Условное выражение.

Условное выражение. Как уже говорилось в §1.4, операция, вводимая двумя лексемами '?' и ':1' (она имеет ранг 13), является уникальной. Во-первых, в нее входит не одна, а две лексемы, во-вторых, она трехместная, т.е. должна иметь три операнда. С ее помощью формируется условное выражение, имеющее такой вид:

операнд_1 ? операнд_2 : операнд_3

Все три операнда - выражения. Операнд_1 - это арифметическое выражение и чаще всего - отношение либо логическое выражение. Типы операнда_2 и операнда_3 могут быть разными (но они должны быть одного типа или должны автоматически приводиться к одному типу).

Первый операнд является условием, в зависимости от которого вычисляется значение выражения в целом. Если значение первого операнда отлично от нуля (условие истинно), то вычисляется значение операнда_2, и оно становится результатом. Если значение первого операнда равно 0 (т.е. условие ложно), то вычисляется значение операнда_3, и оно становится результатом.

Примеры применения условного выражения мы уже приводили в § 1.4.

Глава 2. Введение в программирование на языке си

2.1. Структура и компоненты простой программы

В первой главе мы рассмотрели лексемы языка, способы определения констант и переменных, правила записи и вычисления выражений. Несколько слов было сказано об операции присваивания, об операторе присваивания и о том, что каждое выражение превращается в оператор, если в конце выражения находится разделитель "точка с запятой". В этой главе перейдем собственно к программированию, т.е. рассмотрим операторы, введем элементарные средства ввода-вывода, опишем структуру однофайловой программы и на несложных примерах вычислительного характера продемонстрируем особенности программирования на языке Си.

Текст программы и препроцессор.

Текст программы и препроцессор. Каждая программа на языке Си есть последовательность препроцессорных директив, описаний и определений глобальных объектов и функций. Препроцессорные директивы (в гл. 1 мы рассмотрели директивы #include и #define) управляют преобразованием текста программы до ее компиляции. Определения вводят функции и объекты. Объекты необходимы для представления в программе обрабатываемых данных. Функции определяют потенциально возможные действия программы. Описания уведомляют компилятор о свойствах и именах тех объектов и функций, которые определены в других частях программы (например, ниже по ее тексту или в другом файле).

Программа на языке Си должна быть оформлена в виде одного или нескольких текстовых файлов. Текстовый файл разбит на строки. В конце каждой строки есть признак ее окончания (плюс управляющий символ перехода к началу новой строки). Просматривая текстовый файл на экране дисплея, мы видим последовательность строк, причем признаки окончания строк невидимы, но по ним производится разбивка текста редактором.

Определения и описания программы на языке Си могут размещаться в строках текстового файла достаточно произвольно (в свободном формате.) Для препроцессорных директив существуют ограничения. Во-первых, препроцессорная директива обычно размещается в одной строке, т.е. признаком ее окончания является признак конца строки текста программы. Во-вторых, символ '#', вводящий каждую директиву препроцессора, должен быть первым отличным от пробела символом в строке с препроцессорной директивой

Подробному изучению возможностей препроцессора и всех его директив будет посвящена глава 3. Сейчас достаточно рассмотреть только основные принципы работы препроцессора и изложить общую схему подготовки исполняемого модуля программы, написанной на языке Си. Исходная программа, подготовленная на языке Си в виде текстового файла, проходит три обязательных этапа обработки (рис. 2.1):

• препроцессорное преобразование текста;

• компиляция;

• компоновка (редактирование связей или сборка).

Рис. 2.1. Схема подготовки исполняемой программы

Только после успешного завершения всех перечисленных этапов формируется исполняемый машинный код программы.

Задача препроцессора - преобразование текста программы до ее компиляции. Правила препроцессорной обработки определяет программист с помощью директив препроцессора. Каждая препроцессорная директива начинается с символа '#'. В этой главе нам будет достаточно двух директив:

#include и #define.

Препроцессор "сканирует" исходный текст программы в поиске строк, начинающихся с символа '#'. Такие строки воспринимаются препроцессором как команды (директивы), которые определяют действия по преобразованию текста. #define указывает правила замены в тексте. Простые примеры использования этой директивы для задания именованных констант были приведены в § 1.3. Директива

# include определяет, какие текстовые файлы нужно включить в этом месте текста программы.

Директива #include <...> предназначена для включения в текст программы текста файла из каталога "заголовочных файлов", поставляемых вместе со стандартными библиотеками компилятора. Каждая библиотечная функция, определенная стандартом языка Си, имеет соответствующее описание (прототип библиотечной функции плюс определения типов, переменных, макроопределений и констант) в одном из заголовочных файлов. Список заголовочных файлов для стандартных библиотек определен стандартом языка.

Важно понимать, что употребление в программе препроцессорной директивы

#include < имя_заголовочного_файла >

не подключает к программе соответствующую стандартную библиотеку. Препроцессорная обработка выполняется на уровне исходного текста программы. Директива #include только позволяет вставить в текст программы описания из указанного заголовочного файла. Подключение к программе кодов библиотечных функций (см. рис. 2.1) осуществляется только на этапе редактирования связей (этап компоновки), т.е. после компиляции, когда уже получен машинный код программы. Доступ к кодам библиотечных функций нужен только на этапе компоновки. Именно поэтому компилировать программу и устранять синтаксические ошибки в ее тексте можно без стандартной библиотеки, но обязательно с заголовочными файлами.

Здесь следует отметить еще одну важную особенность. Хотя в заголовочных файлах содержатся описания всех стандартных функций, в код программы включаются только те функции, которые используются в программе. Выбор нужных функций выполняет компоновщик на этапе, называемом "редактирование связей".

Термин "заголовочный файл" (header file) в применении к файлам, содержащим описания библиотечных функций стандартных библиотек, не случаен. Он предполагает включение этих файлов именно в начало программы. Мы настоятельно рекомендуем, чтобы до обращения к любой функции она была определена или описана в том же файле, где помещен текст программы. Описание или определения функций должны быть "выше" по тексту, чем вызовы функций. Именно поэтому заголовочные файлы нужно помещать в начале текста программы, т.е. заведомо раньше обращений к соответствующим библиотечным функциям.

Хотя заголовочный файл может быть включен в программу не в ее начале, а непосредственно перед обращением к нужной библиотечной функции, такое размещение директив #include <...> не рекомендуется.