46170 (588390), страница 12

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 12)

\( CHAR LINEPTR[LINES]; / POINTERS TO TEXT LINES */ INT NLINES; /* NUMBER OF INPUT LINES READ */ INT STRCMP(), NUMCMP(); /* COMPARSION FUNCTIONS */ INT SWAP(); /* EXCHANGE FUNCTION */ INT NUMERIC = 0; /* 1 IF NUMERIC SORT */

IF(ARGC>1 && ARGV[1][0] == '-' && ARGV[1][1]=='N') NUMERIC = 1;

IF(NLINES = READLINES(LINEPTR, LINES)) >= 0) \( IF (NUMERIC) SORT(LINEPTR, NLINES, NUMCMP, SWAP);

ELSE SORT(LINEPTR, NLINES, STRCMP, SWAP);

WRITELINES(LINEPTR, NLINES);

\) ELSE PRINTF(“INPUT TOO BIG TO SORT\N”);

\)

Здесь STRCMP, NIMCMP и SWAP - адреса функций; так как известно, что это функции, операция & здесь не нужна совершенно аналогично тому, как она не нужна и перед именем массива.

Передача адресов функций организуется компилятором.

Второй шаг состоит в модификации SORT: SORT(V, N, COMP, EXCH) /* SORT STRINGS V[0] ... V[N-1] */ CHAR V[]; / INTO INCREASING ORDER */ INT N;

INT (*COMP)(), (*EXCH)();

\( INT GAP, I, J;

FOR(GAP = N/2; GAP > 0; GAP /= 2) FOR(I = GAP; I = 0; J -= GAP) \( IF((*COMP)(V[J], V[J+GAP]) <= 0) BREAK;

(*EXCH)(&V[J], &V[J+GAP]);

\)

\)

Здесь следует обратить определенное внимание на описания. Описание INT (*COMP)() говорит, что COMP является указателем на функцию, которая возвращает значение типа INT. Первые круглые скобки здесь необходимы; без них описание

INT *COMP() говорило бы, что COMP является функцией, возвращающей указатель на целые, что, конечно, совершенно другая вещь.

Использование COMP в строке IF (*COMP)(V[J], V[J+GAP]) <= 0) полностью согласуется с описанием: COMP - указатель на функцию, *COMP - сама функция, а

(*COMP)(V[J], V[J+GAP]) обращение к ней. Круглые скобки необходимы для правильного объединения компонентов.

Мы уже приводили функцию STRCMP, сравнивающую две строки по первому численному значению: NUMCMP(S1, S2) /* COMPARE S1 AND S2 NUMERICALLY */ CHAR *S1, *S2;

\( DOUBLE ATOF(), V1, V2;

V1 = ATOF(S1);

V2 = ATOF(S2);

IF(V1 < V2) RETURN(-1);

ELSE IF(V1 > V2) RETURN(1);

ELSE RETURN (0);

\)

Заключительный шаг состоит в добавлении функции SWAP, переставляющей два указателя. Это легко сделать, непосредственно используя то, что мы изложили ранее в этой главе.

127

SWAP(PX, PY) /* INTERCHANGE *PX AND *PY */ CHAR *PX[], *PY[];

\( CHAR *TEMP;

TEMP = *PX;

*PX = *PY;

*PY = TEMP;

\) Имеется множество других необязятельных аргументов, которые могут быть включены в программу сортировки: некоторые из них составляют интересные упражнения.

Упражнение 5-11.

Модифицируйте SORT таким образом, чтобы она работала с меткой -R, указывающей на сортировку в обратном (убывающем) порядке. Конечно, -R должна работать с -N.

Упражнение 5-12.

Добавьте необязательный аргумент -F, объединяющий вместе прописные и строчные буквы, так чтобы различие регистров не учитывалось во время сортировки: данные из верхнего и нижнего регистров сортируются вместе, так что буква 'а' прописное и 'а' строчное оказываются соседними , а не разделенными целым алфавитом.

