Указатели символов и функции
Строчная константа, как, например,
"i am a string"
является массивом символов. Компилятор завершает внутреннее представление такого массива символом \0, так что программы могут находить его конец. Таким образом, длина массива в памяти оказывается на единицу больше числа символов между двойными кавычками.
По-видимому чаще всего строчные константы появляются в качестве аргументов функций, как, например, в
printf ("hello, world\n");
когда символьная строка, подобная этой, появляется в программе, то доступ к ней осуществляется с помощью указателя символов; функция printf фактически получает указатель символьного массива.
Конечно, символьные массивы не обязаны быть только аргументами функций. Если описать message как
char *message;
то в результате оператора
message = "now is the time";
переменная message станет указателем на фактический массив символов. Это не копирование строки; здесь участвуют только указатели. В языке "C" не предусмотрены какие-либо операции для обработки всей строки символов как целого.
Мы проиллюстрируем другие аспекты указателей и массивов, разбирая две полезные функции из стандартной библиотеки ввода-вывода, которая будет рассмотрена в лекции №7.
Первая функция - это strcpy(s,t), которая копирует строку t в строку s. аргументы написаны именно в этом порядке по аналогии с операцией присваивания, когда для того, чтобы присвоить t к s обычно пишут
s = t
сначала приведем версию с массивами:
strcpy(s, t) /* copy t to s */ char s[], t[]; { int i; i = 0; while ((s[i] = t[i]) != '\0') i++; }
Для сопоставления ниже дается вариант strcpy с указателями.
strcpy(s, t) /* copy t to s; pointer version 1 */ char *s, *t; { while ((*s = *t) != '\0') { s++; t++; } }
Так как аргументы передаются по значению, функция strcpy может использовать s и t так, как она пожелает. Здесь они с удобством полагаются указателями, которые передвигаются вдоль массивов, по одному символу за шаг, пока не будет скопирован в s завершающий в t символ \0.
На практике функция strcpy была бы записана не так, как мы показали выше. Вот вторая возможность:
strcpy(s, t) /* copy t to s; pointer version 2 */ char *s, *t; { while ((*s++ = *t++) != '\0') ; }
Здесь увеличение s и t внесено в проверочную часть. Значением *t++ является символ, на который указывал t до увеличения; постфиксная операция ++ не изменяет t, пока этот символ не будет извлечен. Точно так же этот символ помещается в старую позицию s, до того как s будет увеличено. Конечный результат заключается в том, что все символы, включая завершающий \0, копируются из t в s.
И как последнее сокращение мы опять отметим, что сравнение с \0 является излишним, так что функцию можно записать в виде
strcpy(s, t) /* copy t to s; pointer version 3 */ char *s, *t; { while (*s++ = *t++) ; }
хотя с первого взгляда эта запись может показаться загадочной, она дает значительное удобство. Этой идиомой следует овладеть уже хотя бы потому, что вы с ней будете часто встречаться в "C"-программах.
Вторая функция - strcmp(s, t), которая сравнивает символьные строки s и t, возвращая отрицательное, нулевое или положительное значение в соответствии с тем, меньше, равно или больше лексикографически s, чем t. Возвращаемое значение получается в результате вычитания символов из первой позиции, в которой s и t не совпадают.
strcmp(s, t) /* return <0 if s<t, 0 if s==t, >0 if s>t */ char s[], t[]; { int i;
i = 0; while (s[i] == t[i]) if (s[i++] == '\0') return(0); return(s[i]-t[i]); }
Вот версия strcmp с указателями:
strcmp(s, t) /* return <0 if s<t, 0 if s==t, >0 if s>t */ char *s, *t; { for ( ; *s == *t; s++, t++) if (*s == '\0') return(0); return(*s-*t); }
так как ++ и -- могут быть как постфиксными, так и префиксными операциями, встречаются другие комбинации * и ++ и --, хотя и менее часто.
Например
*++p
увеличивает p до извлечения символа, на который указывает p, а
*--p
сначала уменьшает p.
Упражнение 5-2
Напишите вариант с указателями функции strcat из лекции №2: strcat(s, t) копирует строку t в конец s.
Упражнение 5-3
Напишите макрос для strcpy.
Упражнение 5-4
Перепишите подходящие программы из предыдущих лекций и упражнений, используя указатели вместо индексации массивов. Хорошие возможности для этого предоставляют функции getline /лекции 1 и №4/, atoi, itoa и их варианты /лекция №2, №3 и №4/, reverse /лекция №3/, index и getop /лекция №4/.
