Битовые поля. Синтаксис: struct[<tag>]{<member-declaration-list>}<declarator>[,<declarator>]

Объявления структур

Синтаксис: struct[<tag>]{<member-declaration-list>}<declarator>[,<declarator>...]; struct<tag><declarator>[,<declarator>...];

Об"явление структуры задает имя типа структуры и специфици­рует последовательность переменных величин, называемых элементами структуры, которые могут иметь различные типы.

Об"явление структуры начинается с ключевого слова struct и имеет две формы представления, как показано выше. В первой форме представления типы и имена элементов структуры специфицируются в списке об"явлений элементов <member-declaration-list>. <tag>- это идентификатор, который именует тип структуры, определенный в списке об"явлений элементов.

Каждый <declarator> задает имя переменной типа структуры. Тип переменной в деклараторе может быть модифицирован на указа­тель к структуре, на массив структур или на функцию, возвращающую структуру.

Вторая синтаксическая форма использует тег- <tag> структуры для ссылки на тип структуры. В этой форме об"явления отсутствует список об"явлений элементов, поскольку тип структуры определен в другом месте. Определение типа структуры должно быть видимым для тега, который используется в об"явлении и определение должно предшествовать об"явлению через тег, если тег не используется для об"явления указателя или структурного типа typedef. В последних случаях об"явления могут использовать тег структуры без предвари­тельного определения типа структуры, но все же определение должно находиться в пределах видимости об"явления.

Список об"явлений элементов <member-declaration-list>- это одно или более об"явлений переменных или битовых полей. Каждая

переменная, об"явленная в этом списке, называется элементом структурного типа. Об"явления переменных списка имеют тот же са­мый синтаксис, что и об"явления переменных обсуждаемых в этой главе, за исключением того, что об"явления не могут содержать спецификаторов класса памяти или инициализаторов. Элементы струк­туры могут быть любого типа: основного, массивом, указателем, совмещением или структурой.

Элемент не может иметь тип структуры, в которой он появля­ется. Однако, элемент может быть об"явлен, как указатель на тип структуры, в которую он входит, позволяя создавать списочные структуры.

Об"явления битовых полей имеют следующий синтаксис:

<type-specifier>[<identifier>]:<constant-expression>; Битовое поле состоит из некоторого числа бит, специфициро-

ванных константным выражением- <constant- expression>. Для бито-

вого поля спецификатор типа <type- specifier> должен специфициро-

вать беззнаковый целый тип, а константное выражение должно быть неотрицательной целой величиной. Массивы битовых полей, указатели на битовые поля и функции, возвращающие битовые поля не допуска­ются. Идентификатор- <identifier> именует битовое поле. Неимено­ванное битовое поле, чей размер специфицируется как нулевой, име­ет специальное назначение: оно гарантирует, что память для следу­ющей переменной об"явления будет начинаться на границе int.

Идентификаторы элементов внутри об"являемой структуры должны быть уникальными. Идентификаторы элементов внутри разных структур могут совпадать. В пределах той же самой видимости теги структур должны отличаться от других тегов (тегов других струк­тур, совмещений и перечислений).

Переменные (элементы) структуры запоминаются последователь­но в том же самом порядке, в котором они об"являются: первой пе­ременной соответствует самый младший адрес памяти, а последней­самый старший. Память каждой переменной начинается на границе свойственной ее типу. Поэтому могут появляться неименованные участки между соседними элементами.

Битовые поля не располагаются на пересечении границ, обяв­ленных для них типов. Например, битовое поле, об"явленое с типом unsigned int, упаковывается или в пространстве, оставшимся от предидущего unsigned int или начиная с нового unsigned int.

