IF-ELSE условное выражение.
2.12. Старшинство и порядок вычисления
В приводимой ниже таблице сведены правила старшинства и ас-
социативности всех операций, включая и те, которые мы еще не
обсуждали. Операции, расположенные в одной строке, имеют
один и тот же уровень старшинства; строки расположены в по-
рядке убывания старшинства. Так, например, операции *, / и %
имеют одинаковый уровень старшинства, который выше, чем уро-
вень операций + и -.
OPERATOR ASSOCIATIVITY
() [] -> . LEFT TO RIGHT
! \^ ++ -- - (TYPE) * & SIZEOF RIGHT TO LEFT
* / % LEFT TO RIGHT
+ - LEFT TO RIGHT
<< >> LEFT TO RIGHT
< <= > >= LEFT TO RIGHT
== != LEFT TO RIGHT
& LEFT TO RIGHT
^ LEFT TO RIGHT
\! LEFT TO RIGHT
&& LEFT TO RIGHT
\!\! LEFT TO RIGHT
?: RIGHT TO LEFT
= += -= ETC. RIGHT TO LEFT
, (CHAPTER 3) LEFT TO RIGHT
Операции -> и . Используются для доступа к элементам струк-
тур; они будут описаны в главе 6 вместе с SIZEOF (размер
объекта). В главе 5 обсуждаются операции * (косвенная адре-
сация) и & (адрес).
Отметим, что уровень старшинства побитовых логических опера-
ций &, ^ и э ниже уровня операций == и !=. Это приводит к
тому, что осуществляющие побитовую проверку выражения, по-
добные
IF ((X & MASK) == 0) ...
Для получения правильных результатов должны заключаться в
круглые скобки.
Как уже отмечалось ранее, выражения, в которые входит
одна из ассоциативных и коммутативных операций (*, +, &, ^,
э), могут перегруппировываться, даже если они заключены в
круглые скобки. В большинстве случаев это не приводит к ка-
ким бы то ни было расхождениям; в ситуациях, где такие рас-
хождения все же возможны, для обеспечения нужного порядка
вычислений можно использовать явные промежуточные перемен-
ные.
В языке "C", как и в большинстве языков, не фиксируется
порядок вычисления операндов в операторе. Например в опера-
торе вида
X = F() + G();
сначала может быть вычислено F, а потом G, и наоборот; поэ-
тому, если либо F, либо G изменяют внешнюю переменную, от
которой зависит другой операнд, то значение X может зависеть
от порядка вычислений. Для обеспечения нужной последователь-
ности промежуточные результаты можно опять запоминать во
временных переменных.
Подобным же образом не фиксируется порядок вычисления
аргументов функции, так что оператор
PRINTF("%D %D\N",++N,POWER(2,N));
может давать (и действительно дает) на разных машинах разные
результаты в зависимости от того, увеличивается ли N до или
после обращения к функции POWER. Правильным решением, конеч-
но, является запись
++N;
PRINTF("%D %D\N",N,POWER(2,N));
Обращения к функциям, вложенные операции присваивания,
операции увеличения и уменьшения приводят к так называемым
"побочным эффектам" - некоторые переменные изменяются как
побочный результат вычисления выражений. В любом выражении,
в котором возникают побочные эффекты, могут существовать
очень тонкие зависимости от порядка, в котором определяются
входящие в него переменные. примером типичной неудачной си-
туации является оператор
A[I] = I++;
Возникает вопрос, старое или новое значение I служит в ка-
честве индекса. Компилятор может поступать разными способами
и в зависимости от своей интерпретации выдавать разные ре-
зультаты. Тот случай, когда происходят побочные эффекты
(присваивание фактическим переменным), - оставляется на ус-
мотрение компилятора, так как наилучший порядок сильно зави-
сит от архитектуры машины.
Из этих рассуждений вытекает такая мораль: написание
программ, зависящих от порядка вычислений, является плохим
методом программирования на любом языке. Конечно, необходимо
знать, чего следует избегать, но если вы не в курсе, как не-
которые вещи реализованы на разных машинах, это неведение
может предохранить вас от неприятностей. (Отладочная прог-
рамма LINT укажет большинство мест, зависящих от порядка вы-
числений.
