Язык С

Аннотация.

Язык “C”(произносится “си”) - это универсальный язык программирования, для которого характерны экономичность выражения, современный поток управления и структуры данных, богатый набор операторов. Язык “C” не является ни языком “очень высокого уровня”, ни “большим” языком, и не предназначается для некоторой специальной области применения. но отсутствие ограничений и общность языка делают его более удобным и эффективным для многих задач, чем языки, предположительно более мощные.

Язык “C”, первоначально предназначавшийся для написания операционной системы “UNIX” на ЭВМ DEC PDP-11, был разработан и реализован на этой системе Деннисом Ричи. Операционная система, компилятор с языка “C” и по существу все прикладные программы системы “UNIX” (включая все программное обеспечение, использованное при подготовке этой книги) написаны на “C”. Коммерческие компиляторы с языка “C” существуют также на некоторых других ЭВМ, включая IBM SYSTEM/370, HONEYWELL 6000, INTERDATA 8/32. Язык “C”, однако, не связан с какими-либо определенными аппаратными средствами или системами, и на нем легко писать программы, которые можно пропускать без изменений на любой ЭВМ, имеющей “C”-компилятор.

Эта книга предназначена для того, чтобы помочь читателю научиться программировать на языке “C”. Она сдержит учебное введение, цель которого - позволить новым пользователям начать программировать как можно быстрее, отдельные главы по всем основным особенностям языка и справочное руководство. Обучение построено в основном на чтении, написании и разборе примеров, а не голой формулировке правил. Примеры, приводимые в книге, по большей части являются законченными реальными программами, а не отдельными фрагментами. Все примеры были проверены непосредственно с текста книги, где они напечатаны в виде, пригодном для ввода в машину. Кроме указаний о том, как сделать использование языка более эффективным, мы также пытались, где это возможно, проиллюстрировать полезные алгоритмы и принципы хорошего стиля и разумной разработки.

Настоящая книга не является вводным курсом в программирование; она предполагает определенное знакомство с основными понятиями программирования такими как переменные, операторы присваивания, циклы, функции. Тем не менее и новичок в программировании должен оказаться в состоянии читать подряд и освоиться с языком, хотя при этом была бы полезной помощь более опытного коллеги.

По нашему опыту , “C” показал себя приятным, выразительным и разносторонним языком на широком множестве разнообразных программ. Его легко выучить , и он не теряет своих качеств с ростом опыта программиста. Мы надеемся , что эта книга поможет вам хорошо его использовать.

Вдумчивая критика и предложения многих наших друзей и коллег очень много добавили как для самой книги, так и для нашего удовольствия при ее написании. В частности, Майк Биапси, Джим Блю, Стью Фельдман, Доуг Мак-Илрой, Билл Рум, Боб Розин и Ларри Рослер тщательно прочитали множество вариантов. Мы также обязаны Элю Ахо, Стиву Борну, Дэву Двораку, Чаку Хэлею, Дебби Хэлей, Мариону Харрису, Рику Холту, Стиву Джонсону, Джону Машею, Бобу Митцу, Ральфу Мьюа, Питеру Нельсону, Эллиоту Пинсону, Биллу Плагеру, Джерри Спиваку, Кену Томпсону и Питеру Вейнбергеру за полезные замечания на различных этапах и Майку Лоску и Джо Осанна за неоценимую помощь при печатании книги. Брайен В. Керниган Деннис М. Ричи

Содержание.

