Презентация Управляющие инструкции. Указатели. Массивы. Лекция 6 онлайн

Содержание слайда: Управляющие инструкции. Указатели. Массивы. лекция 6

Содержание слайда: План лекции Управляющие инструкции Инструкции выбора if, switch Инструкции цикла for, while, do-while Инструкции перехода break, continue, goto и возврата return Указатели Понятие указателя Указатели в языке Си Операции над указателями Передача параметров функции по указателю Массивы Массивы в языке Си Связь массивов и указателей – генерация указателя Описание массива в языке Си Многомерные массивы Массивы и строковые константы

Содержание слайда: Классификация инструкций языка Си <инструкция> ::= <помеченная-инструкция> | <инструкция-выражение> | <составная-инструкция> | <инструкция-выбора> | <циклическая-инструкция> | <инструкция-перехода>

Содержание слайда: Инструкции выбора if, switch <инструкция-выбора> ::= 'if' '(' <выражение> ')' <инструкция> | 'if' '(' <выражение> ')' <инструкция> 'else' <инструкция> | 'switch' '(' <выражение> ')' <инструкция>

Содержание слайда: Инструкции выбора -- switch Инструкция switch имеет следующий вид switch (выражение) { case константное-выражение : инструкции case константное-выражение : инструкции ... default: инструкции } Текст default: инструкции может отсутствовать Порядок работы Вычисляется выражение в скобках, результат приводится к int Если значение совпадает со значением одного из выражений после case, то управление передаётся на первую инструкцию после соотв. двоеточия. Дальнейшая работа зависит от этих инструкций Иначе управление передается на первую инструкцию после default:

Содержание слайда: Операторы цикла (for, while, do-while) <циклическая-инструкция> ::= 'while' '(' <выражение> ')' <инструкция> | 'do' <инструкция> 'while' '(' <выражение> ')' | 'for' '(' [<выражение>] ';' [<выражение>] ';' [<выражение>] ')' <инструкция> В цикле for любое из выражений может отсутствовать

Содержание слайда: Оператор цикла while Цикл while исполняет инструкцию до тех пор, пока выражение не станет равно 0 while ( выражение ) инструкция выражение называется условием продолжения цикла инструкция называется телом цикла Значение выражение должно быть приводимым к типу int с помощью автоматических преобразований

Содержание слайда: Оператор цикла for Цикл for (в1; в2; в3) инструкция эквивалентен следующей последовательности инструкций с циклом while в1; while (в2) { инструкция в3; }

Содержание слайда: Оператор цикла do-while Цикл do инструкция while (в2); эквивалентен следующим инструкциям инструкция while (в2) инструкция

Содержание слайда: Duff’s Device send(to, from, count) // Tom Duff in November 1983 register short *to, *from; register count; { register n = (count + 7) / 8; switch(count % 8) { case 0: do { *to++ = *from++; // вариант: *to++ = *from++; case 7: *to++ = *from++; case 6: *to++ = *from++; case 5: *to++ = *from++; case 4: *to++ = *from++; case 3: *to++ = *from++; case 2: *to++ = *from++; case 1: *to++ = *from++; } while(--n > 0); } }

Содержание слайда: Операторы перехода и возврата break, continue, goto, return <инструкция-перехода> ::= 'goto' <идентификатор> ';' | 'continue ';' | 'break' ';' | 'return' [<выражение>] ';'

Содержание слайда: Операторы перехода и возврата break, continue, return continue ; Передаёт управление на проверку условия в while и do-while и на вычисление третьего выражения в for Разрешено только в операторах цикла break ; Передаёт управление на первый оператор после цикла или после оператора выбора Разрешено в циклах и в операторе выбора switch return выражение ; и return ; Завершает работу текущей функции и возвращает управление вызывающей функции выражение должно быть приводимым к типу результата функции с помощью стандартных преобразований

Содержание слайда: Операторы перехода и возврата goto goto идентификатор ; Передаёт управление на оператор, помеченный меткой идентификатор Рекомендуется передавать управление только вперёд про тексту программы Разрешено передавать управление из блока { } наружу за исключением выхода из функции Нет смысла (но не запрещено) передавать управление внутрь блока { } После такой передачи управления значения переменных, описанных внутри { }, неопределены идентификатор должен быть меткой инструкции

Содержание слайда: Управляющие инструкции Инструкции выбора if, switch Инструкции цикла for, while, do-while Инструкции перехода goto, break, continue и возврата return Указатели Понятие указателя Указатели в языке Си Операции над указателями Передача параметров функции по указателю Массивы Массивы в языке Си Связь массивов и указателей – генерация указателя Описание массива в языке Си Многомерные массивы Массивы и строковые константы

Содержание слайда: Понятие указателя Память ЭВМ делится на одинаковые ячейки -- байты Для обращения к ячейкам памяти процессор использует машинно-представимые целые числа без знака с максимальным числом битов – адреса Соответствие между адресами и ячейками памяти устанавливает ОС Программа, работающая под управлением ОС, не может изменить это соответствие, но может изменять значения в ячейках памяти Для программ память – линейный массив байтов Адреса, которым не соответствуют ячейки памяти, называются недоступными адресами или адресами недоступных ячеек памяти Адрес 0 является недоступным адресом по соглашению между программистами (в т.ч. авторами ОС) и разработчиками процессоров

Содержание слайда: Указатели в языке Си Указатель на (значения типа) T – это тип данных для работы с адресами значений типа Т "Указатель на Т" является составным типом от Т Составные типы получаются из простых типов char, int, и т.п. и других составных типов Тип "указатель на Т" записывается в как "Т*"

Содержание слайда: Указатели в языке Си -- примеры int *p; Указатель на int *p = 0 – ОК, p = 0 – OK const int *p; Указатель на const int *p = 0 – ошибка p = 0 – OK int *const p; Константа типа int* *p = 0 – OK p = 0 -- ошибка

Содержание слайда: Операции над указателями в Си NULL Константа NULL -- адрес 0, отличный от всех других адресов &my_var Результат – адрес первой из ячеек памяти, которые хранят значение переменной my_var *ptr_to_my_val Результат – значение, на которое указывает ptr_to_my_val Разыменование указателя ptr_to_my_struct->my_field Результат – значение поля my_field структуры или объединения *ptr_to_my_struct

Содержание слайда: Операции над указателями в Си ptr1 == ptr2, ptr1 != ptr2 Проверка равенства адресов ptr1 < ptr2, ptr1 <= ptr2, ptr1 > ptr2, ptr1 >= ptr2 Проверка взаимного расположения в памяти ячеек с адресами ptr1 и ptr2 ptr+N, N+ptr, ptr-N Результат -- адрес ячейки, находящейся справа (+) или слева (-) на расстоянии N*sizeof(*ptr) байтов от ячейки по адресу ptr Если ptr имеет тип void*, то ошибка компиляции

Содержание слайда: Операции над указателями в Си ptr1-ptr2 Результат -- расстояние между ячейками памяти по адресам ptr1 и ptr2, делённое на sizeof(*ptr1) Если ptr1 и ptr2 имеют разны тип, то ошибка Если ptr1 и ptr2 указывают не на элементы одного массива, то неопределённое поведение ptr[N], N[ptr] Сокращение для *(ptr+N) и *(N+ptr)

Содержание слайда: Операции над указателями в Си ptr1 = ptr2, ptr1 += N, ptr2 -= N Результат – ptr2 Побочный эффект – запись ptr2 в ptr1 до ближайшей точки следования Результат доступа к памяти через ptr1 может неопределён, если ptr1 и ptr2 имеют разные типы ptr++, ptr-- Результат равен ptr Побочный эффект ptr += 1 или ptr -= 1 до ближайшей точки следования ++ptr, --ptr Результат равен ptr+1 или ptr-1 Побочный эффект ptr += 1 или ptr -= 1 до ближайшей точки следования

Содержание слайда: Передача параметров функции по указателю Пусть функция f вызывает функцию g и пусть var_in_f – переменная, описанная в f Поскольку тело g не пересекается с телом f, переменная var_in_f Либо невидима в теле функции g Либо скрыта одноимённой переменной, описанной в g Функция g не может ни прочитать, ни изменить значение переменной var_in_f в стековом кадре функции f используя идентификатор var_in_f, НО Функция g имеет возможность изменить значение var_in_f в стековом кадре f, если f передаст g в качестве параметра указатель &var_in_f на значение переменной var_in_f в стековом кадре f

Содержание слайда: Передача параметров функции по указателю -- пример void my_swap_int(int x, int y) { int old_x = x; // five, two невидимы x = y; y = old_x; } int main(void) { int five = 5, two = 2; my_swap_int(five, two); // чему равно five? two? return 0; }

Содержание слайда: Передача параметров функции по указателю -- пример void my_swap_int(int *x, int *y) { int old_x = *x; *x = *y; *y = old_x; } int main(void) { int five = 5, two = 2; my_swap_int(&five, &two); return 0; }

Содержание слайда: Передача параметров функции по указателю -- пример void my_swap_int_ptr(int **px, int **py) { int *old_px = *px; *px = *py; *py = old_px; } int main(void) { int five=5, two=2, *pfive=&five, *ptwo=&two; my_swap_int_ptr(&pfive, &ptwo); // чему равно five? two? pfive? ptwo? return 0; }

