Язык программирования Си для персонального компьютера

Список типов аргументов определяет типы аргументов функции и их число.

Список типов — это список из одного или более имен типов. Каждое имя типа отделяется от другого запятой. Список ограничивается круглыми скобками.

Первое имя типа задает тип первого аргумента, второе имя задает тип второго аргумента и т.д. Концом списка является закрывающая круглая скобка, однако перед ней может быть записана запятая и многоточие (,…). Это означает, что число аргументов функции переменно, но не меньше, чем имен типов, заданных до многоточия.

Если список типов аргументов содержит только многоточие (…), то число аргументов функции является переменным и может быть равным нулю.

Примечание. Для совместимости с программами предыдущих версий допускается символ запятой без многоточия в конце списка типов аргументов для обозначения того, что число аргументов переменно. Запятая также может быть использована вместо многоточия как признак того, что функция имеет нуль или более аргументов. Для новых программ рекомендуется использование многоточия.

Имя типа для базового, перечислимого типа, структуры или объединения представляет собой спецификацию этого типа (например, int). Имена типов для указателей и массивов формируются путем комбинации спецификации типа с "абстрактным описателем". Абстрактный описатель—это описатель, в котором опущен идентификатор. В разделе 3.8.3 "Имена типов" объясняется, каким образом формировать и интерпретировать абстрактные описатели.

Для того чтобы объявить функцию, не имеющую аргументов, рекомендуется записать ключевое слово void на месте списка типов аргументов. Компилятор языка Си выдает предупреждающее сообщение, если в вызове такой функции будут указаны аргументы (однако для этого вызов функции должен находиться в области действия данного объявления).

В списке типов аргументов в качестве имени типа допускается также конструкция void*, которая специфицирует аргумент типа "указатель на любой тип".

Список типов аргументов может быть пуст, однако скобки после идентификатора функции все же обязательны. В этом случае в объявлении функции не специфицированы ни типы, ни число аргументов функции. Следовательно, компилятор языка Си не может проверить соответствие типов аргументов при вызове функции. Несоответствие типов аргументов может привести к трудно выявляемым ошибкам во время выполнения программы. Более подробная информация о правилах соответствия типов аргументов приведена в разделе 6.4 "Вызов функции".

Примеры:

int add (int, int); /* пример 1 */

double calc(); /* пример 2 */

char *strfind (char *, …); /* пример 3 */

void draw(void); /* пример 4 */

double (*sum (double, double))[3]; /* пример 5 */

int (*select(void))(int); /* пример 6 */

char *p; /* пример 7 */

short *q;

int prt(void *);

fff(int); /* пример 8 */

В первом примере объявляется функция с именем add, которая принимает два аргумента типа int и возвращает значение типа int.

Во втором примере объявляется функция с именем calc, которая возвращает значение типа double. Список типов аргументов пуст.

В третьем примере объявляется функция с именем strfind, которая возвращает указатель на значение типа char. Функция требует по крайней мере один аргумент—указатель на значение типа char Список типов аргументов заканчивается запятой и многоточием. Это значит, что функция может принять и большее число аргументов.

В четвертом примере объявляется функция с типом возвращаемого значения void (ничего не возвращающая). Список типов аргументов также содержит ключевое слово void, означающее отсутствие аргументов функции.

В пятом примере sum объявляется как функция, возвращающая указатель на массив из трех значений типа double. Функция sum требует два аргумента, каждый из которых имеет тип double.

В шестом примере функция с именем select объявлена как не имеющая аргументов и возвращающая указатель на функцию, требующую один аргумент типа int и возвращающую значение типа int.

В седьмом примере объявлена функция prt, которая принимает в качестве аргумента указатель на любой тип и возвращает значение типа int. Любой из указателей р и q мог бы быть вполне корректно использован в качестве аргумента функции.

В восьмом примере объявлена функция fff, принимающая один аргумент типа int и возвращающая (по умолчанию) значение типа int. Очевидно, что эта функция объявлена на внешнем уровне, поскольку в ее объявлении отсутствует и спецификация класса памяти, и спецификация типа.