Примеры

/**************** Example 1 ****************/

struct {

float x,y;

} complex;

/**************** Example 2 *****************/

struct employee {

char name[20];

int id;

long class;

} temp;

/**************** Example 3 ******************/

struct employee student, faculty, staff;

/**************** Example 4 ******************/ struct sample {

char c;

float *pf;

struct sample *next;

} x;

/***************** Example 5 ******************/

struct {

unsigned icon: 8;

unsigned color: 4; unsigned underline: 1; unsigned blink: 1;

} screen[25][80];

В первом примере об"является переменная с именем complex типа структура. Эта структура состоит из двух элементов x и y ти­па float. Тип структуры не поименован.

Во втором примере об"является переменная с именем temp типа структура. Структура состоит из трех элементов с именами name, id и class. Элемент с именем name- это массив иэ 20- ти элементов типа char. элементы с именами id и class- это простые переменные типа int и long соответственно. Идентификатор employee является тегом структуры.

В третьем примере об"явлены три переменных типа структура с именами: student, faculty и staff. Каждая из структур состоит из трех элементов одной и той же конструкции. Элементы определены при об"явлении типа структуры с тегом employee в предыдущем примере.

В четвертом примере об"является переменная с именем x типа структура. Первые два элемента структуры представлены переменной c типа char и указателем pf на величину типа float. Третий эле­мент с именем next об"являются как указатель на описываемую структуру sample.

В пятом примере об"является двумерный массив поименованный screen, элементы которого имеют структурный тип. Массив состоит из 2000 элементов и каждый элементэто отдельная структура, состо­ящая из четырех элементов типа bit-fild с именами icon, color, underline и blink.

Об"явление совмещений

Синтаксис: union[<tag>]{<member-declaration-list>}<declarator>[,<declarator>...]; union<tag><declarator>[,<declarator>...];

Об"явление совмещения определяет имя переменной совмещения и специфицирует множество переменных, называемых элементами сов­мещения, которые могут быть различных типов. Переменная с типом совмещения запоминает любую отдельную величину, определяемую на­бором элементов совмещения.

Об"явление совмещения имеет тот же самый синтаксис, как и об"явление структуры, за исключением того, что она начинается с ключевого слова union вместо ключевого слова struct. Для об"явле­ния совмещения и структуры действуют одни и те же правила, за ис­ключением того, что в совмещении не допускаются элементы типа би­товых полей.

Память, которая соответствует переменной типа совмещение, определяется величиной для размещения любого отдельного элемента совмещения.

Когда используется наименьший элемент совмещения, то пере­менная типа совмещения может содержать неиспользованное простран­ство. Все элементы совмещения запоминаются в одном и том же прос­транстве памяти переменной, начиная с одного и того же адреса. Запомненные значения затираются каждый раз, когда присваивается значение очередного элемента совмещения.

Примеры:

/************** Example 1 ********************/

union sign {

int svar;

unsigned uvar;

} number;

/************** Example 2 ********************/

union {

char *a, b;

float f[20];

} jack;

/*************** Example 2 *******************/

union {

struct {

char icon;

unsigned color: 4;

} window1, window2, window3, window4;

} screen[25][80];

В первом примере об"является переменная типа совмещения, поименованная number. Список элементов совмещения состоит из двух

об"явлений переменных: svar типа int и uvar типа unsigned. Это об"явление позволяет запоминать текущее значение number в знако­вом или беззнаковом виде. Тип совмещения поименован идентификато­ром sign.

Во втором примере об"является переменная типа совмещения с именем jack. Список элементов об"явления состоит из трех об"явле­ний: указателя a на величину типа char, переменной b типа char и массива f из 20 элементов типа float. Тип совмещения не поимено­ван.

Память, распределенная для переменной jack, равна памяти, распределенной под массив f, поскольку f самый большой элемент совмещения.

В третьем примере об"является двумерный массив совмещений с именем screen. Массив состоит из 2000 об"ектов. Каждый об"ект­это отдельное совмещение из четырех элементов: window1, window2, window3, window4, где каждый элемент- это структура. В любое за­данное время каждый об"ект совмещения поддерживается одним из че­тырех возможных элементов типа структура. Таким образом, перемен­ная screen- это композиция четырех возможных "windows".

