var объявлен как
2. Указатель на
3. Функцию, возвращающую
4. Указатель на
5. Массив из 10 элементов, которые являются
6. Указателями на
7. Значения типа char.
В приведенных ниже примерах обратите внимание на то, как применение круглых скобок может изменять смысл объявлений.
1. int *var[5]; — массив var указателей на значения типа int.
2. int (*var)[5]; — указатель var на массив значений типа int.
3. long *var(); — функция var, возвращающая указатель на значение типа long.
4. long (*var)(); — указатель var на функцию, возвращающую значение типа long.
5. struct both {
int a;
char b;
}(*var[5])(); - массив var указателей на функции, возвращающие структуры типа both.
6. double (*var())[3]; — функция var, возвращающая указатель на массив из трех значений типа double.
7. union sign {
int x;
unsigned y;
} **var[5][5]; — массив var, элементы которого являются массивами указателей на указатели на объединения типа sign.
8. union sign *(*var[5])[5]; — массив var, элементы которого являются указателями на массив указателей на объединения типа sign.
Пояснения к примерам:
В первом примере var объявляется как массив, поскольку признак типа массив имеет более высокий приоритет, чем признак типа указатель. Элементами массива являются указатели на значения типа int.
Во втором примере скобки меняют смысл объявления из первого примера. Теперь признак типа указатель применяется раньше, чем признак типа массив, и переменная var объявляется как указатель на массив из пяти значений типа int.
В третьем примере, поскольку признак типа функция имеет более высокий приоритет, чем признак типа указатель, var объявляется как функция, возвращающая указатель на значение типа long.
Четвертый пример аналогичен второму. С помощью скобок обеспечивается применение признака типа указатель прежде, чем признака типа функция, поэтому переменная var объявляется как указатель на функцию, возвращающую значение типа long.
Элементы массива не могут быть функциями. Однако в пятом примере показано, как объявить массив указателей на функции. В этом примере переменная var объявлена как массив из пяти указателей на функции, возвращающие структуры типа both. Заметьте, что круглые скобки, в которые заключено выражение var[5]
struct both *var[5] (struct both, struct both);
В шестом примере показано, как объявить функцию, возвращающую указатель на массив. Здесь объявлена функция var, возвращающая указатель на массив из трех значений типа double. Тип аргумента функции задан составным абстрактным описателем (см. раздел 3.8.3), также специфицирующим указатель на массив из трех значений типа double, В отсутствие круглых скобок, заключающих звездочку, типом аргумента был бы массив из трех указателей на значения типа double.
В седьмом примере показано, что указатель может указывать на другой указатель, а массив может содержать массивы. Здесь var является массивом из пяти элементов. Каждый элемент, в свою очередь, также является массивом из пяти элементов, каждый из которых является указателем на указатель на объединение типа sign. Массив массивов является аналогом двумерного массива в других языках программирования.
В восьмом примере показано, как круглые скобки изменили смысл объявления из седьмого примера. В этом примере var является массивом из пяти указателей на массив из пяти указателей на объединения типа sign.
Описатели с модификаторами
В разделе 1.4 "Ключевые слова" приведен перечень специальных ключевых слов, реализованных в СП MSC и СП ТС. Использование специальных ключевых слов (называемых в дальнейшем модификаторами) в составе описателей позволяет придавать объявлениям специальный смысл. Информация, которую несут модификаторы, используется компилятором языка Си в процессе генерации кода.
Рассмотрим правила интерпретации объявлений, содержащих модификаторы const, volatile, cdecl, pascal, near, far, huge, interrupt.
Интерпретация описателей с модификаторами
Модификаторы cdecl, pascal, interrupt воздействуют на идентификатор и должны быть записаны непосредственно перед ним.
Модификаторы const, volatile, near, far, huge воздействуют либо на идентификатор, либо на звездочку, расположенную непосредственно справа от модификатора. Если справа расположен идентификатор, то модифицируется тип объекта, именуемого этим идентификатором. Если же справа расположена звездочка, то модифицируется тип объекта, на который указывает эта звездочка, т.е. эта звездочка представляет собой указатель на модифицированный тип. Таким образом, конструкция <
int const *р; - это указатель на const int, а
int * const р; - это const указатель на int. Модификаторы const и volatile могут также записываться и перед спецификацией типа.
В СП ТС использование модификаторов near, far, huge ограничено: они могут быть записаны только перед идентификатором функции или перед признаком указателя (звездочкой).
Допускается более одного модификатора для одного объекта (или элемента описателя). В следующем примере тип функции func модифицируется одновременно специальными ключевыми словами far и pascal. Порядок специальных ключевых слов не важен, т. е. комбинации far pascal и pascal far имеют один и тот же смысл.
int far * pascal far func();
Тип значения, возвращаемого функцией func, представляет собой указатель на значения типа int. Тип этих значений модифицирован специальным ключевым словом far.
Как обычно, в объявлении могут быть использованы круглые скобки для изменения порядка его интерпретации.
Пример:
char far *(far *getint)(int far *);
Поделиться книгой: