Н.В. Вдовикина, И.В. Машечкин, А.Н. Терехин, В.В. Тюляева - Программирование в ОС UNIX на языке Си, страница 5

Параметрам функции отводится память в стеке, в которую копируются фактические значения. Поокончании работы функции эта память освобождается.Рассмотрим состояние стека на примере рекурсивной функции(cм. Рис.1). В примере каждый раз при вызове функции f в стекесохраняется адрес возврата и значения регистров, после чего там жеотводится место для параметра a и автоматической переменной i, атакже для автоматической переменной r в случае, если ее не удалосьразместить на регистрах. Вся вместе эта область стека называетсястековым кадром. Заметим, что при рекурсивном вызове функцииf в стеке еще раз выделяется память под новый стековый кадр, и вней размещаются новые копии автоматических переменных и пара-27метры нового вызова.

При выходе из функции стековый кадр освобождается.Упражнения1. Написать функцию getletter(), читающую одну литеру из стандартного ввода с помощью getchar() и возвращающую введеннуюлитеру, если это большая или малая латинская буква, и –1 в противном случае.2. Написать функцию, которая считывает со стандартного ввода nчисел (n – параметр функции) и возвращает их среднее арифметическое.3. Написать рекурсивную функцию вычисления факториала неотрицательного числа.4. Написать функцию, которая для заданных натурального n и вещественного x вычисляет значение выражения:s = sin x + sin sin x + …+sin sin …sin xn раз5. Написать функцию, вычисляющую n-ое число Фибоначчи (n>=0)по правилу:1, при n=0 или n=1F(n) =F(n-1) + F(n-2), n>=228ТЕМА 4.

Указатели и массивыУказатели и операции с нимиОдной из отличительных особенностей языка Си являетсявозможность использования в программах указателей. Указателемявляется переменная, значение которой есть адрес 7 некоторой области памяти. Указатель может ссылаться на переменные определенного типа и функции.Например:char c, *p;где c – это переменная символьного типа, а p – это указатель на объекты символьного типа.

Указатель p может содержать адрес любогообъекта символьного типа.Унарная операция & – это операция взятия адреса объекта, например: p=&c;. Унарная операция * – это операция косвенной адресации (или раскрытия ссылки). Например, оператор *p=’a’;интерпретируется следующим образом: объекту, на который ссылается указатель p, присвоить значение, равное коду символа 'а'.При увеличении значения указателя на единицу на самом делеадрес увеличивается на размер объекта. Например:double x=1.5,y=7.1,*dp;dp=&x;dp++;y=*dp-3;Для примера будем считать, что переменные x и y размещены в памяти рядом (подавляющее большинство компиляторов разместит ихрядом, но в стандарте языка Си это не зафиксировано), тогда послеоперации dp++ значение указателя dp увеличится наsizeof(double) и он будет указывать уже на переменную y.

В следующем операторе присваивания значение переменной y уменьшится на три.Примечание. Унарные операторы * и & имеют более высокийприоритет, чем арифметические операторы, и одинаковый приоритет с унарными операторами ++ и -- . Выражение*p++интерпретируется следующим образом: взять значение по адресу,хранящемуся в указателе p, а затем увеличить адрес, хранящийся впеременной p, на размер объекта, на который ссылается этот указатель. Операции * и ++ имеют одинаковый приоритет, но выполняются справа налево. Поэтому сначала будет выполнена постфикснаяоперация p++, но при этом увеличение значения адреса будет отлоРечь идет об условной адресации в Си-машине. Эта адресация может не совпадать среальной адресацией ОЗУ ЭВМ.729жено до окончания вычисления всего выражения.

Аналогично, вслучае *--p адрес в p уменьшится прежде, чем по этому указателюбудет получено число, т.к. здесь -- − префиксная операция.Нетипизированные указателиВ языке Си можно также определить указатель на неопределенный тип:void*vp;Такому указателю может быть присвоен адрес объекта любого типаили значение любого указателя. Обратное неверно.int *ip, k;void vp;ip=&k;vp=ip;ip=vp;ip=(int*)vp;// Правильно// Неправильно// ПравильноНад указателем типа void* нельзя выполнять операцию косвеннойадресации и действия адресной арифметики без явного приведениятипа.k+=*(int*)vp;(int*)vp++;((int*)vp)++;// Правильно// Неправильно// ПравильноПонятие массиваВ языке Си массив представляет собой совокупность элементов одного и того же типа.

При определении массива указываетсятип элементов и их количество в квадратных скобках. Например,описание:int m[10];тов.вводит переменную m – массив из 10 целочисленных элемен-Массив можно конструировать из объектов любого типа (например, базовых числовых типов, указателей, структур и объединений, а также других массивов – при этом получаются многомерныемассивы).Например,int m[3][4];это определение массива из трех элементов, каждый элементкоторого в свою очередь является массивом, состоящим из четырехцелочисленных объектов.Доступ к элементам массива осуществляется с использованием операции индексирования [], при этом индексация элементовначинается с нуля. Например, a[3] – это четвертый элемент массива a, а запись m[i][j] определяет элемент двумерного массива, где30i – номер строки, а j – номер столбца.

Массивы хранятся построчно,т.е. в многомерном массиве быстрее всего изменяется самый правыйиндекс.Инициализация массивовПри инициализации массивов инициализирующие значениязаключаются в фигурные скобки. Если инициализирующих выражений не хватает, то оставшимся элементам массива присваиваютсянулевые значения. Например:int m1[5]={0,1,2,3}, m2[10]={0};Последний элемент массива m1 и все элементы массива m2 будутобнулены. Если же размер массива не указан, то он определяется поколичеству инициализирующих значений.Массив из элементов типа char (строка) может быть проинициализирован двумя способами:char str1[ ]={ ‘a’,’b’,’c’,’\0’};char str2[ ]=”abc”;Под строки str1 и str2 будет отведено по 4 байта.

Строка str2 бу-дет автоматически дополнена нулевым байтом.Инициализация многомерных массивов осуществляется аналогично одномерным массивам. Например:int m[3][4]={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}};Если количество инициализирующих значений меньше, чем указанная размерность, то соответствующим элементам присваиваютсянулевые значения. Например:int w[3][3]={{1,2,3},{4,5}};Элементы: w[1][2], w[2][0], w[2][1], w[2][2] примут нулевыезначения.Для многомерных массивов пустой может быть только перваяразмерность, реальное значение которой определяется по количествуинициализирующих значений.

Например, если в вышеприведенномпримере опустить число строк, то тогда будет определена матрица2х3.Указатели и массивыВ Си понятия указателя и массива тесно связаны, и указателиочень часто используются при работе с массивами.Имя массива есть константный указатель, содержащий адресего нулевого элемента.doublem[10], *dp;Чтобы присвоить указателю dp адрес начала массива m, можно написать:dp=m;31илиdp=&m[0];,что эквивалентно. Увеличение значения указателя на единицуприводит к следующему элементу массива.- адрес m[0]- адрес m[1]- адрес m[i]- эквивалентно m[i]/* ошибка, константный указательизменять нельзя */Операция индексирования E1[E2] определена как *(E1+E2),следовательно, запись m[i] эквивалентна *(m+i), а m[i][j] тождественно *(*(m+i)+j), и т.д..dp=m;dp+1dp+i*(dp+i)m++;Таким образом, указатели и адресную арифметику удобно использовать при поиске и обработке элементов массива.При инициализации указателя на строку константойстроковым литералом, в него записывается адрес этой константнойстроки, элементы которой, вообще говоря, изменять нельзя.char *p=”abc”;*p=’A’;/* Неправильно */*str2=’A’;/* Правильно */Задача 1.

