16.4. Смысл описателей

Каждый описатель рассматривается как утверждение того,

что когда конструкция той же самой формы, что и описатель,

появляется в выражении, то она выдает объект указанного типа

и указанного класса памяти. Каждый описатель содержит ровно

один идентификатор; это именно тот идентификатор, который и

описывается.

Если в качестве описателя появляется просто идентифика-

тор, то он имеет тип, указываемый в специфицирующем заголов-

ке описания.

Описатель в круглых скобках идентичен описателю без

круглых скобок, но круглые скобки могут изменять связи в

составных описателях. Примеры смотри ниже.

Представим себе описание

T DI

где T - спецификатор типа (подобный INT и т.д.), а DI - опи-

сатель. Предположим, что это описание приводит к тому, что

соответствующий идентификатор имеет тип "...T", где "..."

пусто, если DI просто отдельный идентификатор (так что тип X

в "INT X" просто INT). Тогда , если DI имеет форму

*D

то содержащийся идентификатор будет иметь тип "... Указатель

на T".

Если DI имеет форму

D()

то содержащийся идентификатор имеет тип "... Функция, возв-

ращающая T".

Если DI имеет форму

D[константное-выражение]

или

D[ ]

то содержащийся идентификатор имеет тип "...массив T". В

первом случае константным выражением является выражение,

значение которого можно определить во время компиляции и ко-

торое имеет тип INT. (Точное определение константного выра-

жения дано в п. 23). Когда несколько спецификаций вида "мас-

сив из" оказываются примыкающими, то создается многомерный

массив; константное выражение, задающее границы массивов,

может отсутствовать только у первого члена этой последова-

тельности. Такое опускание полезно, когда массив является

внешним и его фактическое определение, которое выделяет па-

мять, приводится в другом месте. Первое константное выраже-

ние может быть опущено также тогда, когда за описателем сле-

дует инициализация. В этом случае размер определяется по

числу приведенных инициализируемых элементов.

Массив может быть образован из элементов одного из ос-

новных типов, из указателей, из структур или объединений или

из других массивов (чтобы образовать многомерный массив).

Не все возможности, которые разрешены с точки зрения

указанного выше синтаксиса, фактически допустимы. Имеются

следующие ограничения: функции не могут возвращать массивы,

структуры, объединения или функции, хотя они могут возвра-

щать указатели на такие вещи; не существует массивов функ-

ций, хотя могут быть массивы указателей на функции. Анало-

гично, структуры или объединения не могут содержать функцию,

но они могут содержать указатель на функцию.

В качестве примера рассмотрим описание

INT I, *IP, F(), *FIP(), (*PFI)();

в котором описывается целое I, указатель IP на целое, функ-

ция F, возвращающая целое, функция FIP, возвращающая указа-

тель на целое, и указатель PFI на функцию, которая возвраща-

ет целое. Особенно полезно сравнить два последних описателя.

Связь в *FIP() можно представить в виде *(FIP()), так что

описанием предполагается, а такой же конструкцией в выраже-

нии требуется обращение к функции FIP и последующее исполь-

зование косвенной адресации для выдачи с помощью полученного

результата (указателя) целого. В описателе (*PFI)() дополни-

тельные скобки необходимы, поскольку они точно так же, как и

в выражении, указывают, что косвенная адресация через указа-

тель на функцию выдает функцию, которая затем вызывается;

эта вызванная функция возвращает целое.

В качестве другого примера приведем описание

FLOAT FA[17], *AFP[17];

в котором описывается массив чисел типа FLOAT и массив ука-

зателей на числа типа FLOAT. Наконец,

STATIC INT X3D[3][5][7];

описывает статический трехмерный массив целых размером

3*5*7. более подробно, X3D является массивом из трех элемен-

тов; каждый элемент является массивом пяти массивов; каждый

последний массив является массивом из семи целых. Каждое из

выражений X3D, X3D[I], X3D[I][J] и X3D[I][J][K] может разум-

ным образом появляться в выражениях. Первые три имеют тип

"массив", последнее имеет тип INT.

