Лекции.ИНФО


Вот как выглядит версия программы разбиения строки на слова с использованием арифметики указателей.



// Программа разбиения строки на слова:

// версия с использованием указателей.

#include <iostream>

#include <cstdio>

using namespace std;

Int main()

{

 char str[80];

 char token[80];

 char *p, *q;

 cout << "Введите предложение: ";

 gets(str);

 p = str;

 // Считываем лексему из строки.

 while(*р) {

  q = token; // Устанавливаем q для указания на начало массива token.

  /* Считываем символы до тех пор, пока не встретится либо пробел, либо нулевой символ (признак завершения строки). */

  while(*p != ' ' && *р) {

   *q = *р;

   q++; р++;

  }

  if(*p) р++; // Перемещаемся за пробел.

  *q = '0'; // Завершаем лексему нулевым символом.

  cout << token << '';

 }

 return 0;

}

А вот как выглядит версия той же программы с использованием индексирования массивов.

// Программа разбиения строки на слова:

// версия с использованием индексирования массивов.

#include <iostream>

#include <cstdio>

using namespace std;

Int main()

{

 char str[80];

 char token[80];

 int i, j;

 cout << "Введите предложение: ";

 gets(str);

 // Считываем лексему из строки.

 for(i=0; ; i++) {

  /* Считываем символы до тех пор пока не встретится либо пробел, либо нулевой символ (признак завершения строки). */

  for(j=0; str[i]!=' ' && str[i]; j++, i++)

   token[j] = str[i];

  token[j] = '0'; // Завершаем лексему нулевым символом.

  cout << token << '';

  if(!str[i]) break;

 }

 return 0;

}

У этих программ может быть различное быстродействие, что обусловлено особенностями генерирования кода С++-компиляторами. Как правило, при использовании индексирования массивов генерируется более длинный код (с большим количеством машинных команд), чем при выполнении арифметических действий над указателями. Поэтому неудивительно, что в профессионально написанном С++-коде чаще встречаются версии, ориентированные на обработку указателей. Но если вы— начинающий программист, смело используйте индексирование массивов, пока не научитесь свободно обращаться с указателями.

Индексирование указателя

Как было показано выше, можно получить доступ к массиву, используя арифметические действия над указателями. Интересно то, что в C++ указатель, Который ссылается на массив, можно индексировать так, как если бы это было имя массива (это говорит о тесной связи между указателями и массивами). Соответствующий такому подходу синтаксис обеспечивает альтернативу арифметическим операциям над указателями, поскольку он более удобен в некоторых ситуациях. Рассмотрим пример.

// Индексирование указателя подобно массиву.

#include <iostream>

#include <cctype>

using namespace std;

Int main()

{

 char str[20] = "I love you";

 char *p;

 int i;

 p = str;

 // Индексируем указатель.

 for(i=0; p[i]; i++) p[i] = toupper(p[i]);

 cout << p; // Отображаем строку.

 return 0;

}

При выполнении программа отобразит на экране следующее.

I LOVE YOU

Вот как работает эта программа. Сначала в массив str вводится строка "I love you". Затем адрес начала этой строки присваивается указателю р. После этого каждый символ строки str с помощью функции toupper() преобразуется в его прописной эквивалент посредством индексирования указателя р. Помните, что выражение р[i] по своему действию идентично выражению *(p+i).

О взаимозаменяемости указателей и массивов

Выше было показано, что указатели и массивы очень тесно связаны. И действительно, во многих случаях они взаимозаменяемы. Например, с помощью указателя, который содержит адрес начала массива, можно получить доступ к элементам этого массива либо посредством арифметических действий над указателем, либо посредством индексирования массива. Однако в общем случае указатели и массивы не являются взаимозаменяемыми. Рассмотрим, например, такой фрагмент кода.

int num[10];

int i;

for(i=0; i<10; i++) {

 *num = i; // Здесь все в порядке.

 num++; // ОШИБКА — переменную num модифицировать нельзя.

}

Здесь используется массив целочисленных значений с именем num. Как отмечено в комментарии, несмотря на то, что совершенно приемлемо применить к имени num оператор "*" (который обычно применяется к указателям), абсолютно недопустимо модифицировать значение num. Дело в том, что num — это константа, которая указывает на начало массива. И ее, следовательно, инкрементировать никак нельзя. Другими словами, несмотря на то, что имя массива (без индекса) действительно генерирует указатель на начало массива, его значение изменению не подлежит.