Далее рассмотрим отличия метода объявления прототипов функций. В списке типов аргументов прототип может содержать также и идентификаторы этих аргументов. Они необязательны, их область действия ограничивается только прототипом, в котором они определены. Следовательно, необязательно именовать их так же, как формальные параметры в определении функции. Основное назначение использования идентификаторов аргументов в прототипе — повышение читабельности программы. Например, стандартная функция копирования строк strcpy имеет два аргумента: исходную строку и результирующую строку. Чтобы не перепутать их, можно объявить прототип функции

char *strcpy (char *result, char *ishod);

Идентификатор, указанный в объявлении, используется только в диагностическом сообщении компилятора языка Си, в случае несоответствия типов аргументов в вызове функции типам ее формальных параметров в прототипе.

Файлы стандартного заголовка СП MSC версии 5.0 и СП ТС содержат объявления прототипов стандартных библиотечных функций. Вы можете распечатать эти файлы, и практически вся информация, необходимая для обращения к функциям, будет у Вас под рукой.

Еще одно отличие метода объявления прототипов состоит в том, что объявление аргумента в прототипе может содержать спецификацию класса памяти register.

Классы памяти

Спецификация класса памяти переменной определяет, какое время жизни она имеет (глобальное или локальное), и влияет на область действия переменной. Объект с глобальным временем жизни существует и имеет значение на протяжении всего времени выполнения программы. Все функции имеют глобальное время жизни.

Переменной с локальным временем жизни выделяется новая ячейка памяти каждый раз, когда управление передается блоку, в котором она определена. Когда управление возвращается из блока, переменная теряет свое значение.

В языке Си имеется четыре спецификации класса памяти:

auto

register

static

extern

Область действия функций, объявленных со спецификацией класса памяти extern, распространяется на все исходные файлы, которые составляют программу; следовательно, такие функции могут быть вызваны из любой функции в любом исходном файле программы.

Переменные классов памяти auto и register имеют локальное время жизни. Спецификации static и extern определяют объекты с глобальным временем жизни.

В совокупности с местоположением объявления объекта спецификация класса памяти определяет область действия переменной или функции. Термин "область действия" определяет часть программы, в которой к функции или переменной возможен доступ. Например, переменная с глобальным временем жизни существует в течение всего времени выполнения исходной программы, но она может быть доступна не во всех частях программы. Область действия и связанное с ней понятие времени жизни рассмотрены в разделе 2.4.

Объявления, расположенные вне тел всех функций, относятся к внешнему уровню, а объявления внутри тел функций относятся к внутреннему уровню. Особый случай представляют объявления формальных параметров функции. В последующих разделах описывается смысл спецификаций класса памяти для каждого варианта объявления, а также поясняются правила умолчания в случае отсутствия в объявлении спецификации класса памяти.

Функции могут быть объявлены со спецификацией класса памяти static или extern либо вообще без спецификации класса памяти. Функции всегда имеют глобальное время жизни.

Объявления функций, в которых опущена спецификация класса памяти, аналогичны объявлениям со спецификацией класса памяти extern.

Если в объявлении функции специфицирован класс памяти static, то и в ее определении должен быть также указан класс памяти static (это требование не является обязательным для СП ТС).

Объявление функции на внутреннем уровне по смыслу эквивалентно объявлению внешнего уровня, т. е. область действия функции распространяется не до конца блока, а до конца файла.

Область действия функций для различных спецификаций класса памяти рассмотрена подробно в разделе 2.4 "Время жизни и область действия".

Объявление переменной на внешнем уровне

Объявления переменной на внешнем уровне используют спецификации класса памяти static и extern или вообще опускают их. Спецификации класса памяти auto и register не допускаются на внешнем уровне.

Объявления переменных на внешнем уровне—это либо определения переменных, либо объявления, т.е. ссылки на определения, сделанные в другом месте.

Определение внешней переменной—это объявление, которое вызывает выделение памяти для этой переменной и инициализирует ее (явно или неявно). Определение на внешнем уровне может задаваться в следующих различных формах:

1) Переменная может быть определена путем ее объявления со спецификацией класса памяти static. Такая переменная может быть явно инициализирована константным выражением. Если инициализатор отсутствует, то переменная автоматически инициализируется нулевым значением во время компиляции. Таким образом, каждое из объявлений:

static int k = 16;

и

static int k;

рассматривается как определение.

2) Переменная может быть определена, если спецификация класса памяти в ее объявлении опущена, и переменная явно инициализируется, например,

int j = 3;

Область действия переменной, определенной на внешнем уровне, распространяется от точки, где она определена, до конца исходного файла. Переменная недоступна выше своего определения в том же самом исходном файле. На другие исходные файлы программы область действия переменной распространяется лишь в том случае, если ее определение не содержит спецификации класса памяти static и если в других исходных файлах имеется ее объявление.

