Структура программы на языке Си
В языке Си исходные файлы бывают двух типов:
· заголовочные, или h-файлы;
· файлы реализации, или Cи-файлы.
Имена заголовочных файлов имеют расширение ".h". Имена файлов реализации имеют расширения ".c" для языка Си и ".cpp", ".cxx" или ".cc" для языка C++.
Заголовочные файлы содержат только описания. Прежде всего, это прототипы функций. Прототип функции описывает имя функции, тип возвращаемого значения, число и типы ее аргументов. Сам текст функции в h-файле не содержится. Также в h-файлах описываются имена и типы внешних переменных, константы, новые типы, структуры и т.п. В общем, h-файлы содержат лишь интерфейсы, т.е. информацию, необходимую для использования программ, уже написанных другими программистами (или тем же программистом раньше). Заголовочные файлы лишь сообщают информацию о других программах. При трансляции заголовочных файлов, как правило, никакие объекты не создаются.
Файлы реализации, или Cи-файлы, содержат тексты функций и определения глобальных переменных. Говоря упрощенно, Си-файлы содержат сами программы, а h-файлы - лишь информацию о программах.
Представление исходных текстов в виде заголовочных файлов и файлов реализации необходимо для создания больших проектов, имеющих модульную структуру. Заголовочные файлы служат для передачи информации между модулями. Файлы реализации - это отдельные модули, которые разрабатываются и транслируются независимо друг от друга и объединяются при создании выполняемой программы.
В общем случае программа на языке Си имеет следующую структуру:
· раздел описания подключаемых библиотек;
· функция main;
· раздел описания процедур и функций.
Обязательным являются все разделы.
В разделе описания подключаемых библиотек после ключевого слова #include указывается имя подключаемого к программе библиотечного модуля. Имя модуля заключается в треугольные кавычки - <имя модуля>. В этих модулях содержатся необходимые программе стандартные и пользовательские процедуры и функции, например, «#include<stdio.h>». В этом примере приведен важнейший модуль, в котором находятся основные стандартные процедуры и функции ввода/вывода. В дальнейших примерах программ будем применять эту конструкцию.
Любая программа, каков бы ни был ее размер, состоит из одной или более "функций", указывающих фактические операции компьютера, которые должны быть выполнены. В языке Си - это функция main. Обычно функциям можно давать любые имена, но main - это особое имя; выполнение программы начинается сначала с функции main. Это означает, что каждая программа должна в каком-то месте содержать функцию с именем main. Для выполнения определенных действий функция main обычно обращается к другим функциям, часть из которых находится в той же самой программе, а часть - в библиотеках, содержащих ранее написанные функции.
В разделе описания процедур и функций описываются нестандартные (пользовательские) процедуры и функции. Процедура или функция – это подпрограмма, т.е. специальным образом оформленная часть программы, которая выполняет необходимое в программе действие. Подробнее о процедурах и функциях рассказывается в разделе 8.
Обобщая все вышесказанное, структура программы на языке Си в упрощенном виде выглядит следующим образом:
#include <модуль 1>
#include <модуль 2>
. . .
#include <модуль n> //список подключаемых модулей
void main() //функция MAIN
{
<операторы> //выполняемые операторы
}
int <имя процедуры/функции> // раздел описания процедур и функций
{
<основная часть процедуры/функции >;
}
Как видно из приведенного примера, текст программы на языке Си состоит из строк. Символы в строке записываются на одном уровне без надстрочных и подстрочных индексов. Для разделения некоторых конструкций языка используются пробелы. Пробелы формируются с помощью клавиш «пробел» и «Tab» на клавиатуре компьютера. Пробелы нельзя использовать внутри имён, чисел, специальных символов и служебных слов. По крайней мере 1 пробел должен быть между двумя последовательными именами, числами и служебными словами. Во всех других случаях наличие или отсутствие пробела не влияет на смысл программы. В том месте, где можно использовать 1 пробел, можно использовать любое количество пробелов. Конец строки считается пробелом, поэтому текст программы можно прерывать и переносить на другую строку в любом месте, где можно использовать пробел. Пробелы позволяют выделять структурные блоки программы и делают ее более наглядной, программа без такого структурирования плохо читаема и не понятна. Поэтому существует правило табулирования текста программы – выделения с помощью пробелов, символов табуляции и переводов строк вложенных блоков, циклов, условий.
