Рудякова А.Н., Липинский А.Ю., Данилов В.В., Рудяков И.Ю. Аппаратно-программные средства встраиваемых компьютерных систем

Подождите немного. Документ загружается.

Основные понятия языка С

Компилятор GCC

Обратите внимание, при последовательном применении 2-х отрицаний

результатом всегда будет исходное число. Таким образом, 1-е отрицание

кодирует состояние байта, а 2-е — декодирует.

Операция ?:

В языке С определен мощный и удобный оператор, который часто

можно использовать вместо оператора вида if-then-else:

Выражение1 ? Выражение2 : Выражение3;

Обратите внимание на использование двоеточия. Оператор ? работает

следующим образом: сначала вычисляется Выражение1, если оно истинно, то

вычисляется Выражение2 и его значение присваивается всему выражению;

если Выражение1 ложно, то вычисляется Выражение3 и всему выражению

присваивается его значение.

Операция получения адреса (&) и раскрытия ссылки (*)

Указатель – это адрес объекта в памяти. Переменная типа "

указатель"

(или просто переменная-указатель) — это специально объявленная

переменная, в которой хранится указатель на переменную определенного

типа. В языке С указатели служат мощнейшим средством создания программ

и широко используются для самых разных целей. Например, с их помощью

можно быстро обратиться к элементам массива или дать функции

возможность модифицировать свои аргументы.

Указатели широко

используются для связи элементов в списках, в двоичных деревьях и в

других динамических структурах данных.

Оператор & - это унарный оператор, возвращающий адрес операнда в

памяти. (Унарной операцией называется операция, имеющая только один

операнд.) Например, оператор

m = &count;

Глава 2

записывает в переменную m адрес переменной count. Этот адрес

представляет собой адрес ячейки памяти компьютера, в которой размещена

переменная. Адрес и значение переменной – совершенно разные понятия.

Выражение "&переменная" означает "адрес переменной". Следовательно,

инструкция m = &scount; означает: "Переменной m присвоить адрес, по

которому расположена переменная count;".

Второй рассматриваемый оператор * является двойственным

(дополняющим) по отношению к &. Оператор * является

унарным

оператором, он возвращает значение объекта, расположенного по указанному

адресу. Операндом для * служит адрес объекта (переменной). Например,

если переменная m содержит адрес переменной count, то оператор

q = *m;

записывает значение переменной count в переменную q. Выражение "* адрес"

означает "по адресу".

К сожалению, символ операции раскрытия ссылки совпадает с символом

операции умножения, а символ операции получения адреса – с символом

операции поразрядного И. Необходимо помнить, что эти операторы не

имеют никакого отношения друг к другу. Операторы * и & имеют более

высокий приоритет, чем

любая арифметическая операция, кроме унарного

минуса, имеющего такой же приоритет.

Если переменная является указателем, то в объявлении перед ее именем

нужно поставить символ *, он сообщит компилятору о том, что это указатель

на переменную данного типа. Например, объявление указателя на

переменную типа char записывается так:

char *ch;

Основные понятия языка С

Компилятор GCC

Необходимо понимать, что ch — это не переменная типа char, а

указатель на переменную данного типа, это совершенно разные вещи. Тип

данных, на который указывает указатель (в данном случае это char),

называется базовым типом указателя. Сам указатель является переменной,

содержащей адрес объекта базового типа. Компилятор учтет размер

указателя в архитектуре компьютера и выделит для него

необходимое

количество байтов, чтобы в указатель поместился адрес. Базовый тип

указателя определяет тип объекта, хранящегося по этому адресу.

Операция определения размера sizof

Унарная операция sizeof, выполняемая во время компиляции

программы, позволяет определить длину операнда в байтах.

Оператор sizeof очень полезен для улучшения переносимости программ,

так как переносимость существенно зависит от размеров встроенных типов

данных. Оператор sizeof выполняется во время трансляции, его результат в

программе рассматривается как константа.

Оператор последовательного вычисления: оператор "запятая"

Оператор "запятая" связывает воедино несколько выражений. При

вычислении левой части оператора "запятая" всегда подразумевается, что она

имеет тип void. Это значит, что выражение, стоящее справа после оператора

"запятая", является значением всего разделенного запятыми

выражения.

Например, оператор

x = (y=3, y+1);

сначала присваивает у значение 3, а затем присваивает х значение 4. Скобки

здесь обязательны, потому что приоритет оператора "запятая" меньший, чем

оператора присваивания.

В операторе "запятая" выполняется последовательность операций. Если

этот оператор стоит в правой части оператора присваивания, то его

результатом всегда является выражение, стоящее последним в списке.

