Array M. УЭИТ - Язык Си - руководство для начинающих

Клавиша [control z] (посылает символ EOF в нашу программу).

Это оно.

Как видите, программа выполняется. Обратите внимание на то, как мы сумели организовать цикл для неограниченного считывания целых чисел до тех пор, пока не будет введен символ EOF. Это удобное свойство.

Есть ли здесь ошибки? По меньшей мере одна. Если непосредственно за числом следует символ EOFбез разделяющего пробела или символа новой строки, ввод прекращается, и это число не принимается во внимание:

706 EOF /* 706 принято*/

706 EOF /* 706 не принято*/

Мы не хотели делать пример слишком сложным, поэтому допустили возможность этой ошибки. Дальнейшую разработку программы, как мы думаем, может осуществить сам читатель в качестве упражнения.

Одним из наиболее распространенных тестов для машин является сортировка. Мы хотим разработать программу для сортировки целых чисел. Снова применим принцип черного ящика и подумаем в терминах ввода и вывода. Наш общий замысел, показанный на рис. 10.4, довольно прост.

РИС. 10.4. Программа сортировки, рассматриваемая как черный яшик

На данном этапе программа еще недостаточно определена, чтобы ее кодировать. Следующий шаг заключается в определении главных задач, которые должна выполнить программа для достижения поставленных целей. Их три:

1. Считывание чисел.

2. Сортировка чисел.

3. Печать отсортированных чисел. На рис. 10.5 показано это разделение при движении от верхнего уровня конструкции вниз к более детальному.

РИС. 10.5 Программа сортировки: содержание

Теперь мы имеем три черных ящика, каждый со своим входом и выходом. Можно передать каждую часть разным группам программистов, если мы уверены в том, что числа, выводимые блоком "считывание", представлены в той же самой форме, которую использует блок "сортировка" для ввода.

Как вы можете видеть, делается упор на модульность. Мы разделили исходную задачу на три более мелких, но лучше управляемых.

Что дальше? Теперь приложим наши усилия к каждому из трех модулей в отдельности, разделяя их на более простые элементы до тех пор, пока не достигнем момента, когда программа станет очевидной. Делая это, обратим внимание на такие важные проблемы, как выбор представления данных, локализация ошибок и передача информации. Вернемся к нашему примеру и займемся сначала задачей считывания.

Многие программы включают считывание чисел, поэтому идеи, которые мы развиваем здесь, будут полезны везде. Общий вид первой части программы ясен: использовать цикл для считывания чисел до тех пор, пока все числа не будут считаны. Но в этом есть нечто большее, чем вы можете себе представить!

Как мы представляем группу чисел? Можно использовать группу переменных, по одной на каждое число. Об этом даже страшно подумать. Можно использовать массив, по одному элементу на каждое число. Это значительно лучше, поэтому давайте использовать массив.

Однако какого типа будет массив? Типа int? Типа double? Нам нужно знать, как такую программу можно будет применять. Предположим, что она должна работать с целыми числами. (А что если она должна применять и целые и нецелые числа? Это возможно, но потребуется работы больше, чем нам бы хотелось сейчас.) Будем использовать массив целых чисел для запоминания чисел, которые мы считываем.

Как программа "узнает", сколько ей нужно считать чисел? В гл. 8 мы обсудили несколько решений этой проблемы, большинство из которых были неудовлетворительны. Однако теперь, когда есть функция getint( ), у нас нет проблем. Вот один подход:

читаем число до тех пор пока не встретится символ EOF

заносим число в массив и

читаем следующее число, если массив не заполнен

Заметим, что здесь есть два разных условия, приводящих к завершению этой части программы: символ EOFи заполнение массива.

Прежде чем реализовать все это на языке Си, нам нужно еще решить, что будем делать с проверкой ошибок ? Должны ли мы превратить эту часть программы в функцию?

Сначала мы решим, что делать, если пользователь вводит ошибочные данные, скажем букву вместо целого числа? Без функци getint( )мы полагались бы на "гипотезу идеального пользователя", согласно которой пользователь не делает ошибок при вводе. Однако мы считаем, что эту гипотезу нельзя применять ник одному пользователю, кроме себя. К счастью, можно использовать способность функции getint()сообщать о состоянии, кто поможет нам выйти из затруднительного положения.

Теперь займемся программированием, которое можно легко реализовать в main( ). Для соблюдения модульности следует использовать разные функции для каждой из трех основных частей программы, что мы как раз и сделаем. Входом для этой функции будут числа с клавиатуры или файл, а выходом - массив, содержащий не отсортированные числа. Было бы хорошо, если бы такая функция помогла основной программе узнать, сколько было считано чисел, поэтому предусмотрим это для выхода. В конце концов нужно подумать и о пользователе. Мы заставим фикцию печатать сообщение, указывающее ее пределы, и, осуществлять эхо-печать входной информации.

Вызовем нашу функцию getarray( ), предназначенную для считывания. Мы определили эту функцию в терминах ввода и вывода и наметили в общих чертах схему на псевдокоде. Теперь давайте напишем функцию и покажем, как она включается в основную программу:

Сначала напишем main( ):

/* сортировка 1 */

#define MAXSIZE 100 /* предельное количество сортируемых целых чисел */

main( )

{

int numbers [MAXSIZE]; /* массив для ввода */

int size; /* количество вводимых чисел */

size = getarray(numbers, MAXSIZE); /* запись чисел в массив */

sort(numbers, size); /* сортировка массива */

print(numbers,/size); /* печать отсортированного массива */

}

Это общий вид программы. Функция getarray()размещает введенное числа в массиве numbersи выдает сообщение о том, сколько значений было считано; эта величина записывается в size. Затем идя функции sоrt( )и print( ), которые мы еще должны написать; они сортируют массив и печатают результаты. Включая в них size, мы облегчаем им работу и избавляем от необходимости выполнять самим подсчет. Мы также снабдили getarray( )переменной MAXSIZE, которая сообщает размер массива, необходимого для запоминания.