Если в объявлении переменной задана спецификация класса памяти static, то в других исходных файлах могут быть определены другие переменные с тем же именем и любым классом памяти. Эти переменные никак не будут связаны между собой, поскольку каждое определение static доступно только в пределах своего исходного файла.

Спецификация класса памяти extern используется для объявления переменной, определенной где-то в другом месте программы. Такие объявления используются в случае, когда нужно распространить на данный исходный файл область действия переменной, определенной в другом исходном файле, либо сделать переменную доступной в том же исходном файле выше ее определения. Область действия переменной распространяется от места объявления до конца исходного файла.

В объявлениях, которые используют спецификацию класса памяти extern, инициализация не допускается, так как они ссылаются на переменные, значения которых определены в другом месте.

Каждая переменная внешнего уровня обязательно должна быть определена один и только один раз в каком-либо из исходных файлов, составляющих программу.

Существует одно исключение из правил, описанных выше. Можно опустить в объявлении переменной на внешнем уровне и спецификацию класса памяти, и инициализатор. Например, объявление int n; будет вполне корректным внешним объявлением. Это объявление имеет различный смысл в зависимости от контекста:

1) Если в каком-то другом исходном файле программы (возможно, в другом исходном файле) есть определение на внешнем уровне переменной с таким же именем, то данное объявление является ссылкой на это определение. В этом случае объявление аналогично объявлению со спецификацией класса памяти extern.

2) Если же такого определения переменной в программе нет, то данное объявление само считается определением переменной. На этапе компоновки программы переменной выделяется память, которая инициализируется нулевым значением. Если в программе имеется более одного объявления переменной с одним и тем же именем, то размер выделяемой памяти будет равен размеру наиболее длинного типа среди всех объявлений этой переменной. Например, если программа содержит два неинициализированных объявления переменной i на внешнем уровне int i; и char i;, то память будет выделена под переменную i типа int.

Примечание. В описании языка Си, данном его разработчиками в [1], отсутствовала ясная трактовка понятий объявления и определения глобальной переменной. Это привело к тому, что различные компиляторы языка Си используют различные схемы разбора подобных ситуаций. Схема разбора, описанная в данном разделе, рассматривает глобальную переменную как общий блок, разделяемый несколькими исходными файлами. Глобальная переменная фактически представляет собой единую область памяти, которая разделяется несколькими исходными файлами, причем в каждом из них переменная может иметь различный тип.

Рекомендуется всегда инициализировать объявления переменных на внешнем уровне в файлах, которые предназначены для помещения в библиотеку. Это повышают вероятность выявления случаев нежелательного совпадения имен внешних переменных в библиотечном файле и пользовательской программе. Если переменная в программе пользователя также инициализирована, то компоновщик обнаружит два инициализированных объявления одной и той же глобальной переменной и сообщит об ошибке.

Возможно наличие в одном исходном файле на внешнем уровне нескольких объявлений переменной с одним и тем же именем. Следующая таблица позволяет определить реакцию компилятора языка Си в различных ситуациях изменения спецификации класса памяти в объявлении. Слово "пусто" в таблице означает ситуацию отсутствия спецификации класса памяти. Очевидно, что компилятор СП MSC строже ограничивает возможность переопределения класса памяти переменной.

Класс 1	Класс 2	СП TC	СП MSC
extern	static	static	static
static	пусто	static	ошибка
static	extern	static	static
пусто	static	static	ошибка

Пример: /* ИСХОДНЫЙ ФАЙЛ 1 */

/* объявление i, ссылающееся на данное ниже определение i */

extern int i;

main()

{

i = i + 1;

printf("%d\n", i); /* значение i равно 4 */

next();

}

int i = 3; /* определение i */

next()

{

printf("%d\n", i); /* значение i равно 5 */

other());

}

/* ИСХОДНЫЙ ФАЙЛ 2 */

/* объявление i, ссылающееся на определение i в первом исходном файле */

extern int i;

other()

{

i = i + 1;

printf("%d\n", i); /* значение i равно 6 */

}

Два исходных файла в совокупности содержат три внешних объявления i. Только в одном объявлении содержится инициализация:

int i = 3; — глобальная переменная i определена с начальным значением 3.