Упражнение 5-13.

Добавьте необязательный аргумент -D (“словарное упорядочивание”), при наличии которого сравниваются только буквы, числа и пробелы. Позаботьтесь о том, чтобы эта функция работала и вместе с -F.

Упражнение 5-14.

Добавьте возможность обработки полей, так чтобы можно было сортировать поля внутри строк. Каждое поле должно сортироваться в соответствии с независимым набором необязательных аргументов. (предметный указатель этой книги сортировался с помощью аргументов -DF для категории указателя и с -N для номеров страниц).

6. Структуры.

Структура - это набор из одной или более переменных, возможно различных типов, сгруппированных под одним именем для удобства обработки. (В некоторых языках, самый известный из которых паскаль, структуры называются “записями”).

Традиционным примером структуры является учетная карточка работающего: “служащий” описывается набором атрибутов таких, как фамилия, имя, отчество (ф.и.о.), адрес, код социального обеспечения, зарплата и т.д. Некоторые из этих атрибутов сами могут оказаться структурами: ф.и.о. Имеет несколько компонент, как и адрес, и даже зарплата.

Структуры оказываются полезными при организации сложных данных особенно в больших программах, поскольку во многих ситуациях они позволяют сгруппировать связанные данные таким образом, что с ними можно обращаться, как с одним целым, а не как с отдельными объектами. В этой главе мы постараемся продемонстрировать то, как используются структуры. Программы, которые мы для этого будем использовать, больше, чем многие другие в этой книге, но все же достаточно умеренных размеров.

6.1. Основные сведения.

Давайте снова обратимся к процедурам преобразования даты из главы 5. Дата состоит из нескольких частей таких, как день, месяц, и год, и, возможно, день года и имя месяца. Эти пять переменных можно объеденить в одну структуру вида:

STRUCT DATE \( INT DAY;

INT MONTH;

INT YEAR;

INT YEARDAY;

CHAR MON_NAME[4];

\);

Описание структуры, состоящее из заключенного в фигурные скобки списка описаний, начинается с ключевого слова STRUCT.

За словом STRUCT может следовать необязательное имя, называемое ярлыком структуры (здесь это DATе). Такой ярлык именует структуры этого вида и может использоваться в дальнейшем как сокращенная запись подробного описания.

Элементы или переменные, упомянутые в структуре, называются членами. Ярлыки и члены структур могут иметь такие же имена, что и обычные переменные (т.е. Не являющиеся членами структур), поскольку их имена всегда можно различить по контексту. Конечно, обычно одинаковые имена присваивают только тесно связанным объектам.

Точно так же, как в случае любого другого базисного типа, за правой фигурной скобкой, закрывающей список членов, может следовать список переменных.

Оператор

STRUCT \( ...\) X,Y,Z;

синтаксически аналогичен INT X,Y,Z;

в том смысле, что каждый из операторов описывает X , Y и Z в качестве переменных соотвествующих типов и приводит к выделению для них памяти.

Описание структуры, за которым не следует списка переменных, не приводит к выделению какой-либо памяти; оно только определяет шаблон или форму структуры. Однако, если такое описание снабжено ярлыком, то этот ярлык может быть использован позднее при определении фактических экземпляров структур. Например, если дано приведенное выше описание DATE, то

STRUCT DATE D;

определяет переменную D в качестве структуры типа DATE.

Внешнюю или статическую структуру можно инициализировать, поместив вслед за ее определением список инициализаторов для ее компонент:

STRUCT DATE D=\( 4, 7, 1776, 186, “JUL”\);

Член определенной структуры может быть указан в выражении с помощью конструкции вида имя структуры . Член Операция указания члена структуры “.” связывает имя структуры и имя члена. В качестве примера определим LEAP (признак високосности года) на основе даты, находящейся в структуре D,

LEAP = D.YEAR % 4 == 0 && D.YEAR % 100 != 0 \!\! D.YEAR % 400 == 0;

или проверим имя месяца IF (STRCMP(D.MON_NAME, “AUG”) == 0) ...

