Язык Си - руководство для начинающих
Шрифт:
РИС. 10.5 Программа сортировки: содержание
Теперь мы имеем три черных ящика, каждый со своим входом и выходом. Можно передать каждую часть разным группам программистов, если мы уверены в том, что числа, выводимые блоком "считывание", представлены в той же самой форме, которую использует блок "сортировка" для ввода.
Как вы можете видеть, делается упор на модульность. Мы разделили исходную задачу на три более мелких, но лучше управляемых.
Что дальше? Теперь приложим наши усилия к каждому из трех модулей в отдельности, разделяя их на более простые элементы до тех
Считывание числовых данных
Многие программы включают считывание чисел, поэтому идеи, которые мы развиваем здесь, будут полезны везде. Общий вид первой части программы ясен: использовать цикл для считывания чисел до тех пор, пока все числа не будут считаны. Но в этом есть нечто большее, чем вы можете себе представить!
Выбор представления данных
Как мы представляем группу чисел? Можно использовать группу переменных, по одной на каждое число. Об этом даже страшно подумать. Можно использовать массив, по одному элементу на каждое число. Это значительно лучше, поэтому давайте использовать массив.
Однако какого типа будет массив? Типа int? Типа double? Нам нужно знать, как такую программу можно будет применять. Предположим, что она должна работать с целыми числами. (А что если она должна применять и целые и нецелые числа? Это возможно, но потребуется работы больше, чем нам бы хотелось сейчас.) Будем использовать массив целых чисел для запоминания чисел, которые мы считываем.
Завершение ввода
Как программа "узнает", сколько ей нужно считать чисел? В гл. 8 мы обсудили несколько решений этой проблемы, большинство из которых были неудовлетворительны. Однако теперь, когда есть функция getint, у нас нет проблем. Вот один подход:
читаем число до тех пор пока не встретится символ EOF
заносим число в массив и
читаем следующее число, если массив не заполнен
Заметим, что здесь есть два разных условия, приводящих к завершению этой части программы: символ EOF и заполнение массива.
Дальнейшие рассуждения
Прежде чем реализовать все это на языке Си, нам нужно еще решить, что будем делать с проверкой ошибок ? Должны ли мы превратить эту часть программы в функцию?
Сначала мы решим, что делать, если пользователь вводит ошибочные данные, скажем букву вместо целого числа? Без функци getint мы полагались бы на "гипотезу идеального пользователя", согласно которой пользователь не делает ошибок при вводе. Однако мы считаем, что эту гипотезу нельзя применять ник одному пользователю, кроме себя. К счастью, можно использовать способность функции getint сообщать о состоянии, кто поможет нам выйти из затруднительного положения.
Теперь займемся программированием, которое можно легко реализовать в main. Для соблюдения модульности следует использовать разные функции для каждой из трех основных частей программы, что мы как раз и сделаем. Входом для этой функции будут числа с клавиатуры или файл, а выходом - массив, содержащий не отсортированные числа. Было бы хорошо, если бы такая функция помогла основной программе узнать, сколько было считано чисел, поэтому предусмотрим это для выхода. В конце концов нужно подумать
и о пользователе. Мы заставим фикцию печатать сообщение, указывающее ее пределы, и, осуществлять эхо-печать входной информации.main и getarray
Вызовем нашу функцию getarray, предназначенную для считывания. Мы определили эту функцию в терминах ввода и вывода и наметили в общих чертах схему на псевдокоде. Теперь давайте напишем функцию и покажем, как она включается в основную программу:
Сначала напишем main:
/* сортировка 1 */
#define MAXSIZE 100 /* предельное количество сортируемых целых чисел */
main
{
int numbers [MAXSIZE]; /* массив для ввода */
int size; /* количество вводимых чисел */
size = getarray(numbers, MAXSIZE); /* запись чисел в массив */
sort(numbers, size); /* сортировка массива */
print(numbers,/size); /* печать отсортированного массива */
}
Это общий вид программы. Функция getarray размещает введенное числа в массиве numbers и выдает сообщение о том, сколько значений было считано; эта величина записывается в size. Затем идя функции sоrt и print, которые мы еще должны написать; они сортируют массив и печатают результаты. Включая в них size, мы облегчаем им работу и избавляем от необходимости выполнять самим подсчет. Мы также снабдили getarray переменной MAXSIZE, которая сообщает размер массива, необходимого для запоминания.
Теперь, когда мы добавили size к передаваемой информации, нужно модифицировать рисунок нашего черного ящика. См. рис. 10.6.
РИС. 10.6. Программ: сортировки, дополнительные детали.
Теперь рассмотрим функцию getarray:
/* getarray, использующая getint */
#define STOP -1 /* признак EOF */
#define NONUM 1 /* признак нецифровой строки */
#define YESNUM 0 /* признак строки цифр */
getarray(array, limit);
int array[ ], limit;
{
int num, status;
int index = 0; /* индекс массива */
printf(" Эта программа прекращает считывание чисел после %d значений. \n", limit);
printf(" или если введен символ EOF.\n");
while(index < limit && (status = getint(&num)) != STOP)
{ /* прекращает считывание после достижения limit или EOF */
if(status == YESNUM)
{ array[index++] = num;
printf(" число %d принято.\n", num);
} else if(status == NONUM)
printf(" Это было не целое число! Попытайтесь снова. \n");
else