Символьные строки

Символьная строка - это последовательность символов, возможно пустая (""). Рассмотрим пример:

"Большой спрос на образование в области

информационных дисциплин объясняется не только

популярностью компьютеров в современном обществе,

но и реальной пользой от их применения."

Кавычки не являются частью строки. Они вводятся только для того, чтобы отметить ее начало и конец. В языке Си нет специального типа, который можно было бы использовать для описания строк. Вместо этого строки представляются в виде "набора" элементов типа char. Это означает, что символы в строке можно представить расположенными в соседних ячейках памяти - по одному символу в ячейке. Символ \0 в языке Си используется для того, чтобы отмечать конец строки. Нуль-символ не выводится на печать и в таблице кода ASCII (American Standard Code for Information Interchange) имеет номер 0. Наличие нуль-символа означает, что количество ячеек массива символов должно быть на одну больше, чем число символов строки. Массив можно представить как совокупность нескольких ячеек памяти, объединенных в одну строку. Массив - это упорядоченная последовательность элементов данных одного типа. В нашем примере мы создали массив из 177 ячеек памяти, в каждую из которых можно поместить один символ типа char. Это можно сделать с помощью оператора описания:

char String[177];

Квадратные скобки указывают, что переменная String - массив из 177 элементов, а char задает тип каждого элемента. Длину строки в символах (без завершающего символа) определяет функция strlen( ). Обращение к ней в нашем примере выглядит так:

strlen(String);

Результат - целое число.

Препроцессор языка Си

Вернемся к константам. Чтобы ввести ту или иную константу в программу, нужно указать ее фактическое значение, как было сказано выше. Можно использовать вместо этого "символические константы" и позволить компилятору заменить символические константы числами. Как можно создать такую константу? Можно это сделать так:

float cost = 0.0012;

Такой способ задания констант в больших программах неэкономичен. В Си имеется другой, лучший способ. Этот способ реализуется с помощью препроцессора языка Си. Препроцессор дает возможность задавать константы. Для этого в начало программы нужно добавить строку, аналогичную следующей:

#define COST 0.0012

При компиляции программы каждый раз, когда появится переменная COST, она будет заменяться величиной 0.0012. Такой процесс называется подстановкой во время компиляции. Замечание по поводу формата: сначала идет ключевое слово #define (оно должно начинаться с самой левой позиции), потом идет символическое имя константы, а затем ее величина. Символ "точка с запятой" не используется, потому что это не оператор языка Си.

Если в качестве первого символа в строке программы используется символ #, то эта строка является командной строкой препроцессора (макропроцессора). Командная строка препроцессора заканчивается символом перевода на новую строку. Если непосредственно перед концом строки поставить символ обратной косой (\), то командная строка будет продолжаться на следующей строке программы.

Препроцессор используется для обработки текста программы до этапа ее компиляции. Обычно препроцессоры служили средством расширения языков с целью обеспечения дополнительных возможностей. Несмотря на бесчисленное множество препроцессоров, созданных для расширения возможностей языков программирования, все они были нестандартными. Для некоторых языков, например для языков общего назначения ПЛ/1 и Си, препроцессоры поставлялись как часть их стандартной среды. Препроцессор для языка Си обеспечивает средства для определения макросов, определения констант, включения файлов и условную компиляцию. Препроцессор языка Си вызывается автоматически при обращении к компилятору. Программа может быть обработана только препроцессором без компиляции, если в команде сс указать ключ -Е:

cc -E имя_файла

Результат работы препроцессора помещается в поток стандартного вывода stdout. Обработка программы препроцессором без компиляции позволяет программисту проанализировать действие определений препроцессора и макровызовов.

! Символическую константу после #define лучше писать прописными буквами. В процессе использования языка Си выработалась традиция писать константы большими буквами. Если при просмотре программы встречается имя, написанное прописными буквами, сразу становится ясно, что это константа, а не переменная. Давайте не нарушать традицию!

Директиву #define можно использовать для определения символьных и строковых констант. В первом случае необходимо использовать "апостроф", а во втором кавычки.