Или преобразуем первый символ имени месяца так, чтобы оно начиналось со строчной буквы

D.MON_NAME[0] = LOWER(D.MON_NAME[0]);

130

Структуры могут быть вложенными; учетная карточка служащего может фактически выглядеть так: STRUCT PERSON \( CHAR NAME[NAMESIZE];

CHAR ADDRESS[ADRSIZE];

LONG ZIPCODE; /* почтовый индекс */ LONG SS_NUMBER; /* код соц. Обеспечения */ DOUBLE SALARY; /* зарплата */ STRUCT DATE BIRTHDATE; /* дата рождения */ STRUCT DATE HIREDATE; /* дата поступления на работу */

\);

Структура PERSON содержит две структуры типа DATE . Если мы определим EMP как

STRUCT PERSON EMP;

то EMP.BIRTHDATE.MONTH будет ссылаться на месяц рождения. Операция указания члена структуры “.” ассоциируется слева направо.

6.2. Структуры и функции.

В языке “C” существует ряд ограничений на использование структур. Обязательные правила заключаются в том, что единственные операции, которые вы можете проводить со структурами, состоят в определении ее адреса с помощью операции & и доступе к одному из ее членов. Это влечет за собой то, что структуры нельзя присваивать или копировать как целое, и что они не могут быть переданы функциям или возвращены ими. (В последующих версиях эти ограничения будут сняты). На указатели структур эти ограничения однако не накладываются, так что структуры и функции все же могут с удобством работать совместно. И наконец, автоматические структуры, как и автоматические массивы, не могут быть инициализированы; инициализация возможна только в случае внешних или статических структур.

Давайте разберем некоторые из этих вопросов, переписав с этой целью функции перобразования даты из предыдущей главы так, чтобы они использовали структуры. Так как правила запрещают непосредственную передачу структуры функции, то мы должны либо передавать отдельно компоненты, либо передать указатель всей структуры. Первая возможность демонстрируется на примере функции DAY_OF_YEAR, как мы ее написали в главе 5:

D.YEARDAY = DAY_OF_YEAR(D.YEAR, D.MONTH, D.DAY);

131

другой способ состоит в передаче указателя. если мы опишем HIREDATE как

STRUCT DATE HIREDATE;

и перепишем DAY_OF_YEAR нужным образом, мы сможем тогда написать HIREDATE YEARDAY = DAY_OF_YEAR(&HIREDATE);

передавая указатель на HIREDATE функции DAY_OF_YEAR . Функ-ция должна быть модифицирована, потому что ее аргумент те-перь является указателем, а не списком переменных.

DAY_OF_YEAR(PD) /* SET DAY OF YEAR FROM MONTH, DAY */ STRUCT DATE *PD;

\( INT I, DAY, LEAP;

DAY = PD->DAY;

LEAP = PD->YEAR % 4 == 0 && PD->YEAR % 100 != 0 \!\! PD->YEAR % 400 == 0;

FOR (I =1; I MONTH; I++) DAY += DAY_TAB[LEAP][I];

RETURN(DAY);

\)

Описание STRUCT DATE *PD;

говорит, что PD является указателем структуры типа DATE.

Запись, показанная на примере

PD->YEAR является новой. Если P - указатель на структуру, то P-> член структуры обращается к конкретному члену. (Операция -> - это знак минус, за которым следует знак “>”.) Так как PD указывает на структуру, то к члену YEAR можно обратиться и следующим образом (*PD).YEAR но указатели структур используются настолько часто, что запись -> оказывается удобным сокращением. Круглые скобки в (*PD).YEAR необходимы, потому что операция указания члена

стуктуры старше , чем * . Обе операции, “->” и “.”, ассоциируются слева направо, так что конструкции слева и справа зквивалентны

P->Q->MEMB (P->Q)->MEMB

EMP.BIRTHDATE.MONTH (EMP.BIRTHDATE).MONTH

Для полноты ниже приводится другая функция, MONTH_DAY, переписанная с использованием структур.