* 3. Поток управления *
Управляющие операторы языка определяют порядок вычисле-
ний. В приведенных ранее примерах мы уже встречались с наи-
более употребительными управляющими конструкциями языка "C";
здесь мы опишем остальные операторы управления и уточним
действия операторов, обсуждавшихся ранее.
3.1. Операторы и блоки
Такие выражения, как X=0, или I++, или PRINTF(...),
становятся операторами, если за ними следует точка с запя-
той, как, например,
X = 0;
I++;
PRINTF(...);
В языке "C" точка с запятой является признаком конца опера-
тора, а не разделителем операторов, как в языках типа алго-
ла.
Фигурные скобки /( и /) используются для объединения
описаний и операторов в составной оператор или блок, так что
они оказываются синтаксически эквивалентны одному оператору.
Один явный пример такого типа дают фигурные скобки, в кото-
рые заключаются операторы, составляющие функцию, другой -
фигурные скобки вокруг группы операторов в конструкциях IF,
ELSE, WHILE и FOR.(на самом деле переменные могут быть опи-
саны внутри любого блока; мы поговорим об этом в главе 4).
Точка с запятой никогда не ставится после первой фигурной
скобки, которая завершает блок.
3.2. IF - ELSE
Оператор IF - ELSE используется при необходимости сде-
лать выбор. Формально синтаксис имеет вид
IF (выражение)
оператор-1
ELSE
оператор-2,
Где часть ELSE является необязательной. Сначала вычисля-
ется выражение; если оно "истинно" /т.е. значение выражения
отлично от нуля/, то выполняется оператор-1. Если оно ложно
/значение выражения равно нулю/, и если есть часть с ELSE,
то вместо оператора-1 выполняется оператор-2.
Так как IF просто проверяет численное значение выраже-
ния, то возможно некоторое сокращение записи. Самой очевид-
ной возможностью является запись
IF (выражение)
вместо
IF (выражение !=0)
иногда такая запись является ясной и естественной, но време-
нами она становится загадочной.
То, что часть ELSE в конструкции IF - ELSE является нео-
бязательной, приводит к двусмысленности в случае, когда ELSE
опускается во вложенной последовательности операторов IF.
Эта неоднозначность разрешается обычным образом - ELSE свя-
зывается с ближайшим предыдущим IF, не содержащим ELSE.
Например, в
IF ( N > 0 )
IF( A > B )
Z = A;
ELSE
Z = B;
конструкция ELSE относится к внутреннему IF, как мы и пока-
зали, сдвинув ELSE под соответствующий IF. Если это не то,
что вы хотите, то для получения нужного соответствия необхо-
димо использовать фигурные скобки:
IF (N > 0) {
IF (A > B)
Z = A;
}
ELSE
Z = B;
Tакая двусмысленность особенно пагубна в ситуациях типа
IF (N > 0)
FOR (I = 0; I < N; I++)
IF (S[I] > 0) {
PRINTF("...");
RETURN(I);
}
ELSE /* WRONG */
PRINTF("ERROR - N IS ZERO\N");
Запись ELSE под IF ясно показывает, чего вы хотите, но ком-
пилятор не получит соответствующего указания и свяжет ELSE с
внутренним IF. Ошибки такого рода очень трудно обнаруживают-
ся.
Между прочим, обратите внимание, что в
IF (A > B)
Z = A;
ELSE
Z = B;
после Z=A стоит точка с запятой. Дело в том, что согласно
грамматическим правилам за IF должен следовать оператор, а
выражение типа Z=A, являющееся оператором, всегда заканчива-
ется точкой с запятой.
3.3. ELSE - IF
Конструкция
IF (выражение)
оператор
ELSE IF (выражение)
оператор
ELSE IF (выражение)
оператор
ELSE
оператор
встречается настолько часто, что заслуживает отдельного
краткого рассмотрения. Такая последовательность операторов
IF является наиболее распространенным способом программиро-
вания выбора из нескольких возможных вариантов. выражения
просматриваются последовательно; если какое-то выражение
оказывается истинным,то выполняется относящийся к нему опе-
ратор, и этим вся цепочка заканчивается. Каждый оператор мо-
жет быть либо отдельным оператором, либо группой операторов
в фигурных скобках.