16.5. Описание структур и объединений

Структура - это объект, состоящий из последовательности

именованных членов. каждый член может быть произвольного ти-

па. Объединение - это объект, который в данный момент может

содержать любой из нескольких членов. Спецификаторы и

объединения имеют одинаковую форму.

Спецификатор-структуры-или-объединения

структура-или-объединение \( список-описаний-структуры\)

идентификатор структуры-или-объединения

\(список-описаний-структуры\)

идентификатор структуры-или-объединения

Структура-или-объединение:

STRUCT

UNION

Список-описаний-структуры является последовательностью опи-

саний членов структуры или объединения:

Список-описаний-структуры:

описание-структуры

описание-структуры список-описаний-структуры

описание-структуры:

спецификатор-типа список-описателей-структуры

список-описателей-структуры:

описатель-структуры

описатель-структуры, список-описателей-структуры

В обычном случае описатель структуры является просто описа-

телем члена структуры или объединения. Член структуры может

также состоять из специфицированного числа битов. Такой член

называется также полем; его длина отделяется от имени поля

двоеточием.

Описатель-структуры:

описатель

описатель: константное выражение

: константное выражение

Внутри структуры описанные в ней объекты имеют адреса, кото-

рые увеличиваются в соответствии с чтением их описаний слева

направо. Каждый член структуры, который не является полем,

начинается с адресной границы, соответствующей его типу;

следовательно в структуре могут оказаться неименованные ды-

ры. Члены, являющиеся полями, помещаются в машинные целые;

они не перекрывают границы слова. Поле, которое не умещается

в оставшемся в данном слове пространстве, помещается в сле-

дующее слово. Поля выделяются справа налево на PDP-11 и сле-

ва направо на других машинах.

Описатель структуры, который не содержит описателя, а

только двоеточие и ширину, указывает неименованное поле, по-

лезное для заполнения свободного пространства с целью соот-

ветствия задаваемых извне схемам. Специальный случай неиме-

нованного поля с шириной 0 используется для указания о вы-

равнивании следующего поля на границу слова. При этом пред-

полагается, что "следующее поле" действиетльно является по-

лем, а не обычным членом структуры, поскольку в последнем

случае выравнивание осуществляется автоматически.

Сам язык не накладывает ограничений на типы объектов,

описанных как поля, но от реализаций не требуется обеспечи-

вать что-либо отличное от целых полей. Более того, даже поля

типа INT могут рассматриваться как неимеющие знака. На

PDP-11 поля не имеют знака и могут принимать только целые

значения. Во всех реализациях отсутствуют массивы полей и к

полям не применима операция взятия адреса &, так что не су-

ществует и указателей на поля.

Объединение можно представить себе как структуру, все

члены которой начинаются со смещения 0 и размер которой дос-

таточен, чтобы содержать любой из ее членов. В каждый момент

объединение может содержать не более одного из своих членов.

Спецификатор структуры или объединения во второй форме,

т.е. Один из

STRUCT идентификатор \(список-описаний-структуры\)

UNION идентификатор \(список-описаний-структуры\)

описывает идентификатор в качестве ярлыка структуры (или яр-

лыка объединения) структуры, специфицированной этим списком.

Последующее описание может затем использовать третью форму

спецификатора, один из

STRUCT идентификатор

UNION идентификатор

Ярлыки структур дают возможность определения структур, кото-

рые ссылаются на самих себя; они также позволяют неоднократ-

но использовать приведенную только один раз длинную часть

описания. Запрещается описывать структуру или объединение,

которые содержат образец самого себя, но структура или

объединение могут содержать указатель на структуру или

объединение такого же вида, как они сами.

Имена членов и ярлыков могут совпадать с именами обычных

переменных. Однако имена ярлыков и членов должны быть взаим-

но различными.

Две структуры могут иметь общую начальную последователь-

ность членов; это означает, что тот же самый член может поя-

виться в двух различных структурах, если он имеет одинаковый

тип в обеих структурах и если все предыдущие члены обеих

структур одинаковы. (Фактически компилятор только проверяет,

что имя в двух различных структурах имеет одинаковый тип и

одинаковое смещение, но если предшествующие члены отличают-

ся, то конструкция оказывается непереносимой).

Вот простой пример описания структуры:

STRUCT TNODE \(

CHAR TWORD[20];