В вещественном массиве найти максимальное значение.double m[100], *p, max;. . .for( p=m+1,max=*m;p<m+100;p++)if(max<*p) max=*p;Задача 2. Написать функцию суммирования двух целочисленныхвекторов. Размер векторов и результирующий массив передаются вкачестве параметров.. . .void sum_vec(int*,int*,int*,int);main(){ int m1[20],m2[20],m3[20],i;.

. .sum_vec(m1,m2,m3,20);for(i=0;i<20;i++)printf(“m3[%d]=%d\n”,i,m3[i]);}void sum_vec(int x[],int *y,int z[],int k){ int i;for(i=0;i<k;i++)*z++=x[i]+y[i]; /*z[i]=x[i]+y[i];*/}32Указатели можно присваивать, сравнивать, вычитать и складывать сцелыми числами.Задача 3. Написать функцию, определяющую длину строки.int len_str(char * str) {int len;char * p = str;while(*p) p++; /* Си-строка оканчиваетсянулем */len=p-str;}return len;}Задача 4. Написать функцию копирования строк.void copy (char source[], char dest[]) {while( *dest++=*source++);}main() {char s[100], t[100];copy (s, t);}На примере двумерного целочисленного массива m рассмотрим понятие указателя на массив.int *p1;int (*p2)[4];p1 – это указатель на объект целого типа, ему может быть присвоенадрес любого элемента матрицы m.

Например, адрес 0-го элемента1-ой строки можно присвоить тремя эквивалентными способами:p1=&m[1][0];p1=m[1];p1=*(m+1);p2 – это указатель на массив из четырех целочисленных элементов иему может быть присвоен адрес любой строки матрицы, например:p2=m+1;Соответственно, оператор p1++; вызывает переход к следующемуэлементу 1-ой строки, а оператор p2++; вызывает переход к следующей строке матрицы. Тогда *p1=6, а **p2=9.mm[i]m[i][j]159261037114812Рассмотрим подробнее работу с массивом указателей:char *mas[]={“for”,”while”,”do”,”return”,NULL};33стант.Элементами массива mas являются адреса строковых конmas[i] – адрес i-ой строки ( адрес её нулевого символа ).mas[i]+j – адрес j-го символа i-ой строки.Задача 5. Написать функцию, которой в качестве аргумента передается массив указателей на строки (признак конца – нулевой указатель). Распечатать последний символ каждой строки.void fp(char *s[])/* void fp(char **s)тождественно */{int i=0;while(s[i]!=NULL) {printf(“%c\n”, *(s[i]+ strlen(s[i])-1));i++;}}Передача и возврат массивов из функцииЕсли аргументом функции является имя массива, то функциипередается копия адреса начала этого массива, а сам массив не копируется (как уже говорилось, имя массива есть указатель на его нулевой элемент, и в этом случае фактически в функцию передаетсяименно указатель на начало массива).

Нельзя передать функции саммассив целиком и таким образом:int arr[10];...f(*arr);В этом случае функция f получит в качестве фактическогозначения аргумента значение нулевого элемента массива.Поскольку при передаче параметров «по значению» функцияоперирует, фактически, копиями своих аргументов, не изменяя оригиналов переданных ей значений, то внутри функции ее аргументмассив может быть изменен, например:void f (int m[10]) {for (int i= 0; i < 10; i++) {m[i] *=2;m++; /* правильно- изменяется лишьлокальная копия */}Таким образом, внутри функции параметр-массив и параметруказатель (содержащий адрес нулевого элемента массива) эквиваленты по использованию и взаимозаменяемы.При описании аргумента функции, имеющего тип массив, допустимо опустить его размерность – в этом случае фактическим па34раметром может выступать массив любого размера с заданным типом элементов.При передаче двумерного массива в качестве параметра функциивозможно три варианта записи заголовка функции:1) f(int2) f(int3) f(intmas[3][4]);mas[][4]);(*p)[4]);Все три варианта эквивалентны и позволяют пользоваться внутрифункции как индексной записью, так и указателями.Задача 6.