Стивен Прата - Язык программирования C. Лекции и упражнения (6-е изд.) 2015

Препроцессор и библиотека С 711

Ниже показаны результаты пробного запуска:

возвращаемое значение sum(3, 1.1, 2.5, 13.3): 16.9

возвращаемое значение sum (6, 1.1, 2.1, 13.1, 4.1, 5.1, 6.1): 31.6

Проверив вычисления, вы обнаружите, что функция sum() сложила три числа при первом вызове и шесть чисел — при втором.

В общем случае, функции с переменным числом аргументов сложнее в использовании по сравнению с макросами такого рода, но имеют более широкий диапазон применений.

Ключевые понятия

Стандарте не просто описывает язык С; он определяет пакет, состоящий из языка С, препроцессора С и стандартной библиотеки С. Препроцессор позволяет выполнить подготовительные действия перед компиляцией, указывая необходимые подстановки, выбирая строки кода, подлежащие компиляции, а также устанавливая другие аспекты поведения компилятора. Библиотека С расширяет возможности языка и предоставляет готовые решения для многих задач программирования.

Резюме

Препроцессор С и библиотека С представляют собой два важных дополнения языка С. Препроцессор С, следуя специальным директивам, нужным образом подстраивает исходный код перед его компиляцией. Библиотека С предоставляет множество функций, предназначенных для содействия в решении таких задач, как ввод, вывод, операции с файлами, управление памятью, сортировка и поиск, математические вычисления, обработка строк и множество других. В разделе V приложения Б содержит ся полный список функций библиотеки ANSI С.

712 глава 16

Вопросы для самоконтроля

Ответы на вопросы для самоконтроля приведены в приложении А.

1. Ниже приведены группы из одного или нескольких макросов, сопровождаемые строками кода, в которых они используются. Каким будет результат выполнения кода в каждом случае? Является ли код допустимым? (Предполагается, что переменные были объявлены.)

а. #define FPM 5280 /* футов в миле */

dist = FPM * miles;

б. #define FEET 4

#define POD FEET + FEET plort = FEET * POD;

B. #define SIX = 6; nex = SIX;

г #define NEW(X) X + 5 у = NEW(у);

berg = NEW(berg) * lob; est = NEW(berg) / NEW(y); nilp = lob * NEW(-berg);

2. Исправьте определение в части г) вопроса 1, чтобы сделать код более надежным.

3. Определите функциональный макрос, который возвращает меньшее из двух значений.

4. Определите макрос EVEN_GT (X, Y), который возвращает значение 1, если X является четным, а также больше Y.

5. Определите функциональный макрос, который выводит представления и значения двух целочисленных выражений. Например, он может выводить строку

3+4=7и4*12=48

если аргументами являются выражения 3 + 4и4*12.

6. Напишите операторы #def ine для достижения следующих целей.

а. Создайте именованную константу со значением 25.

б. Обеспечьте, чтобы идентификатор SPACE представлял символ пробела.

в. Обеспечьте, чтобы макрос PS() выводил символ пробела.

г. Обеспечьте, чтобы макрос BIG (X) представлял сложение 3 и X.

д. Обеспечьте, чтобы макрос SUMSQ (X, Y) представлял сумму квадратов X и Y.

7. Определите макрос, который выводит имя, значение и адрес переменной int в следующем формате:

имя: fop; значение: 23; адрес: ff46016

8. Предположим, что имеется блок кода, который необходимо пропустить во время тестирования программы. Как это сделать без удаления этого блока кода из файла?

9. Напишите фрагмент кода, который выводит дату обработки препроцессором, если макрос PR DATE определен.

Препроцессор и библиотека С 713

10. При обсуждении встраиваемых функций были показаны три разных версии функции square(). Чем они отличаются друг от друга в плане поведения?

11. Создайте макрос, используя выражение обобщенного выбора, которое оценивается в строку "boolean", если аргумент макроса имеет тип Bool, и в строку "not boolean" в противном случае.

12. Что неправильно в следующей программе?

#include

int main(int argc, char argv[])

{

printf("Квадратный корень из %f равен %f\n", argv[l], sqrt(argv[1]) );

}

13. Предположим, что scores — это массив из 1000 значений int, которые требуют сортировки в порядке убывания, а также, что вы используете функцию сортировки qsort() и функцию сравнения по имени comp().

а. Как правильно вызвать qsort() ?

б. Какое определение подойдет для comp() ?

14. Предположим, что datal — это массив из 100 значений double, a data2 — массив из 300 значений double.

а. Напишите вызов функции memcpy(), который скопирует первые 100 элементов data2 в datal.

б. Напишите вызов функции memcpy(), который скопирует последние 100 элементов data2 в datal.

Упражнения по программированию

1. Начните разработку заголовочного файла с определениями препроцессора, которые вы хотите использовать.

2. Гармоническое среднее двух чисел получается путем вычисления среднего от инверсий этих чисел с последующим инвертированием результата. Воспользуйтесь директивой #define для определения функционального макроса, который выполняет эту операцию. Напишите простую программу для тестирования этого макроса.

3. В полярной системе координат вектор описывается модулем и углом с осью х в направлении против часовой стрелки. В прямоугольной системе координат тот же вектор описывается составляющими х и у (рис. 16.3). Напишите программу, которая считывает значения модуля и угла (в градусах) вектора, а затем отображает составляющие хну. Воспользуйтесь следующими уравнениями:

x = r cos А у = r sin А

Для выполнения преобразования применяйте функцию, которая принимает струк туру, содержащую полярные координаты, и возвращает структуру, содержащую прямоугольные координаты (или, если хотите, выберите варианте указателями на эти структуры).

глава 16

4. Библиотека ANSI содержит функцию clock)) со следующим описанием:

#include clock_t clock (void);

Здесь clock t — тип данных, определенный в файле time.h. Функция возвращает процессорное время, выраженное в единицах, которые зависят от реализации. (Если процессорное время недоступно или не может быть представлено, функция возвращает -1.) Однако в файле time.h также определена константа CLOCKS_PER_SEC, которая представляет количество единиц процессорного времени в секунде. Следовательно, в результате деления разницы между двумя значениями, возвращаемыми clock() , на константу CLOCKS_PER_SEC получается количество секунд, прошедшее между двумя вызовами функции. Приведение значений к типу double до операции деления позволит получить результат в долях секунды. Напишите функцию, которая принимает аргумент типа double, представляющий промежуток времени, а затем выполняет цикл до истечения указанного периода времени. Напишите простую программу для тестирования этой функции.

5. Напишите функцию, которая в качестве аргумента принимает имя массива элементов int, размер массива и значение, представляющее количество выборок. Функция должна случайным образом выбирать из массива указанное количесг во элементов и выводить их значения. Ни один элемент массива не должен выбираться более одного раза. (Э го эмулирует выбор чисел в лотерее или членов жюри.) Если в данной реализации доступна функция time() (которая обсуждалась в главе 12) или подобная ей функция, то для вывода данных воспользуйтесь функцией srand(), чтобы инициализировать генератор случайных чисел rand(). Напишите простую программу для тестирования этой функции.