Форматированный ввод данных

Функция scanf( ) (прототип содержится в файле stdio.h) обеспечивает форматированный ввод. Ее можно записать в следующем формальном виде:

scanf("управляющая строка", аргумент_1, аргумент_2,...);

Аргументы scanf( ) должны быть указателями на соответствующие значения. Для этого перед именем переменной записывается символ &. Назначение указателей будет рассмотрено далее.

Управляющая строка содержит спецификации преобразования и используется для установления количества и типов аргументов. В нее могут включаться:

• пробелы, символы табуляции и перехода на новую строку (все они игнорируются);
• спецификации преобразования, состоящие из знака %, возможно, символа * (запрещение присваивания), возможно, числа, задающего максимальный размер поля, и самого символа преобразования;
• обычные символы, кроме % (считается, что они должны совпадать с очередными неизвестными символами во входном потоке).

Рассмотрим символы преобразования функции scanf( ) (указываются после символа %):

с - на входе ожидается появление одиночного символа;
d или i - на входе ожидается десятичное целое число и аргумент является указателем на переменную типа int;
D или l - на входе ожидается десятичное целое число и аргумент является указателем на переменную типа long;
е или Е - на входе ожидается вещественное число с плавающей точкой;
f - на входе ожидается вещественное число с плавающей точкой;
g или G - на входе ожидается вещественное число с плавающей точкой;
о - на входе ожидается восьмеричное целое число и аргумент является указателем на переменную типа int;
О - на входе ожидается восьмеричное целое число и аргумент является указателем на переменную типа long;
s - на входе ожидается появление строки символов;
х - на входе ожидается шестнадцатеричное целое число и аргумент является указателем на переменную типа int;
Х - на входе ожидается шестнадцатеричное целое число и аргумент является указателем на переменную типа long;
р - на входе ожидается появление указателя в виде шестнадцатеричного числа;
n - применяется в операциях форматирования. Аргумент, соответствующий этому символу спецификации, должен быть указателем на целое. В него возвращается номер позиции (после ввода), в которой записана спецификация %n;
u - на входе ожидается беззнаковое целое число и аргумент является указателем на переменную типа unsigned int;
U - на входе ожидается беззнаковое целое число и аргумент является указателем на переменную типа unsigned long;
[ ] - сканирует входную строку для получения символов.

Перед некоторыми символами преобразования могут записываться следующие модификаторы:

F - изменяет указатель, заданный по умолчанию, на указатель типа far;
N - изменяет указатель, заданный по умолчанию, на указатель типа near;
h - преобразует аргумент к типу short int (может записываться перед символами d, i, о, u, х);
l - преобразует аргумент к типу long int (может записываться перед символами d, i, o, u, x);
L - преобразует аргумент к типу long double (может записываться перед символами е, f, g).

Ввести целое число (int a;), символ (char b;) и вещественное число (float t;) можно так:

scanf("%d", &a); scanf("%c", &b); scanf("%d%c%f",&a, &b, &t);

РАЗДЕЛ 2. ОПЕРАЦИИ И ОПЕРАТОРЫ

Операции языка Си

Любое выражение языка состоит из операндов (переменных, констант и др.), соединенных знаками операций. Знак операции - это символ или группа символов, которые сообщают компилятору о необходимости выполнения определенных арифметических, логических или других действий.

Операции выполняются в строгой последовательности. Величина, определяющая преимущественное право на выполнение той или иной операции, называется приоритетом. В табл. 2 перечислены различные операции языка Си. Их приоритеты для каждой группы одинаковы (группы выделены цветом). Чем большим преимуществом пользуется соответствующая группа операций, тем выше она расположена в таблице. Порядок выполнения операций может регулироваться с помощью круглых скобок.

Таблица 2

Знак операции	Назначение операции
( )	Вызов функции
[ ]	Выделение элемента массива
.	Выделение элемента записи
->	Выделение элемента записи
!	Логическое отрицание
~	Поразрядное отрицание
-	Изменение знака
++	Увеличение на единицу
--	Уменьшение на единицу
&	Взятие адреса
*	Обращение по адресу
(тип)	Преобразование типа (т.е. (float) a)
sizeof( )	Определение размера в байтах
*	Умножение
/	Деление
%	Определение остатка от деления
+	Сложение
-	Вычитание
<<	Сдвиг влево
>>	Сдвиг вправо
<	Меньше, чем
<=	Меньше или равно
>	Больше, чем
>=	Больше или равно
= =	Равно
!=	Не равно
&	Поразрядное логическое "И"
^	Поразрядное исключающее "ИЛИ"
|	Поразрядное логическое "ИЛИ"
&&	Логическое "И"
||	Логическое "ИЛИ"
?:	Условная (тернарная) операция
=	Присваивание
+=, - =, *=, /=, %=, <<=, >>=, &=, |=, ^=	Бинарные операции (например, а *= b (т.е. a = a * b) и т.д.)
,	Операция запятая

Для исключения путаницы в понятиях "операция" и "оператор", отметим, что оператор - это наименьшая исполняемая единица программы. Различают операторы выражения, действие которых состоит в вычислении заданных выражений (например: a = sin(b)+c; j++;), операторы объявления, составные операторы, пустые операторы, операторы метки, цикла и т.д. Для обозначения конца оператора в языке Си используется точка с запятой. Что касается составного оператора (или блока), представляющего собой набор логически связанных операторов, помещенных между открывающей ({) и закрывающей (}) фигурными скобками ("операторными скобками"), то за ним точка с запятой не ставится. Отметим, что блок отличается от составного оператора наличием определений в теле блока.