Аннотация

0.1. Введение

1. Учебное введение

1.1. Начинаем

1.2. Переменные и арифметика

1.3. Оператор FOR

1.4. Символические константы

1.5. Набор полезных программ

1.5.1. Ввод и вывод символов

1.5.2. Копирование файла

1.5.3. Подсчет символов

1.5.4. Подсчет строк

1.5.5. Подсчет слов

1.6. Массивы

1.7. Функции

1.8. Аргументы - вызов по значению

1.9. Массивы символов

1.10. Область действия: внешние переменные

1.11. Резюме

2. Типы, операции и выражения

2.1. Имена переменных

2.2. Типы и размеры данных

2.3. Константы

2.3.1. Символьная константа

2.3.2. Константное выражение

2.3.3. Строчная константа

2.4. Описания

2.5. Арифметические операции

2.6. Операции отношения и логические операции

2.7. Преобразование типов

2.8. Операции увеличения и уменьшения

2.9. Побитовые логические операции

2.10. Операции и выражения присваивания

2.11. Условные выражения

2.12. Старшинство и порядок вычисления

3. Поток управления

3.1. Операторы и блоки

3.2. IF - ELSE

3.3. ELSE - IF

3.4. Переключатель

3.5. Циклы - WHILE и FOR

3.6. Цикл DO - WHILE

3.7. Оператор BREAK

3.8. Оператор CONTINUE

3.9. Оператор GOTO и метки

4. Функции и структура программ

4.1. Основные сведения

4.2. Функции, возвращающие нецелые значения

4.3. Еще об аргументах функций

4.4. Внешние переменные

4.5. Правила, определяющие область действия

4.5.1. Область действия

4.6. Статические переменные

4.7. Регистровые переменные

4.8. Блочная структура

4.9. Инициализация

4.10. Рекурсия

4.11. Препроцессор языка “C”

4.11.1. Включение файлов

4.11.2. Mакроподстановка

5. Указатели и массивы

5.1. Указатели и адреса

5.2. Указатели и аргументы функций

5.3. указатели и массивы

5.4. Адресная арифметика

5.5. указатели символов и функции

5.6. Указатели - не целые

5.7. Многомерные массивы

5.8. Массивы указателей; указатели указателей

5.9. Инициализация массивов указателей

5.10. Указатели и многомерные массивы

5.11. Командная строка аргументов

5.12. Указатели на функции

6. Структуры

6.1. Основные сведения

6.2. Структуры и функции

6.3. Массивы структур

6.4. Указатели на структуры

6.5. Структуры, ссылающиеся на себя

6.6. Поиск в таблице

6.7. Поля

6.8. Объединения

6.9. Определение типа

7. Ввод и вывод

7.1. Обращение к стандартной библиотеке

7.2. Стандартный ввод и вывод - функции GETCHAR и PUTCHAR

7.3. Форматный вывод - функция PRINTF

7.4. Форматный ввод - функция SCANF

7.5. Форматное преобразование в памяти

7.6. Доступ к файлам

7.7. Обработка ошибок - STDERR и EXIT

7.8. Ввод и вывод строк

7.9. Несколько разнообразных функций

7.9.1. Проверка вида символов и преобразования

7.9.2. Функция UNGETC

7.9.3. Обращение к системе

7.9.4. Управление памятью

8. Интерфейс системы UNIX

8.1. Дескрипторы файлов

8.2. Низкоуровневый ввод/вывод - операторы READ и WRITE

8.3. Открытие, создание, закрытие и расщепление (UNLINK)

8.4. Произвольный доступ - SEEK и LSEEK

8.5. Пример - реализация функций FOPEN и GETC

8.6. Пример - распечатка справочников

8.7. Пример - распределитель памяти

9. Приложение а: справочное руководство по языку 'C'.

9.1. Введение

10. Лексические соглашения

10.1. Комментарии

10.2. Идентификаторы (имена)

10.3. Ключевые слова

10.4. Константы

10.4.1. Целые константы

10.4.2. Явные длинные константы

10.4.3. Символьные константы

10.4.4. Плавающие константы

10.5. Строки

10.6. Характеристики аппаратных средств

11. Синтаксическая нотация

12. Что в имени тебе моем?

13. Объекты и L-значения

14. Преобразования

14.1. Символы и целые

14.2. Типы FLOAT и DOUBLE

14.3. Плавающие и целочисленные величины

14.4. Указатели и целые

14.5. Целое без знака

14.6. Арифметические преобразования

15. Выражения

15.1. Первичные выражения

15.2. Унарные операции

15.3. Мультипликативные операции

15.4. Аддитивные операции

15.5. Операции сдвига

15.6. Операции отношения

15.7. Операции равенства

15.8. Побитовая операция 'и'

15.9. Побитовая операция исключающего 'или'

15.10. Побитовая операция включающего 'или'

15.11. Логическая операция 'и'

15.12. Операция логического 'или'

