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

Что вы получите в результате? Вы получите 1. Тем не менее, вычисления с плавающей запятой вроде показанного ниже могут дать другой результат:

Вывод выглядит следующим образом:

0.000000 к- старая версия компилятора gcc в операционной системе Linux

-13584010575872.000000 +-Turbo С 1.5

4008175468544.000000 +-XCode 4.5, Visual Studio 2012,

текущая версия компилятора gcc

Причина получения таких странных результатов состоит в том, что компьютер не следит за тем, чтобы под числа с плавающей запятой было отведено столько десятичных позиций, сколько нужно для правильного выполнения операции. Число 2.0е20 представлено цифрой 2, за которой следует 20 нулей, и за счет прибавления 1 вы пытаетесь изменить 21-ю цифру. Чтобы эта операция выполнилась корректно, программа должна иметь возможность хранить число, состоящее из 21 цифры. Число типа float — это обычно шесть или семь цифр, масштабированных при помощи показателя степени до большего или меньшего числа, так что такая попытка сложения обречена на неудачу. С другой стороны, если вместо 2.0е20 вы укажете 2.0е4, то получите правильный ответ, поскольку вы пытаетесь изменить пятую цифру, а числа типа float обладают достаточной для этой операции точностью.

Представление значений с плавающей запятой

В предыдущей врезке было видно, что вывод одной и той же программы отличался в зависимости от используемой компьютерной системы. Причина этого отличия в том, что существует много разных способов реализации представления чисел с плавающей запятой в рамках описанных общих подходов. Для обеспечения большего единообразия в Институте инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) разработан стандарт для представления чисел с плавающей запятой и вычислений с плавающей запятой, который теперь применяется во многих аппаратных блоках обработки чисел с плавающей запятой.

Данные в языке С 105

В 2011 году этот стандарт был принят в качестве международного стандарта ISO/IEC/IEEE 60559:2011. Он вошел в качестве необязательной части в стандарты С99 и С11, исходя из предположения, что его будут поддерживать платформы с соответствующим оборудованием. Последний пример вывода программы floaterr.с получен в системе, которая поддерживает этот стандарт для представления чисел с плавающей запятой. Поддержка со стороны языка С включает инструменты для выявления описанной проблемы. Более подробные сведения приведены в разделе V приложения Б.

Комплексные и мнимые типы

Во многих научных и технических расчетах используются комплексные и мнимые числа. Стандарт С99 поддерживает эти числа, но с некоторыми оговорками. В автономной реализации, такой как применяемая для встроенных процессоров, необходимость в наличии этих типов отсутствует. (Заметим, что микропроцессор видеомагнитофона при выполнении своей задачи вряд ли нуждается в комплексных числах.) Также в общем случае мнимые типы являются необязательными. В стандарте С11 весь пакет поддержки комплексных чисел сделан необязательным.

Существуют три комплексных типа, названные float _Complex, double Complex и long double _Complex. Переменная типа float _Complex, к примеру, будет содержать два значения float, одно из которых представляет действительную часть комплексного числа, а другое — его мнимую часть. Аналогично, существуют три мнимых типа: float _Imaginary, double _Imaginary и long double _Imaginary.

Включение заголовочного файла complex.h делает возможной подстановку слова complex взамен _Complex и слова imaginary взамен _Imaginary, а также применение символа I для представления квадратного корня из -1.

Вас может интересовать, а почему в стандарте языка С просто не ввели complex в качестве ключевого слова вместо того, чтобы использовать _Complex и затем включать заголовочный файл для определения complex как подстановки взамен Complex. Комитет по стандартизации обычно не спешит вводить новое ключевое слово, поскольку это может привести к утере допустимости существующего кода, в котором такое слово применялось в качестве идентификатора.

Например, до появления стандарта С99 многие программисты уже использовали struct complex для представления комплексных чисел или, возможно, психологических состояний. (Ключевое слово struct, как объясняется в главе 14, служит для определения структур данных, способных хранить более одного значения.) Превращение слова “complex” в ключевое слово превратило бы предшествующие случаи его применения в синтаксические ошибки. С другой стороны, использование сочетания struct Complex значительно менее вероятно, особенно с учетом того, что идентификаторы с начальным символом подчеркивания считаются зарезервированными. Таким образом, комитет остановился на _Complex в качестве ключевого слова и сделал вариант complex доступным для тех, кому не нужно беспокоиться по поводу конфликтов с предшествующими применениями.

За пределами базовых типов

На этом список фундаментальных типов данных завершен. Одним он может показаться слишком длинным. Другие могут посчитать, что необходимы дополнительные типы. Как насчет типа символьной строки? В языке С нет такого типа, но он мог бы обеспечить удобную работу со строками. Первое представление о строках вы получите в главе 4.

106 Глава 3

В С имеются другие типы, производные от базовых типов. Они включают массивы, указатели, структуры и объединения. Хотя эти типы являются предметом обсуждения последующих глав, кое-что уже было вскользь затронуто в примерах настоящей главы. Например, указатель указывает на место в памяти, в котором хранится переменная или другой объект данных. Префикс &, используемый в функции scanf(), создает указатель, который сообщает функции, куда помещать информацию.

Сводка: базовые типы данных Ключевые слова

Базовые типы данных устанавливаются с применением 11 ключевых слов: int, long, short, unsigned,char, float, double,signed,_Bool, _Complex И _Imaginary.

Целые числа со знаком

Они могут иметь как положительные, так и отрицательные значения.

• int — базовый целочисленный тип в заданной системе. Язык С гарантирует для int не менее 16 битов.

• short или short int — максимальное целое число типа short не превосходит наибольшего целочисленного значения типа int. Язык С гарантирует для short не менее 16 битов.

• long или long int — может хранить целое число, которое, как минимум, не меньше наибольшего числа типа int или больше его. Язык С гарантирует для long не менее 32 битов.

• long long или long long int — этоттип может быть целым числом, которое, как минимум, не меньше наибольшего числа типа long, а, возможно, и больше его. Для long long гарантируются не менее 64 битов.

Обычно тип long имеет большую длину, чем short, а длина типа int совпадает с длиной одного из этих типов. Например, старые основанные на DOS системы для IBM PC предоставляли 16-битные типы short и int и 32-битный тип long, а позже системы, основанные на Windows 95, предлагали 16-битный тип short и 32-битные типы int и long.