Глава 2

Оператор доступа к члену структуры (оператор . (точка)) и оператор

доступа через указатель -> (оператор стрелка)

В языке С операторы . (точка) и -> (стрелка) обеспечивают доступ к

элементам структур и объединений. Структуры и объединения – это

составные типы данных, в которых под одним именем хранятся многие

объекты.

Оператор точка используется для прямой ссылки на элемент

структуры

или объединения, т.е. перед точкой стоит имя структуры, а после – имя

элемента структуры. Оператор стрелка используется с указателем на

структуру или объединение, т.е. перед стрелкой стоит указатель на

структуру.

Оператор [] и ()

Круглые скобки являются оператором, повышающим приоритет

выполнения операций, которые в них заключены. Квадратные скобки служат

для

индексации массива. Если в программе определен массив, то выражение

в квадратных скобках представляет собой индекс массива.

Сводка приоритетов операций

Необходимо помнить, что все операторы, кроме унарных и "?",

связывают (присоединяют, ассоциируют) свои операнды слева направо.

Унарные операторы (*, &, -) и "?" связывают (присоединяют, ассоциируют)

свои операнды справа налево.

Приоритеты операций в языке C:

Наивысший ( ) [ ] -> .

! ~ ++ -- - (type) * & sizeof

* / %

+ -

<< >>

< <= > >=

== !=

Основные понятия языка С

Компилятор GCC

= += -= *= /= и т.д.

Наинизший ,

Порядок вычисления подвыражений в выражениях языка С не

определен. Компилятор может самостоятельно перестроить выражение с

целью создания оптимального объектного кода.

Операторы. В языке С существуют следующие группы операторов:

- Условные операторы

- Операторы цикла

- Операторы безусловного перехода

- Блоки

К условным относятся операторы if и switch. Иногда

их также называют

операторами условного перехода. Операторы цикла — это while, for и do-

while. К операторам безусловного перехода относятся break, continue, goto и

return. К меткам относятся операторы case, default (рассматриваются в

разделе "Оператор выбора — switch") и собственно метки (рассматриваются

в разделе "Оператор goto"). Операторы-выражения — это операторы,

состоящие из допустимых выражений. Блок представляет собой фрагмент

текста программы, обрамленный фигурными скобками {}. Блок

иногда

называют составным оператором.

Условные операторы

В языке С существуют два условных оператора: if и switch. При

определенных обстоятельствах оператор ? является альтернативой оператора

if.

Оператор if

Общая форма оператора if следующая:

Глава 2

if (выражение) оператор;

else оператор;

Здесь оператор может быть только одним оператором, блоком

операторов или отсутствовать (пустой оператор). Фраза else может вообще

отсутствовать.

Если выражение истинно (т.е. принимает любое значение, отличное от

нуля), то выполняется оператор или блок операторов, следующий за if. В

противном случае выполняется оператор (или блок операторов), следующий

за else (если эта фраза присутствует).

Необходимо помнить, что выполняется

или оператор, связанный с if, или с else, но оба — никогда!

Условное выражение, входящее в if, должно иметь скалярный результат.

Это значит, что результатом должно быть целое число, символ, указатель или

число с плавающей точкой, но им не может быть массив или структура.

Вложенные условные операторы if

Оператор if является вложенным, если

он вложен, т.е. находится внутри

другого оператора if или else. В практике программирования вложенные

условные операторы используются довольно часто. Во вложенном условном

операторе фраза else всегда ассоциирована с ближайшим if в том же блоке,

если этот if не ассоциирован с другой фразой else. Например:

if(i)

{

if(j) statement 1;

if(k) statement 2; /* этот if */

else statement 3; /* ассоциирован с этим else */

}

else statement 4; /* ассоциирован с if(i) */

Последняя фраза else не ассоциирована с if(j) потому, что она находится

в другом блоке. Эта фраза else ассоциирована с if(i). Внутренняя фраза else

ассоциирована с if(k), потому что этот if — ближайший.

Лестница if-else-if

Основные понятия языка С

Компилятор GCC

В программах часто используется конструкция, которую называют

лестницей if-else-if. Общая форма лестницы имеет вид:

if (выражение) оператор;

else

if (выражение) оператор;

else

if (выражение) оператор;

else оператор;

Работает эта конструкция следующим образом. Условные выражения

операторов if вычисляются сверху вниз. После выполнения некоторого

условия, т.е. когда встретится выражение, принимающее значение ИСТИНА,

выполняется ассоциированный с этим выражением оператор, а оставшаяся

часть лестницы пропускается. Если все условия ложны, то выполняется

оператор в последней фразе else, а если последняя фраза else отсутствует, то

в этом случае не выполняется ни один оператор.