15.13. Условная операция

15.14. Операция присваивания

15.15. Операция запятая

16. Описания

16.1. Спецификаторы класса памяти

16.2. Спецификаторы типа

16.3. Описатели

16.4. Смысл описателей

16.5. Описание структур и объединений

16.6. Инициализация

16.7. Имена типов

16.8. TYPEDEF

17. Операторы

17.1. Операторное выражение

17.2. Составной оператор (или блок)

17.3. Условные операторы

17.4. Оператор WHILE

17.5. Оператор DO

17.6. Оператор FOR

17.7. Оператор SWITCH

17.8. Оператор BREAK

17.9. Оператор CONTINUE

17.10. Оператор возврата

17.11. Оператор GOTO

17.12. Помеченный оператор

17.13. Пустой оператор

18. Внешние определения

18.1. Внешнее определение функции

18.2. Внешние определения данных

19. Правила, определяющие область действия

19.1. Лексическая область действия

19.2. Область действия внешних идентификаторов

20. Строки управления компилятором

20.1. Замена лексем

20.2. Включение файлов

20.3. Условная компиляция

21. Неявные описания

22. Снова о типах

22.1. Структуры и объединения

22.2. Функции

22.3. Массивы, указатели и индексация

22.4. Явные преобразования указателей

23. Константные выражения

24. Соображения о переносимости

25. Анахронизмы

26. Сводка синтаксических правил

26.1. Выражения

26.2. Описания

26.3. Операторы

26.4. Внешние определения

26.5. Препроцессор

27. Присваивание структуры

28. Тип перечисления

29. Таблица изображений непечатных символов языка “C”.

0.1. Введение.

Язык “C” является универсальным языком программирования. Он тесно связан с операционной системой “UNIX” , так как был развит на этой системе и так как “UNIX” и ее программное обеспечение написано на “C”. Сам язык , однако, не

связан с какой-либо одной операционной системой или машиной;

и хотя его называют языком системного программирования, так

как он удобен для написания операционных систем, он с равным

успехом использовался при написании больших вычислительных

программ, программ для обработки текстов и баз данных.

Язык “C” - это язык относительно “низкого уровня”. В

такой характеристике нет ничего оскорбительного; это просто

означает, что “C” имеет дело с объектами того же вида, что и

большинство ЭВМ, а именно, с символами, числами и адресами.

Они могут объединяться и пересылаться посредством обычных

арифметических и логических операций, осуществляемых реаль-

ными ЭВМ.

В языке “C” отсутствуют операции, имеющие дело непос-

редственно с составными объектами, такими как строки симво-

лов, множества, списки или с массивами, рассматриваемыми как

целое. Здесь, например, нет никакого аналога операциям PL/1,

оперирующим с целыми массивами и строками. Язык не предос-

тавляет никаких других возможностей распределения памяти,

кроме статического определения и механизма стеков, обеспечи-

ваемого локальными переменных функций; здесь нет ни

“куч”(HEAP), ни “сборки мусора”, как это предусматривается в

АЛГОЛЕ-68. Наконец, сам по себе “C” не обеспечивает никаких

возможностей ввода-вывода: здесь нет операторов READ или

WRITE и никаких встроенных методов доступа к файлам. Все эти

механизмы высокого уровня должны обеспечиваться явно вызыва-

емыми функциями.

Аналогично, язык “C” предлагает только простые, после-

довательные конструкции потоков управления: проверки, циклы,

группирование и подпрограммы, но не мультипрограммирование,

параллельные операции, синхронизацию или сопрограммы.

Хотя отсутствие некоторых из этих средств может выгля-

деть как удручающая неполноценность (“выходит, что я должен

обращаться к функции, чтобы сравнить две строки символов

?!”), но удержание языка в скромных размерах дает реальные

преимущества. Так как “C” относительно мал, он не требует

много места для своего описания и может быть быстро выучен.

Компилятор с “C” может быть простым и компактным. Кроме то-

го, компиляторы легко пишутся; при использовании современной

технологии можно ожидать написания компилятора для новой ЭВМ

за пару месяцев и при этом окажется, что 80 процентов прог-

раммы нового компилятора будет общей с программой для уже

существующих компиляторов. Это обеспечивает высокую степень

мобильности языка. Поскольку типы данных и стуктуры управле-

ния, имеющиеся в “C”, непосредственно поддерживаются боль-

шинством существующих ЭВМ, библиотека, необходимая во время

прогона изолированных программ, оказывается очень маленькой.