Об"явление массива

Синтаксис: <type-specifier><declarator>[<constant-expression>]; <type-specifier><declarator>[];

Здесь квадратные скобки- это терминальные символы. Об"явле­ние массива определяет тип массива и тип каждого элемента. Оно может определять также число элементов в массиве. Переменная типа массив рассматривается как указатель на элементы массива. Об"яв­ление массива может представляться в двух синтаксических формах, указанных выше. Декларатор<declarator> задает имя переменной. Квадратные скобки, следующие за декларатором, модифицируют декла­ратор на тип массива. Константное выражение

<constant-expression>, заключенное в квадратные скобки, определя­ет число элементов в массиве. Каждый элемент имеет тип, задавае­мый спецификатором типа <type-specifier>, который может специфи­цировать любой тип, исключая void и тип функции.

Во второй синтаксической форме опущено константное выраже­ние в квадратных скобках. Эта форма может быть использована толь­ко тогда, когда массив инициализируется или об"явлен как формаль­ный параметр или об"явлен как ссылка на массив, явно определенный где-то в программе.

Массив массивов или многомерный массив определяется путем задания списка константных выражений в квадратных скобках, следу­щего за декларатором:

<type-specifier><declarator>[<constant-expression>]

[<constant-expression>]...

Каждое константное выражение- <constant-expression> в квад­ратных скобках определяет число элементов в даннном иэмерении

массива, так что об"явление двумерного массива содержит два конс­тантных выражения, трехмерного- три и т.д. Если многомерный мас­сив об"является внутри функции или если он инициализируется либо об"является как формальный параметр или об"является как ссылка на

массив, явно определенный где- то в программе, то первое констан­тное выражение может быть опущено.

Массив указателей на величины,заданного типа, может быть определен посредством составного декларатора, как было описано в разделе 4.3.2.

Типу массив соответствует память, которая требуется для размещения всех его элементов. Элементы массива с первого до пос­леднего запоминаются в последовательных возрастающих адресах па­мяти. Между элементами массива в памяти разрывы отсутствуют. Эле­менты массива запоминаются друг за другом построчно. Например, массив, содержащий две строки с тремя столбцами каждая,

char A[2][3]

будет запомнен следующим образом. Сначала запоминаются три столбца первой строки, затем элементы трех столбцов второй стро­ки. Смысл этого в том, чтобы последний индекс был более быстрым. Чтобы сослаться на отдельный элемент массива, нужно использовать индексное выражение, которое описано в разделе 5.2.5.

Примеры:

/*************** Example 1 ******************/

int scores[10], game;

/*************** Example 2 ******************/

float matrix[10][15];

/*************** Example 3 ******************/

struct {

float x,y;

} complex[100];

/*************** Example 4 *******************/

char *name[20];

В первом примере об"является переменная типа массив с име­нем scores из 10 элементов типа int. Переменная с именем game об"явлена как простая переменная целого типа.

Во втором примере об"является двумерный массив с именем matrix. Массив состоит из 150-ти элементов типа float.

В третьем примере об"является массив структур. Массив сос­тоит из 100 об"ектов. Каждый об"ект массива представляет собой структуру, состоящую из двух элементов.

В четвертом примере об"явлен массив указателей. Массив сос­тоит из 20-ти элементов, каждый из которых является указателем на величину типа char.

4.4.6. Об"явление указателей

Синтаксис:

<type-specifier> *<declarator>;

Об"явление указателя определяет имя переменной типа указа­тель и тип об"екта, на который указывает эта переменная. Деклара­тор- <declarator> определяет имя переменной с возможной модифика­цией ее типа. Спецификатор типа- <type- specifier> задает тип об"екта, который может быть базового типа, типа структуры или совмещения.