Охарактеризуем основные операции языка Си. Сначала рассмотрим одну из них - операцию присваивания (=). Выражение вида

х = у;

присваивает переменной х значение переменной у. Операцию "=" разрешается использовать многократно в одном выражении, например:

x = y = z = 100;

Различают унарные и бинарные операции. У первых из них один операнд, а у вторых - два. Начнем их рассмотрение с операций, отнесенных к первой из следующих традиционных групп:

1. Арифметические операции.
2. Логические операции и операции отношения.
3. Операции с битами.

Арифметические операции задаются следующими символами (табл. 2): +, -, *, /, %. Последнюю из них нельзя применять к переменным вещественного типа. Например:

a = b + c; x = y - z; r = t * v; s = k / l; p = q % w;

Логические операции отношения задаются следующими символами (см. табл. 2): && ("И"), || ("ИЛИ"), ! ("НЕ"), >, >=, <, <= , = = (равно), != (не равно). Традиционно эти операции должны давать одно из двух значений: истину или ложь. В языке Си принято следующее правило: истина - это любое ненулевое значение; ложь - это нулевое значение. Выражения, использующие логические операции и операции отношения, возвращают 0 для ложного значения и 1 для истинного. Ниже приводится таблица истинности для логических операций.

Таблица 3

x	y	x&&y	x||y	!x

Битовые операции можно применять к переменным, имеющим типы int, char, а также их вариантам (например, long int). Их нельзя применять к переменным типов float, double, void (или более сложных типов). Эти операции задаются следующими символами: ~ (поразрядное отрицание), << (сдвиг влево), >> (сдвиг вправо), & (поразрядное "И"), ^ (поразрядное исключающее "ИЛИ"), | (поразрядное "ИЛИ").

Примеры: если a=0000 1111 и b=1000 1000, то

~a = 1111 0000, a << 1 = 0001 1110, a >> 1 = 0000 0111, a & b = 0000 1000, a ^ b = 1000 0111, a | b = 1000 1111.

В языке предусмотрены две нетрадиционные операции инкремента (++) и декремента (--). Они предназначены для увеличения и уменьшения на единицу значения операнда. Операции ++ и -- можно записывать как перед операндом, так и после него. В первом случае (++n или --n) значение операнда (n) изменяется перед его использованием в соответствующем выражении, а во втором (n++ или n--) - после его использования. Рассмотрим две следующие строки программы:

a = b + c++; a1 = b1 + ++c1;

Предположим, что b = b1 = 2, c = c1 = 4. Тогда после выполнения операций: a = 6, b = 2, c = 5, a1 = 7, b1 = 2, c1 = 5.

Широкое распространение находят также выражения с еще одной нетрадиционной тернарной или условной операцией ?:. В формуле

y = x ? a: b;

y = a, если x не равно нулю (т.е. истинно), и y = b, если х равно нулю (ложно). Следующее выражение

y = (a>b) ? a: b;

позволяет присвоить переменной у значение большей переменной (а или b), т.е. y = max(a, b).

Еще одним отличием языка является то, что выражение вида а = а + 5; можно записать в другой форме: a += 5;. Вместо знака + можно использовать и символы других бинарных операций (см. табл. 2).

Другие операции из табл. 2 будут описаны в последующих параграфах.

Преобразование типов

Если в выражении появляются операнды различных типов, то они преобразуются к некоторому общему типу, при этом к каждому арифметическому операнду применяется такая последовательность правил:

1. Если один из операндов в выражении имеет тип long double, то остальные тоже преобразуются к типу long double.
2. В противном случае, если один из операндов в выражении имеет тип double, то остальные тоже преобразуются к типу double.
3. В противном случае, если один из операндов в выражении имеет тип float, то остальные тоже преобразуются к типу float.
4. В противном случае, если один из операндов в выражении имеет тип unsigned long, то остальные тоже преобразуются к типу unsigned long.
5. В противном случае, если один из операндов в выражении имеет тип long, то остальные тоже преобразуются к типу long.
6. В противном случае, если один из операндов в выражении имеет тип unsigned, то остальные тоже преобразуются. к типу unsigned.
7. В противном случае все операнды преобразуются к типу int. При этом тип char преобразуется в int со знаком; тип unsigned char в int, у которого старший байт всегда нулевой; тип signed char в int, у которого в знаковый разряд передается знак из сhar; тип short в int (знаковый или беззнаковый).

Предположим, что вычислено значение некоторого выражения в правой части оператора присваивания. В левой части оператора присваивания записана некоторая переменная, причем ее тип отличается от типа результата в правой части. Здесь правила преобразования очень простые: значение справа от оператора присваивания преобразуется к типу переменной слева от оператора присваивания. Если размер результата в правой части больше размера операнда в левой части, то старшая часть этого результата будет потеряна.

В языке Си можно явно указать тип любого выражения. Для этого используется операция преобразования ("приведения") типа. Она применяется следующим образом:

(тип) выражение

(здесь можно указать любой допустимый в языке Си тип).

Рассмотрим пример:

int a = 30000; float b; ........ b = (float) a * 12;

(переменная a целого типа явно преобразована к типу float; если этого не сделать, то результат будет потерян, т.к. a * 12 > 32767).

Преобразование типа также может использоваться для преобразования типов аргументов при вызове функций.