MONTH_DAY(PD) /* SET MONTH AND DAY FROM DAY OF YEAR */ STRUCT DATE *PD;

\( INT I, LEAP;

LEAP = PD->YEAR % 4 == 0 && PD->YEAR % 100 != 0 \!\! PD->YEAR % 400 == 0;

PD->DAY = PD->YEARDAY;

FOR (I = 1; PD->DAY > DAY_TAB[LEAP][I]; I++) PD->DAY -= DAY_TAB[LEAP][I];

PD->MONTH = I;

\)

Операции работы со структурами “->” и “.” наряду со () для списка аргументов и [] для индексов находятся на самом верху иерархии страшинства операций и, следовательно, связываются очень крепко. Если, например, имеется описание

STRUCT \( INT X;

INT *Y;

\) *P;

то выражение ++P->X увеличивает х, а не р, так как оно эквивалентно выражению ++(P->х). Для изменения порядка выполнения операций можно использовать круглые скобки: (++P)->х увеличивает P до доступа к х, а (P++)->X увеличивает P после. (круглые скобки в последнем случае необязательны. Почему ?) Совершенно аналогично *P->Y извлекает то, на что указывает Y; *P->Y++ увеличивает Y после обработки того, на что он указывает (точно так же, как и *S++); (*P->Y)++ увеличивает то, на что указывает Y; *P++->Y увеличивает P после выборки того, на что указывает Y.

6.3. Массивы сруктур.

Структуры особенно подходят для управления массивами связанных переменных. Рассмотрим, например, программу подсчета числа вхождений каждого ключевого слова языка “C”. Нам нужен массив символьных строк для хранения имен и массив целых для подсчета. одна из возможностей состоит в использовании двух параллельных массивов KEYWORD и KEYCOUNT:

CHAR *KEYWORD [NKEYS];

INT KEYCOUNT [NKEYS];

Но сам факт, что массивы параллельны, указывает на возможность другой организации. Каждое ключевое слово здесь по существу является парой:

CHAR *KEYWORD;

INT KEYCOUNT;

и, следовательно, имеется массив пар. Описание структуры STRUCT KEY \( CHAR *KEYWORD;

INT KEYCOUNT;

\) KEYTAB [NKEYS];

оперделяет массив KEYTAB структур такого типа и отводит для них память. Каждый элемент массива является структурой. Это можно было бы записать и так:

STRUCT KEY \( CHAR *KEYWORD;

INT KEYCOUNT;

\);

STRUCT KEY KEYTAB [NKEYS];

Так как структура KEYTAB фактически содержит постоянный набор имен, то легче всего инициализировать ее один раз и для всех членов при определении. Инициализация структур вполне аналогична предыдущим инициализациям - за определением следует заключенный в фигурные скобки список инициализаторов:

STRUCT KEY \( CHAR *KEYWORD;

INT KEYCOUNT;

\) KEYTAB[] =\( “BREAK”, 0, “CASE”, 0, “CHAR”, 0, “CONTINUE”, 0, “DEFAULT”, 0,

/* ... */ “UNSIGNED”, 0, “WHILE”, 0

\);

Инициализаторы перечисляются парами соответственно членам структуры. Было бы более точно заключать в фигурные скобки инициализаторы для каждой “строки” или структуры следующим образом:

\( “BREAK”, 0 \), \( “CASE”, 0 \),

. . .

Но когда инициализаторы являются простыми переменными или символьными строками и все они присутствуют, то во внутренних фигурных скобках нет необходимости. Как обычно, компилятор сам вычислит число элементов массива KEYTAB, если инициализаторы присутствуют, а скобки [] оставлены пустыми.