Последняя часть с ELSE имеет дело со случаем, когда ни
одно из проверяемых условий не выполняется. Иногда при этом
не надо предпринимать никаких явных действий; в этом случае
хвост
ELSE
оператор
может быть опущен, или его можно использовать для контроля,
чтобы засечь "невозможное" условие.
Для иллюстрации выбора из трех возможных вариантов при-
ведем программу функции, которая методом половинного деления
определяет, находится ли данное значение х в отсортированном
массиве V. Элементы массива V должны быть расположены в по-
рядке возрастания. Функция возвращает номер позиции (число
между 0 и N-1), в которой значение х находится в V, и -1,
если х не содержится в V.
BINARY(X, V, N) /* FIND X IN V[0]...V[N-1] */
INT X, V[], N;
{
INT LOW, HIGH, MID;
LOW = 0;
HIGH = N - 1;
WHILE (LOW <= HIGH) {
MID = (LOW + HIGH) / 2;
IF (X < V[MID])
HIGH = MID - 1;
ELSE IF (X > V[MID])
LOW = MID + 1;
ELSE /* FOUND MATCH */
RETURN(MID);
}
RETURN(-1);
}
Основной частью каждого шага алгоритма является провер-
ка, будет ли х меньше, больше или равен среднему элементу
V[MID]; использование конструкции ELSE - IF здесь вполне ес-
тественно.
3.4. Переключатель
Оператор SWITCH дает специальный способ выбора одного из
многих вариантов, который заключается в проверке совпадения
значения данного выражения с одной из заданных констант и
соответствующем ветвлении. В главе 1 мы привели программу
подсчета числа вхождений каждой цифры, символов пустых про-
межутков и всех остальных символов, использующую последова-
тельность IF...ELSE IF...ELSE. Вот та же самая программа с
переключателем.
MAIN() /* COUNT DIGITS,WHITE SPACE, OTHERS */
{
INT C, I, NWHITE, NOTHER, NDIGIT[10];
NWHITE = NOTHER = 0;
FOR (I = 0; I < 10; I++)
NDIGIT[I] = 0;
WHILE ((C = GETCHAR()) != EOF)
SWITCH (C) {
CASE '0':
CASE '1':
CASE '2':
CASE '3':
CASE '4':
CASE '5':
CASE '6':
CASE '7':
CASE '8':
CASE '9':
NDIGIT[C-'0']++;
BREAK;
CASE ' ':
CASE '\N':
CASE '\T':
NWHITE++;
BREAK;
DEFAULT :
NOTHER++;
BREAK;
}
PRINTF("DIGITS =");
FOR (I = 0; I < 10; I++)
PRINTF(" %D", NDIGIT[I]);
PRINTF("\NWHITE SPACE = %D, OTHER = %D\N",
NWHITE, NOTHER);
Переключатель вычисляет целое выражение в круглых скоб-
ках (в данной программе - значение символа с) и сравнивает
его значение со всеми случаями (CASE). Каждый случай должен
быть помечен либо целым, либо символьной константой, либо
константным выражением. Если значение константного выраже-
ния, стоящего после вариантного префикса CASE, совпадает со
значением целого выражения, то выполнение начинается с этого
случая. Если ни один из случаев не подходит, то выполняется
оператор после префикса DEFAULT. Префикс DEFAULT является
необязательным ,если его нет, и ни один из случаев не подхо-
дит, то вообще никакие действия не выполняются. Случаи и вы-
бор по умолчанию могут располагаться в любом порядке. Все
случаи должны быть различными.
Оператор BREAK приводит к немедленному выходу из перек-
лючателя. Поскольку случаи служат только в качестве меток,
то если вы не предпримите явных действий после выполнения
операторов, соответствующих одному случаю, вы провалитесь на
следующий случай. Операторы BREAK и RETURN являются самым
обычным способом выхода из переключателя. Как мы обсудим
позже в этой главе, оператор BREAк можно использовать и для
