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

Третий метод исследования состояний программы предусматривает применение отладчика. Отладчик — это программа, которая позволяет выполнять другую программу в пошаговом режиме и просматривать значения переменных в этой программе. Отладчики характеризуются различными уровнями удобства использования и сложности. Наиболее совершенные отладчики отображают строку исходного кода, выполняемую в текущий момент. Это особенно удобно при отладке программ с альтернативными путями выполнения, поскольку легко видеть, по какому конкретному пути продвигается выполнение. Если ваш компилятор снабжен отладчиком, уделите время на его изучение. Например, опробуйте его на программе, приведенной в листинге 2.4.

Ключевые слова и зарезервированные идентификаторы

Ключевые слова образуют словарь языка С. Поскольку они играют в С особую роль, их нельзя применять, например, в качестве идентификаторов либо имен переменных. Многие из этих ключевых слов описывают разнообразные типы данных, скажем, int.

72 Глава 2

Другие, такие как if, служат для управления порядком выполнения операторов программы. В приведенном ниже перечне ключевых слов языка полужирным выделены ключевые слова, добавленные стандартом С90, курсивом показаны ключевые слова, введенные стандартом С99, а полужирным курсивом — появившиеся в стандарте C11.

Ключевые слова ISO С

Если вы попытаетесь использовать ключевое слово, к примеру, для имени переменной, компилятор воспримет это как синтаксическую ошибку. Существуют и другие идентификаторы, называемые зарезервированными идентификаторами, которые также не должны применяться для этих целей. Они не приводят к возникновению синтаксических ошибок, поскольку являются допустимыми именами. Однако они уже задействованы в языке или право на их применение зарезервировано за самим языком, поэтому если вы начнете их использовать для каких-то других целей, то могут возникнуть проблемы. Зарезервированными идентификаторами являются идентификаторы, начинающиеся с символа подчеркивания, а также имена стандартных библиотечных функций наподобие printf().

Ключевые понятия

Программирование представляет собой довольно трудное занятие. Оно требует абстрактного, концептуального мышления и одновременно пристального внимания к деталям. Вы обнаружите, что компиляторы требуют внимательного отношения к деталям. При разговоре с хорошо знакомыми людьми вы можете употребить некоторые слова не по правилам, допустить несколько грамматических ошибок, возможно, оставить какие-то предложения неоконченными, но ваши знакомые все равно поймут, что вы хотели выразить. Тем не менее, компилятор не допускает подобных вольностей; он придерживается принципа “почти правильно — это по-прежнему неправильно”.

Компилятор ничем не поможет в концептуальных вопросах, поэтому в данной книге мы стремимся заполнить этот пробел, выделяя основные понятия в каждой главе.

В этой главе основной целью должно быть понимание того, что собой представляет программа на языке С. Программу можно считать подготовленным вами описанием желаемого поведения компьютера. Компилятор выполняет по-настоящему кропотливую работу по преобразованию такого описания в базовый машинный язык. (Для того чтобы вы оценили, насколько огромную работу делает компилятор, отметим, что он создает исполняемый файл размером 60 Кбайт из исходного файла размером всего 1 Кбайт; для представления даже простой программы на С требуется большой объем кода на машинном языке.) Поскольку истинный интеллект у компилятора отсутствует, вы должны представить свое описание в понятных ему терминах, и эти термины

Введение в язык С 73

являются формальными правилами, установленными стандартом языка С. (Несмотря на ограничивающий характер, это все же лучше, чем необходимость выражать такое описание непосредственно на машинном языке!)

Компилятор ожидает получения инструкций в специальном формате, который был подробно рассмотрен в данной главе. Ваша задача как программиста — выразить свои идеи по поводу того, каким образом программа должна себя вести внутри инфраструктуры, который компилятор, руководящийся стандартом С, сможет успешно обработать.

Резюме

Программа на языке С состоит из одной или большего числа функций С. Каждая программа на С должна содержать функцию по имени main() , поскольку именно эта функция вызывается при запуске программы. Простая функция состоит из заголовка, за которым следует открывающая фигурная скобка, далее идут операторы, образующие тело функции, а за ними — завершающая, или закрывающая, фигурная скобка.

Каждый оператор языка С является инструкцией компьютеру и обязательно заканчивается точкой с запятой. Оператор объявления назначает переменной имя и определяет тип данных, которые будет храниться в этой переменной. Имя переменной может служить примером идентификатора. Оператор присваивания устанавливает значение переменной или, пользуясь более общим термином, области хранения. Оператор вызова функции запускает на выполнение функцию с указанным именем. Когда вызванная функция завершается, управление в программе переходит к оператору, следующему за вызовом функции.

Функция printf() может применяться для вывода фраз и значений переменных.

Синтаксис языка — это набор правил, которые регламентируют способ объединения вместе допустимых операторов в этом языке. Семантика оператора представляет его смысловое значение. Компилятор помогает обнаруживать синтаксические ошибки, однако семантические ошибки в поведении программы проявляются только после того, как она будет скомпилирована. Выявление семантических ошибок может предусматривать мониторинг состояния программы, т.е. значений всех переменных, на каждом шаге выполнения программы.

И, наконец, ключевые слова образуют словарь языка С.

Вопросы для самоконтроля

Ответы на эти вопросы находятся в приложении А.

1. Как называются базовые модули программы на языке С?

2. Что такое синтаксическая ошибка? Приведите примеры синтаксической ошибки в контексте своего родного языка и языка С.

3. Что такое семантическая ошибка? Приведите примеры в контексте своего родного языка и языка С.

4. Джо из Индианы написал и представил вам на утверждение следующую программу. Помогите ему исправить ошибки.

74 Глава 2

5. Предположим, что каждый из приведенных ниже примеров является частью завершенной программы. Что выведет каждая такая часть?