while (имеется еще строка)
if (эта строка длиннее самой длинной из
предыдущих)
запомнить эту строку и ее длину напечатать самую длинную строку
По этой схеме ясно, что программа естественным образом распадается на несколько частей. Одна часть читает новую строку,
другая проверяет ее, третья запоминает, а остальные части программы управляют этим процессом.
Поскольку все так прекрасно делится, было бы хорошо и написать программу соответствующим образом. Давайте сначала напишем отдельную функцию getline, которая будет извлекать следующую строку из файла ввода; это - обобщение функции getchar. Мы попытаемся сделать эту функцию по возможности более гибкой, чтобы она была полезной и в других ситуациях. Как минимум getline должна передавать сигнал о возможном появлении конца файла; более общий полезный вариант мог бы передавать длину строки или нуль, если встретится конец файла. Нуль не может быть длиной строки, так как каждая строка содержит по крайней мере один символ; даже строка, содержащая только символ новой строки, имеет длину 1.
Когда мы находим строку, которая длиннее самой длинной из предыдущих, то ее надо где-то запомнить. Это наводит на мысль о другой функции, copy, которая будет копировать новую строку в место хранения.
Наконец, нам нужна основная программа для управления функциями getline и copy. Вот результат :
#define maxline 1000 /* длина максимальной
входной строки */
main() /* найти самую длинную строку */
{
int len; /* длина текущей строки */
int max; /* максимальная длина, найденная до сих пор */
char line[maxline]; /* текущая входная строка */
char save[maxline]; /* самая длинная строка, сохраненная */
max = 0;
while ((len = getline(line, maxline)) > 0)
if (len > max) {
max = len;
copy(line, save);
}
if (max > 0) /* была найдена строка */
printf("%s", save);
}
getline(s,lim) /* ввести строку в s, возвратить длину */
char s[];
int lim;
{
int c, i;
for(i=0;i < lim-1 && (c=getchar())!=EOF && c!='\n';++i)
s[i] = c;
if (c == '\n') {
s[i] = c;
++i;
}
s[i] = '\0';
return(i);
}
copy(s1, s2) /* копировать s1 в s2;
предполагается, что s2 достаточно большое */
char s1[], s2[];
{
int i;
i = 0;
while ((s2[i] = s1[i]) != '\0')
++i;
}
Функции main и getline общаются как через пару аргументов, так и через возвращаемое значение. Аргументы getline описаны в строках
char s[]; int lim;которые указывают, что первый аргумент является массивом, а второй - целым.
Длина массива s не указана, так как она определена в main. Функция getline использует оператор return для передачи значения назад в вызывающую программу точно так же, как это делала функция power. Одни функции возвращают некоторое нужное значение; другие, подобно copy, используются из-за их действия и не возвращают никакого значения.
Чтобы пометить конец строки символов, функция getline помещает в конец создаваемого ей массива символ \0 /нулевой символ, значение которого равно нулю/. Это соглашение используется также компилятором с языка C: когда в C - программе встречается строчная константа типа
"hello\n"то компилятор создает массив символов , содержащий символы этой строки, и заканчивает его символом \0, с тем чтобы функции, подобные printf, могли зафиксировать конец массива:
----------------------------------------- ! h ! e ! l ! l ! o ! \n ! \0 ! -----------------------------------------Спецификация формата %s указывает, что printf ожидает строку, представленную в такой форме. Проанализировав функцию copy, вы обнаружите, что и она опирается на тот факт, что ее входной аргумент оканчивается символом \0, и копирует этот символ в выходной аргумент s2. /Все это подразумевает, что символ \0 не является частью нормального текста/.
Между прочим, стоит отметить, что даже в такой маленькой программе, как эта, возникает несколько неприятных организационных проблем. Например, что должна делать main, если она встретит строку, превышающую ее максимально возможный размер? Функция getline поступает разумно: при заполнении массива она прекращает дальнейшее извлечение символов, даже если не встречает символа новой строки. Проверив полученную длину и последний символ, функция main может установить, не была ли эта строка слишком длинной, и поступить затем, как она сочтет нужным. Ради краткости мы опустили эту проблему.
Пользователь функции getline никак не может заранее узнать, насколько длинной окажется вводимая строка. Поэтому в getline включен контроль переполнения. В то же время пользователь функции copy уже знает /или может узнать/, каков размер строк, так что мы предпочли не включать в эту функцию дополнительный контроль.
