Поля

6.7. Поля.

Когда вопрос экономии памяти становится очень существен-

ным, то может оказаться необходимым помещать в одно машинное

слово несколько различных объектов; одно из особенно расп-

росраненных употреблений - набор однобитовых признаков в

применениях, подобных символьным таблицам компилятора. внеш-

не обусловленные форматы данных, такие как интерфейсы аппа-

ратных средств также зачастую предполагают возможность полу-

чения слова по частям.

Представьте себе фрагмент компилятора, который работает

с символьной таблицей. С каждым идентификатором программы

связана определенная информация, например, является он или

нет ключевым словом, является ли он или нет внешним и/или

статическим и т.д. Самый компактный способ закодировать та-

кую информацию - поместить набор однобитовых признаков в от-

дельную переменную типа CHAR или INT.

Обычный способ, которым это делается, состоит в опреде-

лении набора “масок”, отвечающих соответствущим битовым по-

зициям, как в

#DEFINE KEYWORD 01

#DEFINE EXTERNAL 02

#DEFINE STATIC 04

(числа должны быть степенями двойки). Тогда обработка битов

сведется к “жонглированию битами” с помощью операций сдвига,

маскирования и дополнения, описанных нами в главе 2.

Некоторые часто встречающиеся идиомы:

FLAGS \!= EXTERNAL \! STATIC;

включает биты EXTERNAL и STATIC в FLAGS, в то время как

FLAGS &= \^(еXTERNAL \! STATIC);

·    
146 -

их выключает, а

IF ((FLAGS & (EXTERNAL \! STATIC)) == 0) ...

истинно, если оба бита выключены.

Хотя этими идиомами легко овладеть, язык “C” в качестве

альтернативы предлагает возможность определения и обработки

полей внутри слова непосредственно, а не посредством побито-

вых логических операций. Поле - это набор смежных битов

внутри одной переменной типа INT. Синтаксис определения и

обработки полей основывается на структурах. Например, сим-

вольную таблицу конструкций #DEFINE, приведенную выше, можно

бы было заменить определением трех полей:

STRUCT \(

UNSIGNED IS_KEYWORD : 1;

UNSIGNED IS_EXTERN : 1;

UNSIGNED IS_STATIC : 1;

\) FLAGS;

Здесь определяется переменная с именем FLAGS, которая содер-

жит три 1-битовых поля. Следующее за двоеточием число задает

ширину поля в битах. Поля описаны как UNSIGNED, чтобы под-

черкнуть, что они действительно будут величинами без знака.

На отдельные поля можно ссылаться, как FLAGS.IS_STATIE,

FLAGS. IS_EXTERN, FLAGS.IS_KEYWORD И т.д., то есть точно так

же, как на другие члены структуры. Поля ведут себя подобно

небольшим целым без знака и могут участвовать в арифметичес-

ких выражениях точно так же, как и другие целые. Таким обра-

зом, предыдущие примеры более естественно переписать так:

FLAGS.IS_EXTERN = FLAGS.IS_STATIC = 1;

для включения битов;

FLAGS.IS_EXTERN = FLAGS.IS_STATIC = 0;

для выключения битов;

IF (FLAGS.IS_EXTERN == 0 &&FLAGS.IS_STATIC == 0)...

для их проверки.

Поле не может перекрывать границу INT; если указанная

ширина такова, что это должно случиться, то поле выравнива-

ется по границе следующего INT. Полям можно не присваивать

имена; неименованные поля (только двоеточие и ширина) ис-

пользуются для заполнения свободного места. Чтобы вынудить

выравнивание на границу следующего INT, можно использовать

специальную ширину 0.

·     147 -

При работе с полями имеется ряд моментов, на которые

следует обратить внимание. По-видимому наиболее существенным

является то, что отражая природу различных аппаратных сред-

ств, распределение полей на некоторых машинах осуществляется

слева направо, а на некоторых справа налево. Это означает,

что хотя поля очень полезны для работы с внутренне опреде-

ленными структурами данных, при разделении внешне определяе-

мых данных следует тщательно рассматривать вопрос о том, ка-

кой конец поступает первым.