Хотя имя массива генерирует константу-указатель, на него, тем не менее, (подобно указателям) можно включать в выражения, если, конечно, оно при этом не модифицируется. Например следующая инструкция, при выполнении которой элементу num[3] присваивается значение 100, вполне допустима.

*(num+3) = 100; // Здесь все в порядке, поскольку num не изменяется.

Указатели и строковые литералы

Возможно, вас удивит способ обработки С++-компиляторами строковых литералов, подобных следующему.

cout << strlen("С++-компилятор");

Если С++-компилятор обнаруживает строковый литерал, он сохраняет его в таблице строк программы и генерирует указатель на нужную строку. Поэтому следующая программа совершенно корректна и при выполнении выводит на экран фразу: Работа с указателями - сплошное удовольствие!.

#include <iostream>

using namespace std;

Int main()

{

 char *s;

 s = "Работа с указателями - сплошное удовольствие!";

 cout << s;

 return 0;

}

При выполнении этой программы символы, образующие строковый литерал, сохраняются в таблице строк, а переменной s присваивается указатель на соответствующую строку в этой таблице.

Таблица строк — это таблица, сгенерированная компилятором для хранения строк, используемых в программе.

Поскольку указатель на таблицу строк конкретной программы при использовании строкового литерала генерируется автоматически, то можно попытаться использовать этот факт для модификации содержимого данной таблицы. Однако такое решения вряд ли можно назвать удачным. Дело в том, что С++-компиляторы создают оптимизированные таблицы, в которых один строковый литерал может использоваться в двух (или больше) различных местах программы. Поэтому "насильственное" изменение строки может вызвать нежелательные побочные эффекты. Более того, строковые литералы представляют собой константы, и некоторые современные С++-компиляторы попросту не позволят менять их содержимое. А при попытке сделать это будет сгенерирована ошибка времени выполнения.

Все познается в сравнении

Выше отмечалось, что значение одного указателя можно сравнивать с другим. Но, чтобы сравнение указателей имело смысл, сравниваемые указатели должны быть каким-то образом связаны друг с другом. Чаще всего такая связь устанавливается в случае, когда оба указателя указывают на элементы одного и того же массива. Например, даны два указателя (с именами А и В), которые ссылаются на один и тот же массив. Если А меньше В, значит, указатель А указывает на элемент, индекс которого меньше индекса элемента, адресуемого указателем В. Такое сравнение особенно полезно для определения граничных условий.

Сравнение указателей демонстрируется в следующей программе. В этой программе создается две переменных типа указатель. Одна (с именем start) первоначально указывает на начало массива, а вторая (с именем end) — на его конец. По мере ввода пользователем чисел массив последовательно заполняется от начала к концу. Каждый раз, когда в массив вводится очередное число, указатель start инкрементируется. Чтобы определить, заполнился ли массив, в программе просто сравниваются значения указателей start и end. Когда start превысит end, массив будет заполнен "до отказа". Программе останется лишь вывести содержимое заполненного массива на экран.

// Пример сравнения указателей.

#include <iostream>

using namespace std;

Int main()

{

 int num[10];

 int *start, *end;

 start = num;

 end = &num[9];

 while(start <= end) {

  cout << "Введите число: ";

   cin >> *start;

  start++;

 }

 start << num; /* Восстановление исходного значения указателя */

 while(start <= end) {

  cout << *start << ' ';

  start++;

 }

 return 0;

}

Как показано в этой программе, поскольку start и end оба указывают на общий объект (в данном случае им является массив num), их сравнение может иметь смысл. Подобное сравнение часто используется в профессионально написанном С++-коде.

Массивы указателей

Указатели, подобно данным других типов, могут храниться в массивах. Вот, например, как выглядит объявление 10-элементного массива указателей на int-значения.

int *ipa[10];

Здесь каждый элемент массива ipa содержит указатель на целочисленное значение.

Чтобы присвоить адрес int-переменной с именем var третьему элементу этого массива указателей, запишите следующее.

ipa[2] = &var;

Помните, что здесь ipa — массив указателей на целочисленные значения. Элементы этого массива могут содержать только значения, которые представляют собой адреса переменных целочисленного типа. Вот поэтому переменная var предваряется оператором Чтобы присвоить значение переменной var целочисленной переменной х с помощью массива ipa, используйте такой синтаксис.

x = *ipa[2];

Поскольку адрес переменной var хранится в элементе ipa[2], применение оператора "*" к этой индексированной переменной позволит получить значение переменной var.

