Выделение лексем из текста программы.

Выделение лексем из текста программы. В главе 1 мы ввели понятие лексемы, перечислили их группы (идентификаторы, знаки операций и т.д.) и определили состав каждой из групп лексем. Первая задача, которую решает компилятор, - это лексический анализ текста программы. В результате лексического анализа из сплошного текста выделяются лексические единицы (лексемы). Программисту полезно знать, какими правилами при этом руководствуется компилятор.

Компилятор просматривает символы (литеры) текста программы слева направо. При этом его первая задача - выделить лексемы языка. За очередную лексическую единицу принимается наибольшая последовательность литер, которая образует лексему. Таким образом, из последовательности int_line компилятор не станет выделять как лексему служебное слово int, a воспримет всю последовательность как введенный пользователем идентификатор.

В соответствии с тем же принципом выражение d+++b трактуется как d++ +b, а выражение b-->с эквивалентно (b--)>с.

Следующая программа иллюстрирует сказанное:

Результат выполнения программы:

Результаты вычисления выражений n+++m, n-->m, m-->n полностью соответствуют правилам интерпретации выражений на основе таблицы рангов операций (см. табл. 1.4). Унарные операции ++ и -- имеют ранг 2. Аддитивные операции + и - имеют ранг 4. Операции отношений имеют ранг 6.

2.2. Элементарные средства программирования Деление операторов языка Си на группы.

Деление операторов языка Си на группы. Если вспомнить вопросы, перечисленные в начале главы 1, то окажется, что мы уже получили ответы на многие из них. Введен алфавит языка и его лексемы; приведены основные типы данных, константы и переменные; определены все операции; рассмотрены правила построения арифметических выражений, отношений и логических выражений; описана структура программы; рассмотрены средства вывода из ЭВМ арифметических значений с помощью функции printf( ); определен оператор присваивания.

В этом и следующих параграфах второй главы мы ответим на остальные вопросы, сформулированные в главе 1, и этого будет достаточно, чтобы писать на языке Си программы для решения задач вычислительного характера.

Вернемся вновь к структуре простой программы, состоящей только из одной функции с именем main( ).

директивы_препроцессора

void main( )

{ определения_объектов;

исполняемые_операторы;

}

Как мы уже договорились, пока нам будет достаточно двух препроцессорных директив #include <...> и #define. В качестве определяемых объектов будем вводить переменные и константы базовых типов. А вот об исполняемых операторах в теле функции нужно говорить подробно.

Каждый исполняемый оператор определяет действия программы на очередном шаге ее выполнения. У оператора (в отличие от выражения) нет значения. По характеру действий различают два типа операторов: операторы преобразования данных и операторы управления работой программы.

Наиболее типичные операторы преобразования данных - операторы присваивания и произвольные выражения, завершенные символом "точка с запятой":

Так как вызов функции является выражением с операцией "круглые скобки" и операндами "имя функции", "список фактических параметров", к операторам преобразования данных можно отнести и оператор вызова или обращения к функции:

имя_функции (список_фактических_параметров) ;

Мы уже использовали обращение к библиотечной функции printf( ), параметры которой определяли состав и представление на экране дисплея выводимой из программы информации. С точки зрения процесса преобразования информации функция printf( ) выполняет действия по перекодированию данных из их внутреннего представления в последовательность кодов, пригодных для вывода на экран дисплея.

Операторы управления работой программы называют управляющими конструкциями программы. К ним относятся:

• составные операторы;

• операторы выбора;

• операторы циклов;

• операторы перехода.

К составным операторам относят собственно составные операторы и блоки. В обоих случаях это последовательность операторов, заключенная в фигурные скобки. Отличие блока от составного оператора - наличие определений в теле блока. Например, приведенный ниже фрагмент программы - составной оператор:

Наиболее часто блок употребляется в качестве тела функции.

Операторы выбора - это условный оператор (if) и переключатель (switch).

Операторы циклов в языке Си трех видов - с предусловием (while), с постусловием (do) и параметрический (for).

Операторы перехода выполняют безусловную передачу управления: goto (безусловный переход), continue (завершение текущей итерации цикла), break (выход из цикла или переключателя), return (возврат из функции).

Перечислив операторы управления программой, перейдем к подробному рассмотрению тех из них, которых будет достаточно для программирования простейших алгоритмов.

Условный оператор имеет сокращенную форму:

if (выражение_условие) оператор;

где в качестве выражения_условия могут использоваться: арифметическое выражение, отношение и логическое выражение. Оператор, включенный в условный, выполняется только в случае истинности (т.е. при ненулевом значении) выражения условия. Пример:

Кроме сокращенной формы, имеется еще и полная форма условного оператора:

if (выражениеусловие)

onepamop_1;

else

оператор_2;

Здесь в случае истинности выражения-условия выполняется только оператор_1, при нулевом значении выражения-условия выполняется только оператор_2. Например:

Оператор в сокращенном варианте оператора if, и оператор_1 и оператор_2 в полном операторе if могут быть как отдельными, так и составными операторами.

Несмотря на традиционность условного оператора, проиллюстрируем его выполнение схемами (рис, 2.2).

Рис. 2.2. Схемы условных операторов (выражение-условие - условие после if): а - сокращенная форма; б - полная форма

Итак, что в условных операторах в качестве любого из операторов (после условия или после else) может использоваться составной оператор. Например, при решении алгебраического уравнения 2-й степени ах²+bх+с=0 действительные корни имеются только в случае, если дискриминант (b²-4ас) неотрицателен. Следующий фрагмент программы иллюстрирует использование условного оператора при определении действительных корней x₁, х₂ квадратного уравнения:

Во фрагменте предполагается, что переменные d, b, a, x1, х2 - вещественные (типа float либо double). До приведенных операторов переменные а, b, с получили конкретные значения, для которых выполняются вычисления. В условном операторе после if находится составной оператор, после else - только один оператор - вызов функции printf( ). При вычислении корней используется библиотечная функция sqrt( ) из стандартной библиотеки компилятора. Ее прототип находится в заголовочном файле math.h (см. Приложение 3).

Метки и пустой оператор. Метка - это идентификатор, помещаемый слева от оператора и отделенный от него двоеточием ":". Например,

Чтобы можно было поставить метку в любом месте программы (или задать пустое тело цикла), в язык Си введен пустой оператор, изображаемый только одним символом ";". Таким образом, можно записать такой помеченный пустой оператор:

Оператор перехода. Оператор безусловного перехода имеет следующий вид:

goto идентификатор;

где идентификатор - одна из меток программы. Например:

goto СОН; или goto МЕТКА;

Введенных средств языка Си вполне достаточно для написания примитивных программ, которые не требуют ввода исходных данных. Алгоритмы такого сорта достаточно редко применяются, но для иллюстрации некоторых особенностей разработки и выполнения программ рассмотрим следующую задачу.