Переменная типа указатель может указывать также на функции, массивы и другие указатели. Более полная информация о типах ука­зателей дана в разделе 4.3.2. "Составные деклараторы".

Если указатель не используется до определения типа структу­ры или совмещения, то он может быть об"явлен ранее этого опреде­ления. Такие об"явления допускаются, поскольку компилятору не требуется знать размера структуры или совмещения, чтобы распреде­лить память под переменную типа указатель. Указатель может быть об"явлен посредством использования тега структуры или совмещения (смотри ниже пример 4).

Переменная, об"явленная как указатель, хранит адрес памяти. Размер памяти, требуемый для адреса, и смысл адреса зависит от данной конфигурации машины. Указатели на различные типы не обяза­тельно имеют одну и ту же длину.

Для некоторых реализаций используются специальные ключевые слова near, far и huge, чтобы модифицировать размер указателя. Об"явления, использующие специальные ключевые слова, были описаны в разделе 4.3.3. Информация о смысле ключевых слов дана в системной документации.

Примеры:

char *message; /* Example 1 */

int *pointers[10]; /* Example 2 */ int (*pointer)[10]; /* Example 3 */ struct list *next, *previous; /* Example 4 */

struct list { /* Example 5 */ char *token;

int count;

struct list *next;

} line;

struct id { /* Example 6 */ unsigned int id_no;

struct name *pname;

} record;

В первом примере об"является переменная- указатель поимено­ванная message. Она указывает на величину типа char.

Во втором примере об"явлен массив указателей, поименованный pointers. Массив состоит из 10 элементов. Каждый элемент- это указатель на переменную типа int.

В третьем примере об"явлена переменная- указатель, поимено­ванная pointer. Она указывает на массив из 10 элементов. Каждый элемент в этом массиве имеет тип int.

В четвертом примере об"явлены две переменныхуказателя, ко­торые ссылаются на величины структурного типа list (смотри следу­ющий пример). Определение типа с именем list должно находиться в пределах видимости об"явления.

В пятом примере об"является переменная с именем line, структурного типа, поименованного list. Тип структуры с именем list определяется тремя элементами. Первый элементэто указатель на величину типа char, второй- на величину типа int, а третий­это указатель на следующую структуру типа list.

В шестом примере об"является переменная с именем record, имеющая тип структуры с именем id. Заметим, что третий элемент с именем pname об"явлен как указатель на другой тип структуры с именем name. Это об"явление может появиться перед об"явление структуры с именем name.

Об"явление функций

Синтаксис:

[<type-specifier>]<declarator>([<arg-type-list>])[,<declarator>...];

Об"явление функции определяет имя, тип возврата функции и, возможно, типы и число ее аргументов. Об"явление функции также называется forward- об"явлением. Декларатор функции об"являет имя функции, а спецификатор типа задает тип возврата. Если специфика­тор типа опущен в об"явлении функции, то предполагается, что функция возвращает величину типа int.

Об"явление функции может включать спецификаторы класса па­мяти extern или static.

Список типов аргументов.

Список типов аргументов- <arg-type-list> определяет число и типы аргументов функции. Синтаксис списка аргументов следующий:

<type-name-list>[,...]

Список имен типов- это список из одного или более имен ти­пов. Каждое имя типа отделяется от другого запятой. Первое имя типа задает тип первого аргумента, второе имя типа задает тип второго аргумента и т. д. Если список имен типов заканчивается запятой с многоточием (,...), то это означает, что число аргумен­тов функции переменно. Однако, предполагается, что функция будет иметь не меньше аргументов, чем имен типов, предшествующих много­точию.

Если список типов аргументов- <arg-type-list> содержит

только многоточие (...), то число аргументов функции является пе-

ременным или равно нулю.

