Внешние переменные
Программа на языке "C" состоит из набора внешних объектов, которые являются либо переменными, либо функциями. Термин "внешний" используется главным образом в противопоставление термину "внутренний", которым описываются аргументы и автоматические переменные, определеные внутри функций. Внешние переменные определены вне какой-либо функции и, таким образом, потенциально доступны для многих функций. Сами функции всегда являются внешними, потому что правила языка "C" не разрешают определять одни функции внутри других. По умолчанию внешние переменные являются также и "глобальными", так что все ссылки на такую переменную, использующие одно и то же имя (даже из функций, скомпилированных независимо), будут ссылками на одно и то же. В этом смысле внешние переменные аналогичны переменным common в фортране и external в PL/1. Позднее мы покажем, как определить внешние переменные и функции таким образом, чтобы они были доступны не глобально, а только в пределах одного исходного файла.
В силу своей глобальной доступности внешние переменные предоставляют другую, отличную от аргументов и возвращаемых значений, возможность для обмена данными между функциями. Если имя внешней переменной каким-либо образом описано, то любая функция имеет доступ к этой переменной, ссылаясь к ней по этому имени.
В случаях, когда связь между функциями осуществляется с помощью большого числа переменных, внешние переменные оказываются более удобными и эффективными, чем использование длинных списков аргументов. Как, однако, отмечалось в лекции №1, это соображение следует использовать с определенной осторожностью, так как оно может плохо отразиться на структуре программ и приводить к программам с большим числом связей по данным между функциями.
Вторая причина использования внешних переменных связана с инициализацией. В частности, внешние массивы могут быть инициализированы, а автоматические нет. Мы рассмотрим вопрос об инициализации в конце этой лекции.
Третья причина использования внешних переменных обусловлена их областью действия и временем существования. Автоматические переменные являются внутренними по отношению к функциям; они возникают при входе в функцию и исчезают при выходе из нее. Внешние переменные, напротив, существуют постоянно. Они не появляются и не исчезают, так что могут сохранять свои значения в период от одного обращения к функции до другого. В силу этого, если две функции используют некоторые общие данные, причем ни одна из них не обращается к другой , то часто наиболее удобным оказывается хранить эти общие данные в виде внешних переменных, а не передавать их в функцию и обратно с помощью аргументов.
#define maxop 20 /* max size of operand, operАtor * #define number '0' /* signal that number found */ #define toobig '9' /* signal that string is too big *
main() /* reverse polish desk calculator */ /( int tupe; char s[maxop]; double op2,atof(),pop(),push();
while ((tupe=getop(s,maxop)) !=EOF); switch(tupe) /( case number: push(atof(s)); break; case '+': push(pop()+pop()); break; case '*': push(pop()*pop()); break; case '-': op2=pop(); push(pop()-op2); break; case '/': op2=pop(); if (op2 != 0.0) push(pop()/op2); else printf("zero divisor popped\n"); break; case '=': printf("\t%f\n",push(pop())); break; case 'c': clear(); break; case toobig: printf("%.20s ... is too long\n",s) break; /) /) #define maxval 100 /* maximum depth of val stack */
int sp = 0; /* stack pointer */ double val[maxval]; /*value stack */ double push(f) /* push f onto value stack */ double f; /( if (sp < maxval) return(val[sp++] =f); else /( printf("error: stack full\n"); clear(); return(0); /) /)
double pop() /* pop top value from steack */ /( if (sp > 0) return(val[--sp]); else /( printf("error: stack empty\n"); clear(); return(0); /) /)
clear() /* clear stack */ /( sp=0; /)
Команда C очищает стек с помощью функции clear, которая также используется в случае ошибки функциями push и pop. К функции getop мы очень скоро вернемся.
Как уже говорилось в лекции №1, переменная является внешней, если она определена вне тела какой бы то ни было функции. Поэтому стек и указатель стека, которые должны использоваться функциями push, pop и clear, определены вне этих трех функций. Но сама функция main не ссылается ни к стеку, ни к указателю стека - их участие тщательно замаскировано. В силу этого часть программы, соответствующая операции =, использует конструкцию
push(pop());
для того, чтобы проанализировать верхний элемент стека, не изменяя его.
Отметим также, что так как операции + и * коммутативны, порядок, в котором объединяются извлеченные операнды, несущественен, но в случае операций - и / необходимо различать левый и правый операнды.
Упражнение 4-3
Приведенная основная схема допускает непосредственное расширение возможностей калькулятора. Включите операцию деления по модулю /%/ и унарный минус. Включите команду "стереть", которая удаляет верхний элемент стека. Введите команды для работы с переменными. /Это просто, если имена переменных будут состоять из одной буквы из имеющихся двадцати шести букв/.