Другие ограничения, которые следует иметь в виду: поля

не имеют знака; они могут храниться только в переменных типа

INT (или, что эквивалентно, типа UNSIGNED); они не являются

массивами; они не имеют адресов, так что к ним не применима

операция &.

6.8. Объединения.

Oбъединения - это переменная, которая в различные момен-

ты времени может содержать объекты разных типов и размеров,

причем компилятор берет на себя отслеживание размера и тре-

бований выравнивания. Объединения представляют возможность

работать с различными видами данных в одной области памяти,

не вводя в программу никакой машинно-зависимой информации.

В качестве примера, снова из символьной таблицы компиля-

тора, предположим, что константы могут быть типа INT , FLOAT

или быть указателями на символы. значение каждой конкретной

константы должно храниться в переменной соотвествующего ти-

па, но все же для управления таблицей самым удобным было бы,

если это значение занимало бы один и тот же объем памяти и

хранилось в том же самом месте независимо от его типа. это и

является назначением объединения - выделить отдельную пере-

менную, в которой можно законно хранить любую одну из пере-

менных нескольких типов. Как и в случае полей, синтаксис ос-

новывается на структурах.

UNION U_TAG \(

INT IVAL;

FLOAT FVAL;

CHAR *PVAL;

\) UVAL;

Переменная UVAL будет иметь достаточно большой размер,чтобы

хранить наибольший из трех типов, независимо от машины, на

которой осуществляется компиляция, - программа не будет за-

висить от характеристик аппаратных средств. Любой из этих

трех типов может быть присвоен UVAR и затем использован в

выражениях, пока такое использование совместимо: извлекаемый

тип должен совпадать с последним помещенным типом. Дело

программиста - следить за тем, какой тип хранится в объеди-

нении в данный момент; если что-либо хранится как один тип,

а извлекается как другой, то результаты будут зависеть от

используемой машины.

·     149 -

Синтаксически доступ к членам объединения осуществляется

следующим образом:

имя объединения.член

или

указатель объединения ->член

то есть точно так же, как и в случае структур. если для отс-

леживания типа, хранимого в данный момент в UVAL, использу-

ется переменная UTYPE, то можно встретить такой участок

программы:

IF (UTYPE == INT)

PRINTF(“%D\N”, UVAL.IVAL);

ELSE IF (UTYPE == FLOAT)

PRINTF(“%F\N”, UVAL.FVAL);

ELSE IF (UTYPE == STRING)

PRINTF(“%S\N”, UVAL.PVAL);

ELSE

PRINTF(“BAD TYPE %D IN UTYPE\N”, UTYPE);

Объединения могут появляться внутри структур и массивов

и наоборот. Запись для обращения к члену объединения в

структуре (или наоборот) совершенно идентична той, которая

используется во вложенных структурах. например, в массиве

структур, определенным следующим образом

STRUCT \(

CHAR *NAME;

INT FLAGS;

INT UTYPE;

UNION \(

INT IVAL;

FLOAT FVAL;

CHAR *PVAL;

\) UVAL;

\) SYMTAB[NSYM];

на переменную IVAL можно сослаться как

SYMTAB[I].UVAL.IVAL

а на первый символ строки PVAL как

*SYMTAB[I].UVAL.PVAL

В сущности объединение является структурой, в которой все

члены имеют нулевое смещение. Сама структура достаточно ве-

лика, чтобы хранить “самый широкий” член, и выравнивание

пригодно для всех типов, входящих в объединение. Как и в

случае структур, единственными операциями, которые в настоя-

щее время можно проводить с объединениями, являются доступ к

·     150 -

члену и извлечение адреса; объединения не могут быть присво-

ены, переданы функциям или возвращены ими. указатели объеди-

нений можно использовать в точно такой же манере, как и ука-

затели структур.

Программа распределения памяти, приводимая в главе 8 ,

показывает, как можно использовать объединение, чтобы сде-

лать некоторую переменную выровненной по определенному виду

границы памяти.

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 ...