if ((x & mask) == 0) ...
для получения правильных результатов должны заключаться в круглые скобки.
Как уже отмечалось ранее, выражения, в которые входит одна из ассоциативных и коммутативных операций (*, +, &, ^ и | ), могут перегруппировываться, даже если они заключены в круглые скобки. В большинстве случаев это не приводит к каким бы то ни было расхождениям; в ситуациях, где такие расхождения все же возможны, для обеспечения нужного порядка вычислений можно использовать явные промежуточные переменные.
Таблица 3.2.
Правила старшинства и ассоциативности операций
| № | Операторы | Выполняются |
| 1 | () [] -> | Слева направо |
| 2 | ! ~ ++ -- - (type) * & sizeof | Справа налево |
| 3 | * / % | Слева направо |
| 4 | + - | Слева направо |
| 5 | << >> | Слева направо |
| 6 | < <= > >= | Слева направо |
| 7 | == != | Слева направо |
| 8 | & | Слева направо |
| 9 | ^ | Слева направо |
| 10 | | | Слева направо |
| 11 | && | Слева направо |
| 12 | || | Слева направо |
| 13 | ?: | Справа налево |
| 14 | = += -= *= /= %= &= ~= |= <<= >>= | Справа налево |
| 15 | , (запятая, см. главу 4) | Слева направо |
В языке «C», как и в большинстве языков, не фиксируется порядок вычисления операндов в операторе. Например, в операторе вида:
x = f() + g();
сначала может быть вычислено f, а потом g, и наоборот; поэтому, если либо f, либо g изменяют внешнюю переменную, от которой зависит другой операнд, то значение x может зависеть от порядка вычислений. Для обеспечения нужной последовательности промежуточные результаты можно опять запоминать во временных переменных.
Подобным же образом не фиксируется порядок вычисления аргументов функции, так что оператор:
printf("%d %d\n",++n,power(2,n));
может давать (и действительно дает) на разных машинах различные результаты в зависимости от того, увеличивается ли n до или после обращения к функции POWER. Правильным решением, конечно, является запись:
++n;
printf("%d %d\n",n,power(2,n));
Обращения к функциям, вложенные операции присваивания, операции увеличения и уменьшения приводят к так называемым «побочным эффектам» – некоторые переменные изменяются как побочный результат вычисления выражений. В любом выражении, в котором возникают побочные эффекты, могут существовать очень тонкие зависимости от порядка, в котором определяются входящие в него переменные. Примером типичной неудачной ситуации является оператор:
a[i] = i++;
Возникает вопрос, старое или новое значение i служит в качестве индекса. Компилятор может поступать разными способами и в зависимости от своей интерпретации выдавать разные результаты. Тот случай, когда происходят побочные эффекты (присваивание фактическим переменным), – оставляется на усмотрение компилятора, так как наилучший порядок сильно зависит от архитектуры машины.
Из этих рассуждений вытекает такая мораль: написание программ, зависящих от порядка вычислений, является плохим методом программирования на любом языке. Конечно, необходимо знать, чего следует избегать, но если вы не в курсе, как некоторые вещи реализованы на разных машинах, это неведение может предохранить вас от неприятностей. Отладочная программа Lint системы Unix укажет большинство мест, зависящих от порядка вычислений.
Управляющие операторы языка определяют порядок вычислений. В приведенных ранее примерах мы уже встречались с наиболее употребительными управляющими конструкциями языка «C»; здесь мы опишем остальные операторы управления и уточним действия операторов, обсуждавшихся ранее.
Такие выражения, как x=0, или i++, или printf(...), становятся операторами, если за ними следует точка с запятой, как, например:
x = 0;
i++;
printf(...);
В языке «C» точка с запятой является признаком конца оператора, а не разделителем операторов, как в языках типа АЛГОЛ и ПАСКАЛЬ.
Фигурные скобки { и } используются для объединения описаний и операторов в составной оператор или блок, так что они оказываются синтаксически эквивалентны одному оператору. Один явный пример такого типа дают фигурные скобки, в которые заключаются операторы, составляющие функцию, другой – фигурные скобки вокруг группы операторов в конструкциях if, else, while и for (на самом деле переменные могут быть описаны внутри любого блока; мы поговорим об этом в главе 5). Точка с запятой никогда не ставится после первой фигурной скобки, которая завершает блок.