Недостаток предыдущей записи лестницы состоит в том, что с ростом

глубины вложенности увеличивается количество отступов в строке. Это

становится неудобным с технической точки зрения. Поэтому лестницу if-

else-if обычно записывают так:

if (выражение)

оператор;

else if (выражение)

оператор;

else if (выражение)

оператор;

else

оператор;

Оператор "?", альтернативный условному

Глава 2

Оператор ? можно использовать вместо оператора if-else,

записанного в форме:

if (условие) переменная = выражение;

else переменная = выражение;

Оператор ? является тернарным, потому что он имеет три операнда. Его

общая форма следующая:

Выражение1 ? Выражение2 : Выражение3;

Обратите внимание на использование и расположение двоеточия.

Результат операции ? определяется следующим образом. Сначала

вычисляется Выражение1. Если оно имеет значение ИСТИНА, вычисляется

Выражение2 и его значение становится результатом операции ?. Если

Выражение1 имеет значение ЛОЖЬ, вычисляется Выражение3 и его

значение становится результатом операции ?.

Оператор ? можно использовать вместо if-else не только в

операторе

присваивания. Как известно, все функции (за исключением имеющих тип

результата void) возвращают значение. Следовательно, в операторе ? можно

использовать вызовы функций. Когда в выражении встречается вызов

функции, она выполняется, а возвращаемое ею значение используется при

вычислении выражения. Это значит, что можно выполнить одну или

несколько функций путем размещения их вызовов в выражениях

оператора ?

в качестве операндов.

Оператор выбора - switch

Оператор выбора switch (часто его называют переключателем)

предназначен для выбора ветви вычислительного процесса исходя из

значения управляющего выражения. (При этом значение управляющего

выражения сравнивается со значениями в списке целых или символьных

констант. Если будет найдено совпадение, то выполнится ассоциированный с

совпавшей константой оператор.) Общая форма

оператора switch следующая:

Основные понятия языка С

Компилятор GCC

switch (выражение) {

case постоянная1:

последовательность операторов

break;

case постоянная2:

последовательность операторов

break;

case постоянная3:

последовательность операторов

break;

default:

последовательность операторов;

}

Значение выражения оператора switch должно быть таким, чтобы его

можно было выразить целым числом. Это означает, что в управляющем

выражении можно использовать переменные целого или символьного типа,

но только не с плавающей точкой. Значение управляющего выражения по

очереди сравнивается с постоянными в операторах case. Если значение

управляющего выражения совпадет с какой-то

из постоянных, управление

передается на соответствующую метку case и выполняется

последовательность операторов до оператора break. Если оператор break

отсутствует, выполнение последовательности операторов продолжается до

тех пор, пока не встретится break (в другой метке) или не кончится тело

оператора switch (т.е. блок, следующий за switch). Оператор default

выполняется в том случае, когда значение управляющего выражения не

совпало ни

с одной постоянной. Оператор default также может отсутствовать.

В этом случае при отсутствии совпадений не выполняется ни один оператор.

Оператор break — это один из операторов безусловного перехода. Он

может применяться не только в операторе switch, но и в циклах, (см. раздел

"Операторы цикла"). Когда в теле оператора switch встречается оператор

break, программа выходит из

оператора switch и выполняет оператор,

следующий за фигурной скобкой } оператора switch.

Оператор switch часто используется для обработки команд с клавиатуры,

например, при выборе пунктов меню.

Глава 2

Оператор switch может находиться в теле внешнего по отношению к

нему оператора switch. Операторы case внутреннего и внешнего switch могут

иметь одинаковые константы, в этом случае они не конфликтуют между

собой.

Оператор цикла

В языке С, как и в других языках программирования, операторы цикла

служат для многократного выполнения последовательности операторов до

тех пор, пока выполняется

некоторое условие. Условие может быть

установленным заранее (как в операторе for) или меняться при выполнении

тела цикла (как в while или do-while).

Цикл for

Во всех процедурных языках программирования циклы for очень

похожи. Однако в С этот цикл особенно гибкий и мощный. Общая форма

оператора for следующая:

for (инициализация; условие; приращение) оператор;

Цикл for может иметь большое количество вариаций. В наиболее общем

виде принцип его работы следующий. Инициализация — это присваивание

начального значения переменной, которая называется параметром цикла.

Условие представляет собой условное выражение, определяющее, следует ли

выполнять оператор цикла (часто его называют телом цикла) в очередной

раз. Оператор приращение осуществляет изменение параметра цикла при

каждой итерации. Эти три оператора (они называются также секциями

оператора for) обязательно разделяются точкой с запятой. Цикл for

выполняется, если выражение условие принимает значение ИСТИНА. Если

оно хотя бы один раз примет значение ЛОЖЬ, то программа выходит из

цикла и выполняется оператор, следующий за телом цикла for.

Цикл while

Обшая форма цикла while имеет следующий вид