2.6.4. Указатели в качестве параметров функций

Следует учитывать, что в языке Си имеется только один способ передачи параметров – передача по значению. С помощью такого способа можно только передавать данные в функцию. Это защищает фактический параметр вызова от его “порчи” функцией. Иными словами, фактические параметры, передаваемые по значению, могут быть только входными параметрами. Иногда возникает необходимость с помощью параметров вернуть из функции результаты ее работы. Для этой цели в качестве параметров функций следует использовать указатели. Одной из типичных задач, для которых возникает необходимость использовать указатели, является организация функции, предназначенной для ввода данных.

В качестве примера задачи, в которой возникает целесообразность в организации функции пользователя для ввода исходных данных, рассмотрим задачу приближенного вычисления максимума функции с помощью неоднократного табулирования функции.

Постановка задачи. Определить приближенно максимум функции y = x * sin(x), заданной на отрезке [xn, xk]. Метод решения – табулирование функции в n равноотстоящих точках. Для повышения точности табулирование выполняется дважды. После первого табулирования сужается отрезок, на котором выполняется табулирование.

Решение. Для решения задачи напишем две функции. Первая из них input_data() должна использоваться для ввода исходных данных: xn, xk и n. Вторая функция display_table() должна выводить таблицу на экран. В программе организованы два модуля: головной модуль, в котором находится функция main() и модуль table, содержащий функции пользователя. Реализацию функции display_table() оставляем читателю для самостоятельной работы.

// Файл main.c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include "table.h" int main() { double xn, xk; int n; input_data(&xn, &xk, &n); //#1 display_table(xn, xk, n); input_data(&xn, &xk, &n); display_table(xn, xk, n); getchar(); return 0; } // Файл table.h #ifndef _TABLE_H #define _TABLE_H void input_data(double* pxn, double* pxk, int* pn); void display_table(double xn, double xk, int n); #endif // Файл table.c #include <stdio.h> #include “table.h” void input_data(double* pxn, double* pxk, int* pn) { printf("%s", "xn = "); scanf("%lf", pxn); printf("%s", "xk = "); scanf("%lf", pxk); printf("%s", "n = "); scanf("%d", pn); } <определение функции display_table()>

Все три параметра функции input_data() являются указателями (pxn, pxk и pn). Во время вызова этой функции input_data() в её параметры записываются адреса переменных xn, xk и n, находящихся в вызывающей функции (см. код вызова функции в строке #1). Таким образом, через параметры–указатели вызываемая функция получает доступ к памяти, выделенной в точке вызова. Поэтому ввод из функции input_data направляется в переменные xn, xk и n вызывающей функции main().

2.7. Обработка одномерных массивов

Напомним, что в языке Си следует различать массивы трех категорий: массивы с фиксированными размерами, массивы с переменными размерами и динамические массивы.

Прежде всего, следует учитывать, что каждая операция, связанная с обработкой массивов, обычно требует организации функции.

Определение функции, служащей для обработки одномерных массивов, в языке Си носит универсальный характер. Оно может использоваться с фактическим массивом любой категории и любого размера. Рассмотрим особенности интерфейса функций, работающих с массивами. Формальный параметр, работающий с массивом, должен быть указателем. Однако в языке Си указатель на одиночный объект не отличим от указателя на массив. Поэтому на практике обычная форма записи формального параметра вида double* p используется в случае, когда фактическим параметром является одиночный объект. Для случая, когда фактическим параметром является массив, применяется альтернативная форма записи этого указателя: double ar[]. Наличие пустых скобок [] является подсказкой для программиста: фактический параметр в вызове функции должен быть массивом. Заметим, что в том случае, когда массив используется только для передачи в функцию входных данных, и функция не должна изменять элементы массива целесообразно в объявлении формального параметра использовать квалификатор const. Например, const double ar[].

Перейдем к вопросам, связанным с организацией клиентского кода. Следует учитывать, что в клиентском коде необходимо выделить память для массивов, с которыми будет работать функция. Остановимся на особенностях работы с каждым из трех видов массивов.

Массивы с фиксированными размерами. В определениях таких массивов их размер следует задавать с помощью константного выражения. Предпочтительнее для этой цели использовать символические константы, а не так называемые «магические» числа (например, число 100). В языке Си имеются два способа объявления символических констант. Старый способ основан на использовании директивы препроцессора define. Недостаток этого способа состоит в том, что такая константа оказывается нетипизированной. От этого недостатка свободен новый способ, в котором используется квалификатор const. Однако использовать символические константы, заданные с помощью const при определении массивов с фиксированными размерами в языке Си нельзя. В языке С++ можно, а в языке Си нет. В связи с этим при определении размера таких массивов приходиться ориентироваться на использование директивы define.

Массивы с переменными размерами. Эти массивы появились в стандарте С99. Однако имеются компиляторы еще не поддерживающие массивы с переменными размерами. Преимущество таких массивов по сравнению с массивами с фиксированными размерами состоит возможности оперативно во время выполнения программы задавать размер массива. Отметим, что память для массивов c переменными размерами выделяется только один раз, её нельзя перераспределять.

Динамические массивы. При работе с динамическими массивами выделение и освобождение памяти реализуется программистом с помощью библиотечных функций. В отличие от массивов с переменными размерами память для динамических массивов можно многократно перераспределять.