Язык Си - руководство для начинающих - M. УЭИТ

/* обмен1 */

main( )

{

int х = 5, у = 10;

printf(" Вначале х = %d  и у = %d.n" , х, у);

interchange(x, у);

prinlf(" Теперь х = %d и у = %d.n" , х, у);

}

interchangce(u, v) int u, v;

{

int temp;

temp = u;

u = v;

v = temp;

}

Попробуем выполнить эту программу. Результаты будут выглядеть следующим образом:

Вначале х = 5 и у = 10.

Теперь х = 5 и у = 10.

Не может быть! Значения переменных не поменялись местами! Вставим в программу interchange( ) несколько операторов печати, чтобы понять причину допущенной ошибки.

/* обмен2 */

main( )

{

int х = 5, у = 10;

printf(" Вначале х = %d и у = %d.n", х,у);

interchange(x, у);

printf(" Теперь х = %d и у = %d.n", х, у);

}

 interchange(u, v)

int u, v;

{

 int temp;

printf(" Вначалеu = %d иv = %d.n",  u, v);

temp = u;u = v;v = temp;

printf(" Теперь u = %d и  v = %d.n", u, v);

}

Результат работы этой программы выглядит так:

Вначале x  = 5 и y = 10.

Вначале u  = 5 и v = 10.

Вначале u  = 10 и  v = 5.

Вначале x  = 5 и y = 10.

Отсюда видно, что ничего неправильного в работе функции interchange( ) нет; она осуществляет обмен значениями между переменными u и v. Проблема состоит в передаче результатов обратно в функцию main( ). Как мы уже указывали, функции interchange( ) и main() используют различные переменные, поэтому обмен значениями между переменными u и v не оказывает никакого влияния на х и у! А нельзя ли каким-то образом воспользоваться оператором return? Мы могли бы, конечно, завершить тело функции interchange( ) строкой

return(u);

и изменить форму вызова в функции main( ) следующим образом:

х = interchange(x, у);

В результате такого обращения к функции переменная х получит новое значение, но у при этом не изменится.

     С помощью оператора return в вызывающую программу можно передать только одну величину. Но нам нужно передать две величины. Это оказывается вполне осуществимым! Для этого нужно лишь воспользоваться "указателями".

Указатели: первое знакомство

     Указатели? Что это такое? Вообще говоря, указатель - некоторое символическое представление адреса. Например, ранее мы воспользовались операцией получения адреса для нахождения адреса переменной pooh. В данном случае &pooh означает "указатель на переменную pooh". Фактический адрес - это число (в нашем случае 56002), а символическое представление адреса &pooh является константой типа указатель. После всего сказанного выше становится очевидным, что адрес ячейки, отводимой переменной pooh, в процессе выполнения программы не меняется.

     В языке Си имеются и переменные типа указатель. Точно так же как значением переменной типа char является символ, а значением переменной типа int - целое число, значением переменной типа указатель служит адрес некоторой величины. Если мы дадим указателю имя ptr, то сможем написать, например, такой оператор

ptr = &pooh;  /* присваивает адрес pooh переменной ptr */

Мы говорим в этом случае, что ptr "указывает на" pooh. Различие между двумя формами записи: ptr и &pooh, заключается в том, что ptr - это переменная, в то время как &pooh - константа. В случае необходимости мы можем сделать так, чтобы переменная ptr указывала на какой-нибудь другой объект:

ptr = &bah; /* ptr указывает на bah, а не на pooh */

Теперь значением переменной ptr является адрес переменной bah.

Операция косвенной адресации: *

     Предположим, мы знаем, что в переменной ptr содержится ссылка на переменную bah. Тогда для доступа к значению этой переменной можно воспользоваться операцией "косвенной адресации" (*). (Не путайте эту унарную операцию косвенной адресации с бинарной операцией умножения *).

val = *ptr;  /* определение значения, на которое указывает ptr */

Последние два оператора, взятые вместе, эквивалентны следующему:

val = bah;

Использование операций получения адреса и косвенной адресации оказывается далеко не прямым путем к результату; отсюда и появление слова "косвенная" в названии операции.  

Резюме: операции, связанные с указателями

I. Операция получения адреса &

     Когда за этим знаком следует имя переменной, результатом операции является адрес указанной переменной.

Пример:

&nurse     дает адрес переменной nurse.

II. Операция косвенной адресации

*     Когда за этим таком следует указатель на переменную, результатом операции является величнна, помещенная и ячейку с указанным адресом.

Пример:

nurse = 22;pir = &nurse; /* указатель на nurse */ val = *ptr;

Результатом выполнения этого фрагмента является присваивание значения 22 переменной val.

Описание указателей

     Мы знаем, как описывать переменные типа int и других типов. Но как описать переменную типа "указатель"? На первый взгляд это можно сделать так:

pointer ptr;       /* неправильный способ описания указателя */

Почему нельзя использовать такую запись? Потому что недостаточно сказать, что некоторая переменная является указателем. Кроме этого, необходимо сообщить еще, на переменную какого типа ссылается данный указатель! Причина заключается в том, что переменные разных типов занимают различное число ячеек, в то время как для некоторых операций, связанных с указателями, требуется знать объем отведенной памяти. Ниже приводятся примеры правильного описания указателей:

int *pi;             /* указатель на переменную типа целого */

char *рс;              /* указатель на символьную переменную */

float *pf, *pg;        /* указатели на переменные с плавающей точкой */

Спецификация типа задает тип переменной, на которую ссылается указатель, а символ звездочка (*) определяет саму переменную как указатель. Описание вида int *pi; говорит, что pi - это указатель и что *pi - величина типа int.

РИС. 9.5. Описание и использование указателей.

Точно так же величина (*рс), на которую ссылается переменна рс, имеет тип char. Что можно сказать о самой переменной рс? Мы считаем, что она имеет тип "указатель на переменную типа char". Ее величина, являющаяся адресом,- это целое число без знака, поэтому при выводе на печать значения переменной рс мы будем пользоваться форматом %u.

Использование указателей для связи между функциями

     Мы только прикоснулись к обширному и увлекательному миру указателей. Сейчас нашей целью является использование указателей для решения задачи об установлении связи между функциями. Ниже приводится программа, в которой указатели служат средством, обеспечивающим правильную работу функции, которая осуществляет обмен значениями переменных. Посмотрим, как она выглядит, выполним ее, а затем попытаемся понять, как она работает.

/* обмен3 */                                            

main( )

{

int x = 5, у = 10;

printf(" Вначале x = %d и у = %d.n" , x, у);

interchange(&x,&y); /* передача адресов функции */

printf(" Теперь x = %d и у = %d.n", x, у);

}

interchange(u, v)

int *u, *v; /* u и v являются указателями */

{

int temp; 

temp = *u; /* temp присваивается значение, на которое указывает u */

*u = *v;

*v = temp;

}

После всех встретившихся трудностей, проверим, работает ли этот вариант 1

Вначале x = 5 и y = 10.

Теперь x = 10 и y = 5.

Да программа работает. Посмотрим, как она работает. Во-первых, теперь вызов функции выглядит следующим образом:

interchange(&x, &y);