На PDP -11, например, она содержит только программы для

32-битового умножения и деления и для выполнения программ

ввода и вывода последовательностей. Конечно, каждая реализа-

ция обеспечивает исчерпывающую, совместимую библиотеку функ-

ций для выполнения операций ввода-вывода, обработки строк и

распределения памяти, но так как обращение к ним осуществля-

ется только явно, можно , если необходимо, избежать их вызо-

ва; эти функции могут быть компактно написаны на самом “C”.

·     8 -

Опять же из-за того , что язык “C” отражает возможности

современных компьютеров, программы на “C” оказываются доста-

точно эффективными, так что не возникает побуждения писать

вместо этого программы на языке ассемблера. Наиболее убеди-

тельным примером этого является сама операционная система

“UNIX”, которая почти полностью написана на “C”. Из 13000

строк программы системы только около 800 строк самого низко-

го уровня написаны на ассемблере. Кроме того, по существу

все прикладное программное обеспечение системы “UNIX” напи-

сано на “C”; подавляющее большинство пользователей системы

“UNIX”(включая одного из авторов этой книги) даже не знает

языка ассемблера PDP-11.

Хотя “C” соответствует возможностям многих ЭВМ, он не

зависит от какой-либо конкретной архитектуры машины и в силу

этого без особых усилий позволяет писать “переносимые” прог-

раммы, т.е. программы, которые можно пропускать без измене-

ний на различных аппаратных средствах. В наших кругах стал

уже традицией перенос программного обеспечения, разработан-

ного на системе “UNIX”, на системы ЭВМ: HONEYWELL, IBM и

INTERDATA. Фактически компиляторы с “C” и программное обес-

печение во время прогона программ на этих четырех системах,

по-видимому, гораздо более совместимы, чем стандартные вер-

сии фортрана американского национального института стандар-

тов (ANSI). Сама операционная система “UNIX” теперь работает

как на PDP-11, так и на INTERDATA 8/32. За исключением прог-

рамм, которые неизбежно оказываются в некоторой степени ма-

шинно-зависимыми, таких как компилятор, ассемблер и отлад-

чик. Написанное на языке “C” программное обеспечение иден-

тично на обеих машинах. Внутри самой операционной системы

Похожие работы

Анализ обыденного языка: общая характеристика направления

Скачать

48443

0

0

... основаниям. При этом философская абстракция языка оказывается неразрывно связана с основными темами и движениями философии в целом. Более конкретно, на ранние стадии традиционно рассматриваемого в рамках АФ анализа обыденного языка глубокое влияние оказала философия Дж. Э. Мура, особенно его учение о здравом смысле, согласно которому такие понятия, как «человек», «мир», «я», «внешний мир», « ...

Русский язык в современной Молдове

Скачать

43709

0

0

... и других странах СНГ, а также облегчение доступа к русской и мировой культуре и науке. Таким образом, судя по данным наших исследований, востребованность русского языка осталась в республике достаточно высокой. Многие представители современной молдавской молодежи продолжают, как их отцы и деды, тянуться к русской культуре, научным и техническим достижениям России. Русский язык остается языком ...

Неиндоевропейские языки

Скачать

39778

0

1

... рисуночное словесно-слоговое письмо). Памятники среднеэламского периода (14—12 вв. до н.э.) выполнены аккадской клинописью. Памятники новоэламского периода относятся к 8—6 вв. до н.э. Был официальным языком в персидском государстве Ахеменидов в 6—4 вв. предполагается, что он, подвергшись влиянию древнеперсидского, сохранился до раннего средневековья. 7. Бурушаски язык Язык бурушаски ( ...

Индоевропейские языки

Скачать

64931

0

0

... /диалект), скифский, согдийский, среднеперсидский, таджикский, таджриши (язык/диалект), талышский, татский, хорезмийский, хотаносакский, шугнано-рушанская группа языков, ягнобский, язгулямский и др. Они относятся к индоиранской ветви индоевропейских языков. Области распространения: Иран, Афганистан, Таджикистан, некоторые районы Ирака, Турции, Пакистана, Индии, Грузии, Российской Федерации. Общее ...