Программа подсчета ключевых слов начинается с определения массива KEYTAB. ведущая программа читает свой файл ввода, последовательно обращаясь к функции GETWORD, которая извлекает из ввода по одному слову за обращение. Каждое слово ищется в массиве KEYTAB с помощью варианта функции бинарного поиска, написанной нами в главе 3. (Конечно, чтобы эта функция работала, список ключевых слов должен быть расположен в порядке возрастания).

#DEFINE MAXWORD 20

MAIN() /* COUNT “C” KEYWORDS */

\( INT N, T;

CHAR WORD[MAXWORD];

WHILE ((T = GETWORD(WORD,MAXWORD)) != EOF) IF (T == LETTER) IF((N = BINARY(WORD,KEYTAB,NKEYS)) >= 0) KEYTAB[N].KEYCOUNT++;

FOR (N =0; N 0) PRINTF(“%4D %S\N”, KEYTAB[N].KEYCOUNT, KEYTAB[N].KEYWORD);

\) BINARY(WORD, TAB, N) /* FIND WORD IN TAB[0]...TAB[N-1] */ CHAR *WORD;

STRUCT KEY TAB[];

INT N;

\( INT LOW, HIGH, MID, COND;

LOW = 0;

HIGH = N - 1;

WHILE (LOW <= HIGH) \( MID = (LOW+HIGH) / 2;

IF((COND = STRCMP(WORD, TAB[MID].KEYWORD)) < 0) HIGH = MID - 1;

ELSE IF (COND > 0) LOW = MID + 1;

ELSE RETURN (MID);

\) RETURN(-1);

\) Мы вскоре приведем функцию GETWORD; пока достаточно сказать, что она возвращает LETTER каждый раз, как она находит слово, и копирует это слово в свой первый аргумент.

135

Величина NKEYS - это количество ключевых слов в массиве KEYTAB . Хотя мы можем сосчитать это число вручную, гораздо легче и надежнее поручить это машине, особенно в том случае, если список ключевых слов подвержен изменениям. Одной из возможностей было бы закончить список инициализаторов указанием на нуль и затем пройти в цикле сквозь массив KEYTAB, пока не найдется конец.

Но, поскольку размер этого массива полностью определен к моменту компиляции, здесь имеется более простая возможность.

Число элементов просто есть

SIZE OF KEYTAB / SIZE OF STRUCT KEY дело в том, что в языке “C” предусмотрена унарная операция SIZEOF, выполняемая во время компиляции, которая позволяет вычислить размер любого объекта. Выражение

SIZEOF(OBJECT) выдает целое, равное размеру указанного объекта. (Размер определяется в неспецифицированных единицах, называемых “байтами”, которые имеют тот же размер, что и переменные типа CHAR). Объект может быть фактической переменной, массивом и структурой, или именем основного типа, как INT или DOUBLE, или именем производного типа, как структура. В нашем случае число ключевых слов равно размеру массива, деленному на размер одного элемента массива. Это вычисление используется в утверждении #DEFINE для установления значения NKEYS:

#DEFINE NKEYS (SIZEOF(KEYTAB) / SIZEOF(STRUCT KEY)) Теперь перейдем к функции GETWORD. Мы фактически написали более общий вариант функции GETWORD, чем необходимо для этой программы, но он не на много более сложен. Функция GETWORD возвращает следующее “слово” из ввода, где словом считается либо строка букв и цифр, начинающихся с буквы, либо отдельный символ. Тип объекта возвращается в качетве значения функции; это - LETTER, если найдено слово, EOF для конца файла и сам символ, если он не буквенный.

GETWORD(W, LIM) /* GET NEXT WORD FROM INPUT */ CHAR *W;

INT LIM;

\( INT C, T;

IF (TYPE(C=*W++=GETCH()) !=LETTER) \( *W='\0';

RETURN©;

\)

WHILE (--LIM > 0) \( T = TYPE(C = *W++ = GETCH());

Характеристики

Список файлов ВКР