Содержание слайда: Указатели и передача аргументов функциям void my_swap_int_ptr(const int **px, const int **py) { // Почему не int *const *px и не int **const px?? int *old_px = *px; *px = *py; *py = old_px; } int main(void) { int five=5, two=2, *pfive=&five, *ptwo=&two; my_swap_int_ptr(&pfive, &ptwo); return 0; }

Содержание слайда: Управляющие инструкции Инструкции выбора if, switch Инструкции цикла for, while, do-while Инструкции перехода goto, break, continue и возврата return Указатели Понятие указателя Указатели в языке Си Операции над указателями Передача параметров функции по указателю Массивы Массивы в языке Си Связь массивов и указателей – генерация указателя Описание массива в языке Си Многомерные массивы Массивы и строковые константы

Содержание слайда: Массивы в языке Си Массив из (значений типа) T длины N – это тип данных для работы с набором из N значений типа Т N должно быть известно на момент компиляции (С89) N должно быть известно на момент входа в блок, где описан массив (С99/С11) Массивы из Т являются составными от типа Т Для разных N и одного Т – разные типы Переменная A типа "массив из Т длины N" описывается Т A[N]; Без упоминания переменной -- Т (*)[N]

Содержание слайда: Массивы в языке Си Значения элементов массива хранятся в памяти последовательно по возрастанию адресов Для А массива, описанного как Т A[N], верно sizeof(A)==sizeof(T)*N==sizeof(A[0])*N Элементы массива длины N нумеруются от 0 до N-1

Содержание слайда: Связь массивов и указателей -- генерация указателя "Массивов в языке Си нет" (с) Генерацией указателя называется замена выражения A типа "массив из Т" на неизменяемый указатель на A[0] Компилятор Си выполняет генерацию указателя всюду, где выражение типа массив не является операндом следующих операций Унарные & и sizeof ОК, ожидаемый результат Унарные ++, --, левый операнд операций присваивания Ошибка компиляции – почему? Левый операнд операции . (точка) Ошибка компиляции – почему?

Содержание слайда: Операции над массивами Генерация указателя позволяет выполнять над массивами те же операции, что и над указателями, кроме операций с побочным эффектом по отношению к операнду типа массив Унарные ++, -- Операции присваивания, где массив -- левый операнд

Содержание слайда: Описание массива в языке Си T A[N]; Массив A из значений типа Т длины N T A[N] = { И_0, И_1, ..., И_X }; Массив A из значений типа Т длины N X <= N-1 A[К] инициализируется с помощью И_К, К=0, …, X Память, отведённая под A[X+1], …, A[N-1], заполняется байтом 0 X > N-1 – ошибка компиляции T A[] = { И_0, И_1, ..., И_X }; Массив A из значений типа Т длины X+1 A[k] инициализируется с помощью И_k, k=0, …, X

Содержание слайда: Многомерные массивы Массив из T, где Т – массив, называется многомерным массивом Примеры описания многомерных массивов int A[10][100]; Массив из 10 массивов из 100 int int A[2][2] = {{0, 1}, {2, 3}}; Массив из 2 массивов из 2 int A[0][0] = 0, A[0][1] = 1, A[1][0] = 2, A[1][1] = 3

Содержание слайда: Многомерные массивы -- примеры int A[2][3]; A[0] имеет тип int (*)[3] A[0][0] имеет тип int sizeof(A) = sizeof(A[0])*2 sizeof(A[0]) = sizeof(A[0][0])*3

Содержание слайда: Массивы и строковые константы Значением строковой константы длины N является инициализированный безымянный массив из N+1 char Для инициализации массива берутся последовательные символы из записи строковой константы После последнего символа из записи строковой константы берётся один символ '\0' Значения строковых констант хранятся в памяти глобальных пременных Значение строковой константы может начинаться или заканчиваться в середине значения другой строковой конст.

Содержание слайда: Массивы и строковые константы -- пример char my_str [] = "1234567890"; // sizeof(my_str) == 11 // эквивалентно // char my_str [] = // {'1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', '0', '\0'}; Чему равно "1234"[0] ? "1234"[4] ? char *p = "1234"; "1234"[0] = 'A'; // значения строковых констант // могут занимать одни и те же ячейки памяти // p[0] равно либо 'A', либо '1'

Содержание слайда: Заключение Управляющие инструкции Инструкции выбора if, switch Инструкции цикла for, while, do-while Инструкции перехода goto, break, continue и возврата return Указатели Понятие указателя Указатели в языке Си Операции над указателями Передача параметров функции по указателю Массивы Массивы в языке Си Связь массивов и указателей – генерация указателя Описание массива в языке Си Многомерные массивы Массивы и строковые константы