Поскольку автоматические переменные появляются и исчезают вместе с обращением к функции, они не сохраняют своих значений в промежутке от одного вызова до другого, в силу чего им при каждом входе нужно явно присваивать значения. Если этого не сделать, то они будут содержать мусор.
В качестве альтернативы к автоматическим переменным можно определить переменные, которые будут внешними для всех функций, т.е. глобальными переменными, к которым может обратиться по имени любая функция, которая пожелает это сделать. Так как внешние переменные доступны всюду, их можно использовать вместо списка аргументов для передачи данных между функциями. Кроме того, поскольку внешние переменные существуют постоянно, а не появляются и исчезают вместе с вызываемыми функциями, они сохраняют свои значения и после того, как функции, присвоившие им эти значения, завершат свою работу.
Внешняя переменная должна быть определена вне всех функций; при этом ей выделяется фактическое место в памяти. Такая переменная должна быть также описана в каждой функции, которая собирается ее использовать; это можно сделать либо явным описанием extern, либо неявным по контексту. Чтобы сделать обсуждение более конкретным, давайте перепишем программу поиска самой длинной строки, сделав line, save и max внешними переменными. Это потребует изменения описаний и тел всех трех функций, а также обращений к ним.
#define maxline 1000 /* длина максимальной
входной строки*/
char line[maxline]; /* входная строка */
char save[maxline];/* самая длинная строка сохраняется здесь*/
int max;/*длина самой длинной строки, найденной до сих пор*/
main() /*нахождение самой длинной строки: другая версия*/
{
int len;
extern int max;
extern char save[];
max = 0;
while ( (len = getline()) > 0 )
if ( len > max ) {
max = len;
copy();
}
if ( max > 0 ) /* была найдена линия */
printf( "%s", save );
}
getline() /* другая версия */
{
int c, i;
extern char line[];
for (i = 0; i < maxline-1
&& (c=getchar()) !=EOF && c!='\n'; ++i)
line[i] = c;
++i;
}
line[i] = '\0'
return(i)
}
copy() /* другая версия */
{
int i;
extern char line[], save[];
i = 0;
while ((save[i] = line[i]) !='\0')
++i;
}
Внешние переменные для функций main, getline и copy определены в первых строчках приведенного выше примера,
которыми указывается их тип и вызывается отведение для них памяти. Синтаксически внешние описания точно такие же,
как описания, которые мы использовали ранее, но так как они расположены вне функций, соответствующие переменные являются внешними.
Чтобы функция могла использовать внешнюю переменную, ей надо сообщить ее имя. Один способ сделать - это включить в функцию описание extern;
это описание отличается от предыдущих только добавлением ключевого слова extern.
В определеных ситуациях описание extern может быть опущено: если внешнее определение переменной находится в том же исходном файле, раньше ее использования в некоторой конкретной функции, то не обязательно включать описание extern для этой переменной в саму функцию. Описания extern в функциях main, getline и copy являются, таким образом, излишними. Фактически, обычная практика заключается в помещении определений всех внешних переменных в начале исходного файла и последующем опускании всех описаний extern.
Если программа находится в нескольких исходных файлах, и некоторая переменная определена, скажем в файле 1, а используется в файле 2, то чтобы связать эти два вхождения переменной, необходимо в файле 2 использовать описание extern.
Вы должно быть заметили, что мы в этом разделе при ссылке на внешние переменные очень аккуратно используем слова описание и определение. "Определение" относится к тому месту, где переменная фактически заводится и ей выделяется память; "описание" относится к тем местам, где указывается природа переменной, но никакой памяти не отводится.
Между прочим, существует тенденция объявлять все, что ни попадется, внешними переменными, поскольку кажется, что это упрощает связи, - списки аргументов становятся короче и переменные всегда присутствуют, когда бы вам они ни понадобились. Но внешние переменные присутствуют и тогда, когда вы в них не нуждаетесь. Такой стиль программирования чреват опасностью, так как он приводит к программам, связи данных внутри которых не вполне очевидны. переменные при этом могут изменяться неожиданным и даже неумышленным образом, а программы становится трудно модифицировать, когда возникает такая необходимость. Вторая версия программы поиска самой длинной строки уступает первой отчасти по этим причинам, а отчасти потому, что она лишила универсальности две весьма полезные функции, введя в них имена переменных, с которыми они будут манипулировать.