Операторы разделяются между собой символом точка с запятой («;»). Пустым оператором считается оператор, который не выполняет никаких действий. На языке Си это может быть пробел с последующей точкой запятой.
Для пояснения текста программы используется комментарии.
Комментарии имеют вид (//текст) или (/*текст*/). Комментарий может охватывать несколько строк (используется форма «/*текст*/»), либо помещаться в одной строке (точнее, до конца строки), тогда используется форма: «// комментарий до конца строки».
Внутри комментария можно располагать любые символы, в том числе символы, не входящие в алфавит языка. Комментарии можно использовать везде, где применяется пробел. Наличие или отсутствие комментария не влияет на работу программы. Комментарии к программе делают ее более наглядной и понятной, поэтому рекомендуется использовать комментарии как можно чаще. Существует негласное правило хорошего тона программирования: как минимум одна строка комментария на три строки кода программы.
Имена объектов в программе
Имена (идентификаторы) – условные обозначения для используемых в программе констант, типов, переменных, процедур и функций. Имя начинается с буквы и состоит из букв и цифр, т.е. в виде грамматики:
<имя> =:: <буква>{<буква> | <цифра>},
или в виде синтаксической диаграммы (рис.25):
Примечание:
1. Во многих реализациях языка количество символов в имени ограничено.
2. В качестве имен нельзя использовать служебные слова языка Си.
3. К буквам относится также символ «_» (подчёркивание).
4. В языке определены стандартные имена, которые можно использовать только в строго определенном смысле. Эти имена используются для обозначения стандартных констант, типов, файлов, процедур и функций.
Приведем перечень некоторых стандартных имён:
abs – абсолютное значение целого;
acos – арккосинус;
asctime – дать время;
atan, atan2 – арктангенс;
atof, atoi, atol – преобразовать в плавающее;
close – закрыть файл;
creat – создать файл;
difftime – определить отрезок времени;
div – делить;
ecvt – преобразовать число в строку;
exit, _exit – завершить выполнение программы;
exp – экспонента;
fclose – закрыть файл;
fcvt – преобразовать double в строку с фиксированной точкой;
feof – проверка признака конца файла;
fgetc – взять байт из файла;
fgets – взять строку из файла;
filesize – дать размер файла;
findfirst, findnext – поиск файлов по шаблону;
floor – целая часть;
fmod – остаток от деления двух чисел;
fopen – открыть файл;
fprintf – форматный вывод в файл;
fputc – запись байта в файл;
fputs – запись строки в файл;
fread – читать из файла;
free – освободить память;
freopen – открыть файл повторно;
frexp – экспоненциальное представление;
fscanf – форматный ввод из файла;
fseek – позиционировать файл;
ftell – дать позицию в файле;
fwrite – писать в файл;
getc, getchar, getche, getch – взять байт из файла;
getcwd – дать текущий каталог;
gets – ввод строки;
index – найти литеру в строке;
inp, inpw – ввод из порта;
itoa – представление целого;
kbhit – проверка ввода с клавиатуры;
labs – абсолютное значение длинного;
ldexp – экспонента;
ldiv – деление чисел типа long;
localtime – дать местное время;
log, log10 – логарифм;
lseek – изменить позицию в файле;
mkdir – создать каталог;
mktime – преобразовать время;
modf – дробная и целая часть числа;
open – открыть файл;
outp, outpw – вывод в порт;
pow – степень;
printf, fprintf, sprintf – форматный вывод;
puts – вывод строки в файл;
rand – случайная величина;
read – читать блок из файла;
rename – переименовать файл;
rewind – установить указатель файла в начало;
rmdir – удалить каталог;
scanf – форматный ввод;
sin, sinh – синус, синус гиперболический;
spawn – создать процесс;
sprintf – форматный вывод в буфер;
sqrt – квадратный корень;
srand – инициализация случайной величины;
sscanf – форматный вывод из буфера;
strlen – дать длину строки;
strlwr – привести к нижнему регистру;
strspn – дать длину совпадающей подстроки;
strstr – найти подстроку;
time – дать время;
vprintf, vfprintf, vsprintf – форматный вывод;
write – писать в файл.