Например,

#define NULL '\0'

#define USA '$'

#define RUSSIA "Рубль"

#undef USA

Команда #undef USA отменяет предыдущее определение для идентификатора USA. Через команду #define можно задавать выражения - макросы, которые вычисляются и при компиляции подставляются в программу. Воизбежании ошибок при вычислении выражений макроопределения необходимо заключать в скобки:

#define идентификатор1 (идентификатор2,_) строка

Пример:

#define abs(A) (((A)>0) ? (A): - (A))

Каждое вхождение выражения abs(arg) в тексте программы заменяется на ((arg)>0) ? (arg): -(arg)), причем параметр макроопределения A заменяется на arg.

Пpимер:

#define nmem(P,N)\

(P)->p_mem[N].u_long

Символ \ продолжает макроопределение на вторую строку. Это макроопределение уменьшает сложность выражения, описывающего массив объединений внутри структуры.

Макроопределения препроцессора языка Си имеют две формы - простую и параметризованную,

#define идентификатор строка_замены

#define идентификатор(x1,x2,_,xn) строка_замены

где строка_замены может содержать идентификаторы, ключевые слова, разделители, такие как круглая или прямоугольная скобка, или строки знаков, не содержащие каких-либо разделителей.

Замечание.

Командная строка #include может встречаться в любом месте программы, но обычно все включения размещаются в начале исходного текста:

#include <имя_файла>

Пример:

#include <math.h>

Препроцессор заменяет эту строку содержимым файла math.h. Угловые скобки обозначают, что файл math.h будет взят из некоторого стандартного каталога, обычно это /usr/include. Текущий каталог не просматривается:

#include "имя_файла"

Пример:

#include "ABC"

Препроцессор заменяет эту строку содержимым файла ABC. Так как имя файла заключено в кавычки, то поиск производится в текущем каталоге, в котором содержится основной файл исходного текста. Если в текущем каталоге данного файла нет, то поиск производится в каталогах, определенных именем пути в опции -i препроцессора. Если и там файла нет, то просматривается стандартный каталог.

Командные строки препроцессора используются для условной компиляции различных частей исходного текста в зависимости от внешних условий. Условной компиляцией называется выборочная компиляция только тех частей программы, которые удовлетворяют определенным условиям. Например, можно скомпилировать только те части программы, которые необходимы для конкретной версии системы.

Условная компиляция обладает следующими достоинствами:

• Обеспечивается средство параметризации во время компиляции. Например, такая возможность может быть использована для генерации программ с различной структурой.

• Обеспечивается эффективное использование оперативной памяти, поскольку во время выполнения нет необходимости держать в памяти неиспользуемые коды программы.

• Обеспечивается возможность принятия решений во время компиляции, а не во время выполнения. Часто это оказывается более эффективным подходом.

Для условной компиляции используется инструкция препроцессора if. Она имеет две формы - с частью else и без нее:

#if - заголовок

текстовые строки для случая "истина"

#endif

и

#if - заголовок

текстовые строки для случая "истина"

#else

текстовые строки для случая "ложь"

#endif

где if - заголовок является управляющей строкой препроцессора, а текстовые строки могут содержать произвольный текст. Управляющая строка препроцессора if-заголовка содержит условие, на основе анализа которого производится выбор соответствующих текстовых строк:

#if константное_выражение

Пример:

#ifdef ABC

Истина, если идентификатор ABC определен ранее

командой #define.

#ifndef идентификатор

Пример:

#ifndef ABC

Истина, если идентификатор ABC не определен

в настоящий момент.

#else

...

#endif

Если предшествующие проверки #if, #ifdef или #ifndef дают значение Истина, то строки от #else до #endif игнорируются при компиляции. Если эти проверки дают значение Ложь, то строки от проверки до #else, а при отсутствии #else - до #endif, игнорируются. Команда #endif обозначает конец условной компиляции.

Пример:

#ifdef DEBUG

fprintf (stderr, "location. X=%d\n",x);

#endif

При помощи команд препроцессора можно изменить номер текущей строки или имя компилируемого файла:

#line целая_константа "имя_файла"

Пример:

#line 20 "ABC"

Препроцессор изменяет номер текущей строки и имя компилируемого файла. Имя файла может быть опущено.

Замечание.

Хотя препроцессоры и расширяют возможности языков программирования, их использование не лишено недостатков: использование препроцессоров требует дополнительного просмотра текста программы и, как следствие, добавочного времени.