Язык программирования Си. Издание 3-е, исправленное

5.9 Указатели против многомерных массивов

Начинающие программировать на Си иногда не понимают, в чем разница между двумерным массивом и массивом указателей вроде name из приведенного примера. Для двух следующих определений:

int a[10][20];
int *b[10];

записи a[3][4] и b[3][4] будут синтаксически правильным обращением к некоторому значению типа int. Однако только a является истинно двумерным массивом: для двухсот элементов типа int будет выделена память, а вычисление смещения элемента a[строка][столбец] от начала массива будет вестись по формуле 20 * строка + столбец, учитывающей его прямоугольную природу. Для b же определено только 10 указателей, причем без инициализации. Инициализация должна задаваться явно -либо статически, либо в программе. Предположим, что каждый элемент b указывает на двадцатиэлементный массив, в результате где-то будут выделены пространство, в котором разместятся 200 значений типа int, и еще 10 ячеек для указателей. Важное преимущество массива указателей в том, что строки такого массива могут иметь разные длины. Таким образом, каждый элемент массива b не обязательно указывает на двадцатиэлементный вектор; один может указывать на два элемента, другой - на пятьдесят, а некоторые и вовсе могут ни на что не указывать.

Наши рассуждения здесь касались целых значений, однако чаще массивы указателей используются для работы со строками символов, различающимися по длине, как это было в функции month_name. Сравните определение массива указателей и соответствующий ему рисунок:

char *name[] = {"Неправильный месяц", "Янв", "Февр", "Март"};

с объявлением и рисунком для двумерного массива:

char aname[][15] = {"Неправ. месяц", "Янв", "Февр", "Март"};

Упражнение 5.9. Перепишите программы day_of_year и month_day, используя вместо индексов указатели.

5.10 Аргументы командной строки

В операционной среде, обеспечивающей поддержку Си, имеется возможность передать аргументы или параметры запускаемой программе с помощью командной строки. В момент вызова main получает два аргумента. В первом, обычно называемом argc (сокращение от argument count), стоит количество аргументов, задаваемых в командной строке. Второй, argv (от argument vector), является указателем на массив символьных строк, содержащих сами аргументы. Для работы с этими строками обычно используются указатели нескольких уровней.

Простейший пример - программа echo ("эхо"), которая печатает аргументы своей командной строки в одной строчке, отделяя их друг от друга пробелами. Так, команда

echo Здравствуй, мир!

Напечатает

Здравствуй, мир!

По соглашению argv[0] есть имя вызываемой программы, так что значение argc никогда не бывает меньше 1. Если argc равен 1, то в командной строке после имени программы никаких аргументов нет. В нашем примере argc равен 3, и соответственно argv[0], argv[1] и argv[2] суть строки "echo", "Здравствуй," и "мир!". Первый необязательный аргумент - это argv[1], последний - argv[argc-1]. Кроме того, стандарт требует, чтобы argv[argc] всегда был пустым указателем.

Первая версия программы echo трактует argv как массив символьных указателей.

#include ‹stdio.h›

/* эхо аргументов командной строки: версия 1 */
main(int argc, char *argv[])
{
 int i;
 for (i = 1; i ‹ argc; i++)
 printf("%s%s", argv[i], (i ‹ argc-1) ? " " : ");
 printf("\n");
 return 0;
}

Так как argv– это указатель на массив указателей, мы можем работать с ним как с указателем, а не как с индексируемым массивом. Следующая программа основана на приращении argv, он приращивается так, что его значение в каждый отдельный момент указывает на очередной указатель на char; перебор указателей заканчивается, когда исчерпан argc.

#include ‹stdio.h›

/* эхо аргументов командной строки; версия 2 */
main(int argc, char *argv[])
{
 while (--argc › 0)
 printf("%s%s", *++argv, (argc › 1) ? " " : ");
 print f("\n");
 return 0;
}

Аргумент argv– указатель на начало массива строк аргументов. Использование в ++argv префиксного оператора ++ приведет к тому, что первым будет напечатан argv[1],а не argv[0]. Каждое очередное приращение указателя дает нам следующий аргумент, на который указывает *argv. В это же время значение argc уменьшается на 1, и, когда оно станет нулем, все аргументы будут напечатаны. Инструкцию printf можно было бы написать и так:

printf((argc › 1)? "%s ": "%s", *++argv);

Как видим, формат в printf тоже может быть выражением.

В качестве второго примера возьмем программу поиска образца, рассмотренную в параграфе 4.1, и несколько усовершенствуем ее. Если вы помните, образец для поиска мы "вмонтировали" глубоко в программу, а это, очевидно, не лучшее решение. Построим нашу программу по аналогии с grep из UNIXa, т. е. так, чтобы образец для поиска задавался первым аргументом в командной строке.

#include ‹stdio.h›
#include ‹string.h›
#define MAXLINE 1000

int getline(char *line, int max);
/* find: печать строк с образцом, заданным 1-м аргументом */
main(int argc, char *argv[])
{
 char line[MAXLINE];
 int found = 0;

 if (argc != 2)
 printf("Используйте в find образец\n");
 else
 while (getline(line, MAXLINE) › 0)
 if (strstr(line, argv[1]) ›= NULL) {
 printf ("%s", line);
 found++;
 }
 return found;
}

Стандартная функция strstr(s,t) возвращает указатель на первую встретившуюся строку t в строке s или NULL, если таковой в s не встретилось. Функция объявлена в заголовочном файле ‹string.h›.

Эту модель можно развивать и дальше, чтобы проиллюстрировать другие конструкции с указателями. Предположим, что мы вводим еще два необязательных аргумента. Один из них предписывает печатать все строки, кроме тех, в которых встречается образец; второй - перед каждой выводимой строкой печатать ее порядковый номер.

По общему соглашению для Си-программ в системе UNIX знак минус перед аргументом вводит необязательный признак или параметр. Так, если – x служит признаком слова "кроме", которое изменяет задание на противоположное, а – n указывает на потребность в нумерации строк, то команда