Замечание:

Чтобы поддержать совместимость с программами предидущих версий, компилятор допускает символ запятой без многоточия в кон­це списка типов аргументов для обозначения их переменного числа. Запятая может быть использована и вместо многоточия для об"явле­ния нуля или более аргументов функции. Использование запятой под­держивается только для совместимости. Использование многоточия рекомендуется для нового представления.

Имя типа- <type- name> для типов структуры, совмещения или базового типа состоит из спецификатора этого типа (такого как int). Имена типов для указателей, массивов и функций формируются пу­тем комбинации спецификатора типа с "абстрактным декларатором". Абстрактный декларатор- это декларатор без идентификатора. В раз­деле 4.9 "Имена типов" об"ясняется, каким об"разом формировать и интерпретировать абстрактные деклараторы.

Для того чтобы об"явить функцию, не имеющую аргументов, мо­жет быть использовано специальное ключевое слово void на месте списка типов аргументов. Компилятор вырабатывает предупреждающее сообщение, если в вызове такой функции будут специфицированы ар­гументы.

Еще одна специальная конструкция допускается в списке типов аргументов. Это фраза void *, которая специфицирует аргумент типа указатель. Эта фраза может быть использована в списке типов аргу­ментов вместо имени типа.

Список типов аргументов может быть опущен. В зтом случае скобки после идентификатора функции все же требуются, хотя они и пусты. В этом случае в об"явлении функции не определяются ни ти­пы, ни число аргументов в функции. Когда эта информация опускает-

ся, то компилятор не проверяет соответствия между формальными и фактическими параметрами при вызове функции. Более подробная ин­формация дана в разделе 7.4 "Вызовы функций".

Тип возврата

Функции могут возвращать величины любого типа за исключени­ем массивов и функций. Для этого посредством спецификатора типа­"type-specifier" в об"явлении функции можно специфицировать любой тип: основной, структуру или совмещение. Идентификатор функции может быть модифицирован одной или несколькими звездочками (*), чтобы об"явить возвращаемую величину типа указателя.

Хотя функции и не допускают возвратов массивов или функций, но они могут возвращать указатели на массивы или функции. Функ­ции, которые возвращают указатели на величины типа массив или функция, об"являются посредством модификации идентификатора функ­ции квадратными скобками, звездочкой и круглыми скобками, чтобы сформировать составной декларатор. Формирование и интерпретация составных деклараторов рассматривались в разделе 4.3.2.

Примеры:

int add(int, int); /* Example 1 */

double calc(); /* Example 2 */

char *strfind(char *,...); /* Example 3 */

void draf(void); /* Example 4 */

double (*sum(double, double)) [3]; /* Example 5 */ int (*select(void)) (int); /* Example 6 */

char *p; /* Example 7 */

short *q;

int prt(void *);

В первом примере об"является функция, поименованная add, которая требует два аргумента типа int и возвращает величину типа int.

Во втором примере об"является функция, поименованная calc, которая возвращает величину типа double. Список типов аргументов не задан. В третьем примере об"является функция, поименованная strfind, которая возвращает указатель на величину типа char. Фун­кция требует, по крайней мере один аргументуказатель на величину типа char. Список типов аргументов заканчивается запятой с много­точием, обозначающим, что функция может потребовать большее число аргументов.

В четвертом примере об"является функция с типом возврата void (нет возвращаемой величины). Список типов аргументов также void, означающий отсутствие аргументов для этой функции.

В пятом примере sum об"является как функция, возвращающая указатель на массив из трех величин типа double. Функция sum тре­бует два аргумента, каждый из которых является величиной типа double.

В шестом примере функция, поименованная select, об"явлена без аргументов и возвращает указатель на функцию. Указатель возв­рата ссылается на функцию, требующую один аргумент типа int и возвращающую величину типа int.

В седьмом примере об"явлена функция prt, которая требует аргумент- указатель любого типа, и которая возвращает величину типа int. Любой указатель p или q могли бы быть использованы как аргументы функции без выдачи при этом предупреждающего сообщения.