Анализ программы.

Протокол работы с программой.

Программа

Постановка задачи

Даны два целых числа a и b. Вычислить их сумму y.

Ниже приводится программа, предназначенная для решения данной задачи, а затем даются необходимые к ней пояснения.

/*
Программа, выполняющая сложение двух целых чисел
Файл Summa.c
*/

#include<stdio.h>
#include<conio.h>

int main(void)
{

int a, b, y;
clrscr();
printf(“Первое число=”);
scanf(“%d”, &a);
printf(“Второе число=”)
scanf(“%d”, &b);
y = a + b;
printf(“Сумма=%d\n”, y);
getch();
return 0;

}

Приведем протокол работы с рассматриваемой программой. Подчеркиванием выделен ввод пользователя.

Первое число=2<Enter>
Второе число=3<Enter>
Сумма=5

Заметим, что рассматриваемая программа содержит все три структурных компонента, характерные для простейших программ. Вначале приводится комментарий, относящийся ко всей программе в целом. Из этого комментария следует, что программа предназначена для сложения двух целых чисел, а ее исходный текст находится в файле Summa.c.

После комментария расположены две директивы препроцессора, содержащие указание для препроцессора подключить два заголовочных файла (stdio.h и conio.h). Первая директива предписывает выполнить эту работу для файла stdio.h, а вторая – для conio.h. Необходимость в подключении этих файлов связана с тем обстоятельством, что рассматриваемая программа работает с библиотечными функциями. Работа с функциями printf() и scanf()требует подключения файла stdio.h, а работа с функциями clrscr() и getch() - подключения файла conio.h.

Затем следует определение функции main(). Оно состоит из заголовка и тела. Заголовок имеет стандартный вид, совпадающий с заголовком пустой программы, текст которой приведен выше. Тело функции main() состоит из определения переменных и инструкций. В первой строке тела находится определение трех переменных a, b и y. Использование в определении спецификатора int является указанием на то, что все указанные переменные имеют целочисленный тип. Оставшаяся часть тела состоит из инструкций. Первой инструкцией является вызов функции clrscr(). Эта функция предназначена для очистки экрана. Заметим, что вызов любой функции, после которого поставлена точка с запятой, в программе, написанной на языке Си, становится инструкцией. Вызов функции языка Си состоит из ее имени и заключенного в круглые скобки списка аргументов. Вызов функции clrscr() не требует аргументов. Заметим, что в языке Си в вызове функции, не имеющей аргументов, нельзя опускать аргументные скобки. Это обусловлено тем обстоятельством, что круглые скобки заставляют компилятор рассматривать имя, после которого они находятся, как имя функции. Основная часть работы в рассматриваемой программе выполняется инструкциями, состоящими из вызова библиотечной функции, Все эти функции относятся к категории функций ввода – вывода. Остановимся на этих функциях более подробно.

К функциям ввода – вывода в рассматриваемой программе относятся функции printf(), scanf() и getch(). Основную работу по вводу – выводу выполняют первые две функции. Последняя функция (getch()) может оказаться необходимой для задержки экрана. В некоторых системах программирования необходимость в ее использовании может отсутствовать. Эта функция ожидает от пользователя нажатия на любую клавишу. Перейдем к рассмотрению функций printf() и scanf().

Функции printf() и scanf() относятся к так называемым функциям форматированного ввода – вывода. Функция printf() применяется для вывода на дисплей, а функция scanf() – для ввода с клавиатуры. В этих функциях предусмотрены специальные средства для управления процессом ввода – вывода. Эти средства называются спецификациями преобразования. В функции scanf() спецификации преобразовании используются всегда. В простейших вариантах использования функции printf() спецификации преобразования могут отсутствовать. Спецификации преобразования, если они имеются, всегда находятся в первом аргументе вызова рассматриваемых функций. Для этого аргумента используется специальное название: форматная строка. Каждая такая спецификация начинается с символа процент (%) и заканчивается символом, определяющим тип преобразования. В связи с тем, что рассматриваемая программа работает только с данными целого типа, в функциях ввода – вывода используется тип d, предназначенный для преобразования данных целого типа.

Рассмотрим объем работы, которую необходимо было выполнить в настоящей программе по вводу – выводу. Во-первых, необходимо было обеспечить ввод двух исходных чисел: a и b. Для этого следует использовать функцию scanf(). Оба эти числа можно ввести с помощью одного вызова этой функции. Однако предпочтительнее вводить каждое число с использованием отдельного вызова этой функции. Представляется, что такая организация ввода упрощает работу пользователя по вводу данных и уменьшает количество ошибок, которые может допустить программист при его организации. Этот способ ввода и принят в рассматриваемой программе. Вызов функции scanf() в программе должен быть предварен выводом наводящего сообщения, которое уведомляет пользователя, о том какая информация от него запрашивается. Эти наводящие сообщения выводятся в программе с помощью вызова функции printf().

Остановимся подробнее на организации ввода переменной a. В программе для этой цели служит следующий фрагмент кода:

printf(“a=”);
scanf(“%d”, &a);

Функция printf() здесь вызывается с одним аргументом – форматной строкой, однако спецификации преобразования в ней отсутствуют. Такая форма вызова функции printf() используется для вывода на экран сообщений для пользователя. Текст, находящийся между кавычками, выводится на экран дисплея. Вызов функции scanf() имеет два аргумента. Первым аргументом является форматная строка, содержащая одну спецификацию преобразования (%d), которая уведомляет компьютер о том, что вводимая c клавиатуры порция информации должна рассматриваться как целое число. Второй аргумент определяет адрес памяти, в которую следует направить введенное с помощью функции scanf() число. Для получения этого адреса образуется выражение &a. Здесь символ & (оператор взятия адреса) предписывает компилятору вычислить адрес переменной a. Выражение &a является так называемым указателем (см. п. 1. 17). Значением указателя является адрес того программного компонента, на который установлен указатель. Ввод переменной b организован аналогично вводу переменной a.

Вычисления суммы представлены в программе инструкцией

y = a + b;

Эта инструкция предписывает вычислить выражение, стоящее справа от символа “=”, и результат вычисления сохранить в переменной y. Символ “=” в языке Си называется оператором присваивания.

Перейдем к рассмотрению вопросов, связанных с выводом результатов вычислений. Вызов функции printf(), выполняющей эту работу, имеет следующий вид:

printf(“Сумма=%d\n”, y);

В рассматриваемом вызове функции printf() форматная строка кроме уже знакомой спецификации преобразования %d содержит некоторые другие символы. К их числу относятся символы, предшествующие спецификации преобразования. Особенность этих символов, состоит в том, что каждый из них имеет графическое изображение. Эти символы образуют текст (Сумма =), назначение которого служить пояснением к выводимой числовой информации. В конце форматной строки находятся два символа (\n), составляющие так называемую управляющую последовательность. Рассматриваемая управляющая последовательность носит название “новая строка”. Ее назначение в приведенном вызове состоит в переводе курсора на новую строку экрана. Кроме форматной строки в рассматриваемом вызове присутствует второй аргумент, представленный переменной y, значение которой требуется вывести на экран. Спецификация преобразования, содержащаяся в форматной строке (%d), предписывает компилятору выполнить преобразования выводимого численного значения переменной y. Дело заключается в том, что информация, хранящаяся в памяти компьютера, связанная с этой переменной, имеет машинную форму. Информация, появляющаяся на экране в результате работы вызова функции printf(), представляет собой последовательность символов. Руководствуясь спецификацией %d, компьютер должен построить строковое изображение числа, хранящегося в переменной y и поместить его в выводимой строке вместо спецификации преобразования. Таким образом, одни элементы форматной строки выводятся один к одному на экран дисплея (например, Сумма=), другие выполняют управляющее действие (например, \n), наконец, элементы спецификации (например, %d) определяют преобразования, которые можно выполнить при выводе. Представляется, что сведения, изложенные выше, достаточны для того, чтобы убедиться в правильности приведенного выше протокола работы программы.