Подобно другим массивам, массивы указателей можно инициализировать. Как правило, инициализированные массивы указателей используются для хранения указателей на строки. Например, чтобы создать функцию, которая выводит счастливые предсказания, можно следующим образом определить массив fortunes,

char *fortunes[] = {

 "Вскоре деньги потекут к Вам рекой.",

 "Вашу жизнь озарит новая любовь.",

 "Вы будете жить долго и счастливо.",

 "Деньги, вложенные сейчас в дело, принесут доход.",

 "Близкий друг будет искать Вашего расположения."

};

Не забывайте, что C++ обеспечивает хранение всех строковых литералов в таблице строк, связанной с конкретной программой, поэтому массив нужен только Для хранения указателей на эти строки. Таким образом, для вывода второго сообщения достаточно использовать инструкцию, подобную следующей.

cout << fortunes[1];

Ниже программа предсказаний приведена целиком. Для получения случайных чисел используется функция rand(), а для получения случайных чисел в диапазоне от 0 до 4 — оператор деления по модулю, поскольку именно такие числа могут служить для доступа к элементам массива по индексу.

#include <iostream>

#include <cstdlib>

#include <conio.h>

using namespace std;

char *fortunes[] = {

 "Вскоре деньги потекут к Вам рекой.",

 "Вашу жизнь озарит новая любовь.",

 "Вы будете жить долго и счастливо.",

 "Деньги, вложенные сейчас в дело, принесут доход.",

 "Близкий друг будет искать Вашего расположения."

};

Int main()

{

 int chance;

 cout <<"Чтобы узнать свою судьбу, нажмите любую клавишу: ";

 // Рандомизируем генератор случайных чисел.

 while(!kbhit()) rand();

 cout << '';

 chance = rand();

 chance = chance % 5;

 cout << fortunes[chance];

 return 0;

}

Обратите внимание на цикл while, который вызывает функцию rand() до тех пор, пока не будет нажата какая-либо клавиша. Поскольку функция rand() всегда генерирует одну и ту же последовательность случайных чисел, важно иметь возможность программно использовать эту последовательность с некоторой произвольной позиции. (В противном случае каждый раз после запуска программа будет выдавать одно и то же "предсказание".) Эффект случайности достигается за счет повторяющихся обращений к функции rand(). Когда пользователь нажмет клавишу, цикл остановится на некоторой, случайной позиции последовательности генерируемых чисел, и эта позиция определит номер сообщения, которое будет выведено на экран. Напомню, что функция kbhit() представляет собой довольно распространенное расширение библиотеки функций C++, обеспечиваемое многими компиляторами, но не входит в стандартный пакет библиотечных функций C++.

В следующем примере используется двумерный массив указателей для создания программы, которая отображает синтаксис-памятку по ключевым словам C++. В программе инициализируется список указателей на строки. Первая размерность массива предназначена для указания на ключевые слова C++, а вторая — на краткое их описание. Список завершается двумя нулевыми строками, которые используются в качестве признака конца списка. Пользователь вводит ключевое слово, а программа должна вывести на экран его описание. Как видите, этот список содержит всего несколько ключевых слов. Поэтому его продолжение остается за вами.

// Простая памятка по ключевым словам C++.

#include <iostream>

#include <cstring>

using namespace std;

char *keyword[][2] = {

 "for", "for(инициализация; условие; инкремент)",

 "if", "if(условие) ... else ... ",

 "switch", "switch(значение) {case-список}",

 "while", "while(условие) ...",

 // Сюда нужно добавить остальные ключевые слова C++.

 "", "" // Список должен завершаться нулевыми строками.

};

Int main()

{

 char str[80];

 int i;

 cout << "Введите ключевое слово: ";

  cin >> str;

 // Отображаем синтаксис.

 for(i=0; *keyword[i][0]; i++)

  if(!strcmp(keyword[i][0], str))

   cout << keyword[i][1];

 return 0;

}

Вот пример выполнения этой программы.

Введите ключевое слово: for









Читайте также:

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-17; Просмотров: 105;


lektsia.info 2017 год. Все права принадлежат их авторам! Главная