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

Листинг 3.4. Программа print2 .с

Ниже показан вывод в конкретной системе (результаты могут варьироваться):

un = 3000000000, но не -1294967296

end = 200 и 200

big = 65537, но не 1

verybig = 12345678908642, но не 1942899938

Этот пример демонстрирует, что использование неправильных спецификаторов может привести к неожиданным результатам. Прежде всего, обратите внимание, что применение спецификатора %d для беззнаковой переменной un выдает отрицательное число! Причина в том, что значение 3 000 000 000 без знака и значение -129 496 296 со знаком имеют одно и то же внутреннее представление в памяти нашей системы. (В главе 15 это свойство объясняется более подробно.) Таким образом, если указать функции printf(), что значение является числом без знака, она выведет одно зна-

92 Глава 3 чепие, а если указать, что значение представляет собой число со знаком, то другое значение. Подобное поведение происходит для значений, которые превышают максимально допустимое значение для типа со знаком. Небольшие положительные значения, такие как 96, сохраняются и отображаются одинаково как для типов со знаком, так и для типов без знака.

Далее отметим, что переменная end типа short отображается одинаково независимо от того, указываете вы функции printf() принадлежность end к типу short (спецификатор %hd) или к типу int (спецификатор %d). Это объясняется тем, что при передаче аргумента функции С значение типа short автоматически расширяется до типа int. Здесь могут возникнуть два вопроса: почему предпринимается указанное преобразование, и для чего используется модификатор h? Ответ на первый вопрос прост: для типа int выбирался такой размер, чтобы обеспечить наиболее эффективную его обработку компьютером. Следовательно, на компьютере, в котором типы short и int имеют разные размеры, передача значения как int может осуществляться быстрее. Ответ на второй вопрос выглядит так: модификатор h можно применять, чтобы продемонстрировать, какой вид примет целое значение, будучи усеченным до типа short. Иллюстрацией этого утверждения может служить третья строка вывода. Число 65537, записанное в двоичном формате как 32-битное число, имеет вид 00000000000000010000000000000001. С помощью спецификатора %hd мы заставляем функцию printf() просматривать только последние 16 битов числа, поэтому она отображает в результате 1. Аналогично, финальная строка вывода показывает полное значение verybig, после чего это значение сохраняется в последних 32 битах, на что указывает спецификатор %ld.

Как упоминалось ранее, именно программист отвечает за то, чтобы количество спецификаторов соответствовало количеству отображаемых значений. Теперь вы видите, что программист песет ответственность также и за правильный выбор спецификаторов, соответствующих типу отображаемых значений.

СОВЕТ. Соответствие типов и спецификаторов в printf()

Не забывайте проверять, что для каждого отображаемого значения в операторе printf()

предусмотрен один спецификатор формата. Кроме того, проверяйте, что тип каждого спецификатора формата соответствует типу отображаемого значения.

Использование символов: тип char

Тип данных char применяется для хранения символов, таких как буквы и знаки препинания, однако формально он также является целочисленным. Почему? Причина в том, что тип char в действительности хранит целые числа, а не символы. Для поддержки символов компьютер использует числовой код, в котором определенные целые числа представляют определенные символы. В США наиболее часто применяется код ASCII (приложение В), и он как раз принят в настоящей книге. К примеру, целое значение 65 в нем представляет прописную букву A. Таким образом, чтобы сохранить букву А, фактически нужно записать целое число 65. (Во многих мэйнфреймах IBM используется другой код, EBCDIC, но принцип остается тем же. В компьютерных системах, эксплуатируемых в других странах, могут применяться совершенно другие коды.)

Стандартный код ASCII состоит из последовательности чисел от 0 до 127. Этот диапазон достаточно мал, чтобы для значения хватило 7 битов. Тип char обычно определяется как 8-битная единица памяти, поэтому ее более чем достаточно, чтобы уместить стандартный код ASCII. Во многих системах, таких как IBM PC и Apple Macintosh, используются расширенные коды ASCII (разные для этих двух систем), которые по-прежнему не выходят за пределы 8 битов. В общем случае язык С гаранти-

Данные в языке С 93

рует, что тип char достаточно велик, чтобы представлять базовый набор символов в системах, для которых реализованы компиляторы С.

Многие наборы символов содержат более 127 или даже 255 значений. Например, существует набор символов Japanese kanji для японских иероглифов. В рамках коммерческой инициативы Unicode был создана система для представления широкого разнообразия наборов символов, применяемых в различных частях мира, которая в настоящее время содержит более 110 000 символов. Организация ISO и комиссия IEC (International Electrotechnical Commission — Международная электротехническая комиссия) вместе разработали для наборов символов стандарт, получивший название ISO/IF.C 10646. К счастью, стандарт Unicode сохранил совместимость с более широким стандартом ISO/IF.C 10646.

Язык С определяет байт как несколько битов, используемых типом char, поэтому может быть система с 16- или 32-битным байтом и типом char.

Объявление переменных типа char

Как и можно было ожидать, переменные типа char объявляются в такой же манере, что и другие переменные. Вот несколько примеров:

char response; char itable, latan;

В этом коде создаются три переменных типа char: response, itable и latan.

Символьные константы и инициализация

Предположим, что вы хотите инициализировать символьную константу буквой A. Компьютерные языки призваны облегчить решение этой задачи, так что вам не придется запоминать все коды ASCII. Вы можете присвоить символ А переменной grade с помощью следующей инициализации:

char grade = 'А';

Одиночный символ, заключенный в одиночные кавычки, представляет собой символьную константу в С. Когда компилятор встречает конструкцию ' А', он преобразует ее в подходящее кодовое значение. Одиночные кавычки здесь очень важны. Рассмотрим еще один пример:

char broiled; /* объявление переменной типа char */

broiled = 'Т'; /* правильно */

broiled = Т; /* Неправильно! Компилятор считает, что Т является переменной */ broiled = "Т"; /* Неправильно! Компилятор считает, что "Т" является строкой */

Если опустить кавычки, то компилятор посчитает, что Т является именем переменной. Если применить двойные кавычки, он воспримет "Т" как строку. Строки рассматриваются в главе 4.

Поскольку символы в действительности хранятся в виде числовых значений, для присваивания значений можно также указывать числовые коды: