книги / Программирование на языке Си

позволяет, во-первых, получить значение очередного (сначала первого) фактического параметра типа type. Вторая задача мак­ рокоманды va_arg() - заменить значение указателя factor на адрес следующего фактического параметра в списке. Теперь, узнав каким-то образом тип, например typel, этого следующего параметра, можно вновь обратиться к макросу:

va_arg (factor, typel)

Это обращение позволяет получить значение следующего фактического параметра и переадресовать указатель factor на фактический параметр, стоящий за ним в списке, и т.д.

Примечание. Реализация компиляторов Turbo C++ и Borland C++ запрещает использовать с макрокомандой va_arg( ) ти­ пы char, unsigned char, float. Данные типа char и unsigned char преобразуются при передаче в функцию с переменным количеством параметров в тип int, а данные типа float при­ водятся к типу double. Именно поэтому при выводе с помо­ щью printf() данных как типа float, так и типа double используются одни и те же спецификаторы % f и %е. Вывод данных типа char и unsigned char можно выполнять и по спецификации %d, и по спецификации %с.

Макрокоманда va_end() предназначена для организации корректного возврата из функции с переменным списком пара­ метров. Ее единственным параметром должен быть указатель типа va_list, который использовался в функции для перебора параметров. Таким образом, для наших иллюстраций вызов макрокоманды должен иметь вид:

va_end (factor);

Макрокоманда va_end() должна быть вызвана после того, как функция обработает весь список фактических параметров.

Макрокоманда va_end() обычно модифицирует свой аргу­ мент (указатель типа va_list), и поэтому его нельзя будет по­ вторно использовать без предварительного вызова макроса va_start().

Результат выполнения программы:

1.000000 2.000000 3.000000 4.000000 5.000000

В теле функции обратите внимание на применение функции са11ос(), позволяющей выделить память для массива. Первый параметр функции са11ос() - количество элементов массива, второй - размер в байтах одного элемента. При неудачном вы­ делении памяти функция са11ос() возвращает нулевое значение адреса, что проверяет следующий ниже условный оператор.

В функциях с переменным количеством параметров есть один уязвимый пункт - если при "чтении" параметров с помо­ щью макроса va_arg() указатель выйдет за пределы явно ис­ пользованного списка фактических параметров, то результат, возвращаемый макросом va_arg(), не определен. Таким обра­ зом, в нашей функции set_array() количество явно заданных параметров переменного списка ни в коем случае не должно быть меньше значения первого фактического параметра (заме­ няющего int к).

Восновной программе m ain() определен указатель double * array, которому присваивается результат (адрес динамического массива), возвращаемый функцией set_array(). Затем с помо­ щью указателя array в цикле выполняется доступ к элементам массива, и их значения выводятся на экран дисплея.

Вследующей программе в качестве еще одной иллюстрации механизма обработки переменного списка параметров исполь­ зуется функция для конкатенации любого количества символь­ ных строк. Строки, предназначенные для соединения в одну строку, передаются в функцию с помощью списка указателейпараметров. В конце списка неопределенной длины всегда по­ мещается нулевой указатель NULL.

#±nclude <stdlib.h> /* Для функции malloc( ) */ char *eoncat(char *sl, ...)

{

va_list par;/* Указатель на параметры списка */

/* Цикл вычисления общей длины параметровстрок : */

while (ер = va_arg(par, char *)) len += strlen(cp);

/* Выделение памяти для результата: */ string = (char *)malloc(len +1);

strcpy(string, si); /* Копируем 1-й параметр */ va_start(par, si); /* Начало переменного

списка */

/* Цикл конкатенации параметров строк: */ while (cp = va_arg(par, char *))

streat(string, cp); /* Конкатенация двух строк */

va_end(par); return string;

)

void main()

{

char* concat(char* si, ...); /* Прототип функции */

char* s; /* Указатель для результата */ s=concat("\nNulla ","Dies ","Sine ", "Linea!",

NULL); s = concat(s,

"- Ни одного дня без черточки!", "\n\t",

"(Плиний Старший о художнике Апеллесе)", NULL);

printf("\n%s",s) ;

Результат выполнения программы:

Nulla Uies Sine Linea! - Ни одного дня без черточки!

(Плиний Старший о художнике Апеллесе)

В приведенной функции concat() количество параметров пе­ ременно, но их тип заранее известен и фиксирован. В ряде слу­ чаев полезно иметь функцию, параметры которой изменяются как по числу, так и по типам. В этом случае, как уже говори­ лось, нужно сообщать функции о типе очередного фактического параметра. Поучительным примером таких функций служат библиотечные функции форматного ввода-вывода языка Си:

int printf (const char* format,...); int scanf(const char* format,...);

В обеих функциях форматная строка, связанная с указателем format, содержит спецификации преобразования (%d - для де­ сятичных чисел, %е - для вещественных данных в форме с пла­ вающей точкой, % f - для вещественных значений в форме с фиксированной точкой и т.д.). Кроме того, эта форматная стро­ ка в функции printf( ) может содержать произвольные символы, которые выводятся на дисплей без какого-либо преобразования. Чтобы продемонстрировать особенности построения функций с переменным числом параметров, классики языка Си [1] реко­ мендуют самостоятельно написать функцию, подобную функ­ ции printf(). Последуем их совету, но для простоты разрешим использовать только спецификации преобразования "%d" и

" % Г .

5.6. Рекурсивны е ф ункции

Рекурсивной называют функцию, которая прямо или косвен­ но сама вызывает себя. Именно возможность прямого или кос­ венного вызова позволяет различать прямую или косвенную рекурсию.

При каждом обращении к рекурсивной функции создается новый набор объектов автоматической памяти, локализованных в теле функции.

Рекурсивные алгоритмы эффективны, например, в тех зада­ чах, где рекурсия использована в определении обрабатываемых данных. Поэтому серьезное изучение рекурсивных методов нужно проводить, вводя динамические структуры данных с ре­ курсивной структурой. Рассмотрим вначале только принципи­ альные возможности, которые предоставляет язык Си для организации рекурсивных алгоритмов.

Еще раз отметим, что различают прямую и косвенную рекур­ сии. Функция называется косвенно рекурсивной в том случае, если она содержит обращение к другой функции, содержащей прямой или косвенный вызов определяемой (первой) функции. В этом случае по тексту определения функции ее рекурсивность (косвенная) может быть не видна. Если в теле функции явно ис­ пользуется вызов этой же функции, то имеет место прямая ре­ курсия, т.е. функция, по определению, рекурсивная (иначе - самовызываемая или самовызывающая: self-calling). Классиче­ ский пример - функция для вычисления факториала неотрица­ тельного целого числа.

long fact(int k)

{if (k < 0) return 0; if (k = 0) return 1; return k * fact(k-l);

}

Для отрицательного аргумента результат (по определению факториала) не существует. В этом случае функция возвратит нулевое значение. Для нулевого параметра функция возвращает

В = 3.5, /* Правая граница интервала */

EPS = 5е-5; /* Точность локализации корня */ double giper(double); /* Прототип тестовой

функции */ root =* recRoot (giper, А, В, EPS);

printf("\пЧисло обращений к тестовой функции " "= %d",counter);

printf ("\пКорень =• %f",root);

)

/* Определение тестовой функции: */ double ^iper(double х)

{

counter++; /*Счетчик обращений - глобальная переменная */

return (2.0/х * cos(х/2.0));

}

Результат выполнения программы:

Число обращений к тестовой функции = 54 Корень = 3.141601

В рассматриваемой программе пришлось использовать биб­ лиотечную функцию exit(), прототип которой размещен в заго­ ловочном файле stdlib.h Функция exit() позволяет завершить выполнение программы и возвращает операционной системе значение своего параметра.

Неэффективность предложенной программы связана, напри­ мер, с излишним количеством обращений к программной реали­ зации функции, для которой определяется корень. При каждом рекурсивном вызове recRoot() повторно вычисляются значения f(a), f(b), хотя они уже известны после предыдущего вызова. Предложите свой вариант исключения лишних обращений к f ( ) при сохранении рекурсивности.

В литературе по программированию рекурсиям уделено дос­ таточно внимания как в теоретическом плане, так и в плане рас­ смотрения механизмов реализации рекурсивных алгоритмов. Сравнивая рекурсию с итерационными методами, отмечают, что рекурсивные алгоритмы наиболее пригодны в случаях, когда поставленная задача или используемые данные определены ре-