Оператор if-else используется при необходимости сделать выбор. Формально синтаксис имеет вид:
if выражение)
оператор-1;
else
оператор-2;
где часть else является необязательной. Сначала вычисляется выражение; если оно «истинно» (т.е. значение выражения отлично от нуля), то выполняется оператор-1. Если оно ложно (значение выражения равно нулю), и если есть часть с else, то вместо оператора-1 выполняется оператор-2.
Так как IF просто проверяет численное значение выражения, то возможно некоторое сокращение записи. Самой очевидной возможностью является запись:
if (выражение)
вместо
if (выражение !=0)
иногда такая запись является ясной и естественной, но временами она становится загадочной.
То, что часть else в конструкции if-else является необязательной, приводит к двусмысленности в случае, когда else опускается во вложенной последовательности операторов if. Эта неоднозначность разрешается обычным образом: else связывается с ближайшим предыдущим if, не содержащим else. Например, в:
if ( n > 0 )
if( a > b )
z = a;
else
z = b;
конструкция else относится к внутреннему if, как мы и показали, сдвинув else под соответствующий if. Если это не то, что вы хотите, то для получения нужного соответствия необходимо использовать фигурные скобки:
if (n > 0)
{
if (a > b)
z = a;
}
else
z = b;
Такая двусмысленность особенно пагубна в ситуациях типа:
if (n > 0)
for (i = 0; i < n; i++)
if (s[i] > 0)
{
printf("...");
return(i);
}
else // Неправильно
printf("Ошибка: n равно нулю\n");
Запись else под if ясно показывает, чего вы хотите, но компилятор не получит соответствующего указания и свяжет else с внутренним if. Ошибки такого рода очень трудно обнаруживаются.
Между прочим, обратите внимание, что в:
if (a > b)
z = a;
else
z = b;
после z=a стоит точка с запятой. Дело в том, что согласно грамматическим правилам, за if должен следовать оператор, а выражение типа z=a, являющееся оператором, всегда заканчивается точкой с запятой.
Конструкция:
if (выражение)
оператор;
else if (выражение)
оператор;
else if (выражение)
оператор;
else
оператор;
встречается настолько часто, что заслуживает отдельного краткого рассмотрения. Такая последовательность операторов if является наиболее распространенным способом программирования выбора из нескольких возможных вариантов. Выражения просматриваются последовательно. Если какое-то выражение оказывается истинным, то выполняется относящийся к нему оператор, и этим вся цепочка заканчивается. Каждый оператор может быть либо отдельным оператором, либо группой операторов в фигурных скобках.
Последняя часть с else имеет дело со случаем, когда ни одно из проверяемых условий не выполняется. Иногда при этом не надо предпринимать никаких явных действий; в этом случае хвост:
else
оператор;
может быть опущен, или его можно использовать для контроля, чтобы засечь «невозможное» условие.
Пример 4-1. Для иллюстрации выбора из трех возможных вариантов приведем программу функции, которая методом половинного деления определяет, находится ли данное значение х в отсортированном массиве v. Элементы массива v должны быть расположены в порядке возрастания. Функция возвращает номер позиции (число между 0 и n-1), в которой значение х находится в v, и -1, если х не содержится в v.
// Найти x в v[0]<=v[1]<=...<=v[n-1]
binary(int x, int v[], int n)
{
int low, high, mid;
low = 0;
high = n - 1;
while (low <= high)
{
mid = (low + high) / 2;
if (x < v[mid])
high = mid - 1;
else if (x > v[mid])
low = mid + 1;
else /* found match */
return(mid);
}
return(-1);
}
Основной частью каждого шага алгоритма является проверка, будет ли х меньше, больше или равен среднему элементу v[mid]. Использование конструкции else-if здесь вполне естественно.
Оператор switch дает специальный способ выбора одного из многих вариантов, который заключается в проверке совпадения значения данного выражения с одной из заданных констант и соответствующем ветвлении.