Справочное руководство по языку C

9.10. Внешние определения

C- программа представляет собой последовательность внешних определений. Внешнее определение описывает идентификатор как имеющий класс памяти extern (по умолчанию), или возможно static, и специфицированный тип. Спецификатор типа Также может быть пустым; в этом случае считается, что тип является типом int. Область действия внешних определений распространяется до конца файла, в котором они приведены, точно так же , как влияние описаний простирается до конца блока. Синтаксис внешних определений не отличается от синтаксиса описаний, за исключением того, что только на этом уровне можно приводить текст функций.

9.10.1. Внешнее определение функции

Определение функции имеет форму

определение-функции: 

спецификаторы-описания описатель-функции тело-функции 
необ

Единственными спецификаторами класса памяти, допускаемыми в качестве спецификаторов- описания, являются extern или static ; о различии между ними смотри раздел в данной лекции. Описатель функции подобен описателю для " функции, возвращающей...", за исключением того, что он перечисляет формальные параметры определяемой функции.

Описатель-функции: 
описатель (список-параметров 
необ) 
список параметров: 
идентификатор 
идентификатор, список-параметров

тело- функции имеет форму

тело-функции: 
список-описаний составной-оператор

Идентификаторы из списка параметров и только они могут быть описаны в списке описаний. Любой идентификатор, тип которого не указан, считается имеющим тип int. Единственным допустимым здесь спецификатором класса памяти является register ; если такой класс памяти специфицирован, то в начале выполнения функции соответствующий фактический параметр копируется, если это возможно, в регистр.

Вот простой пример полного определения функции:

int max(a, b, c) 
int a, b, c; 
{ 
int m; 
m = (a>b) ? a:b; 
return((m>c) ? m:c); 
}

Здесь int - спецификатор- типа, max(a,b,c) - описатель- функции, int a,b,c; - список- описаний формальных параметров, { ... } - блок, содержащий текст оператора.

В языке "C" все фактические параметры типа float преобразуются к типу double, так что описания формальных параметров, объявленных как float, приспособлены прочесть параметры типа double. Аналогично, поскольку ссылка на массив в любом контексте (в частности в фактическом параметре) рассматривается как указатель на первый элемент массива, описания формальных параметров вила " массив..." приспособлены прочесть : " указатель на ...". И наконец, поскольку структуры, объединения и функции не могут быть переданы функции, бессмысленно описывать формальный параметр как структуру, объединение или функцию ( указатели на такие объекты, конечно, допускаются).

9.10.2. Внешние определения данных

Внешнее определение данных имеет форму

определение-данных:
   описание

Классом памяти таких данных может быть extern (в частности, по умолчанию) или static, но не auto или register.

9.11. Правила, определяющие область действия

Вся C- программа необязательно компилируется одновременно; исходный текст программы может храниться в нескольких файлах и ранее скомпилированные процедуры могут загружаться из библиотек. Связь между функциями может осуществляться как через явные обращения, так и в результате манипулирования с внешними данными.

Поэтому следует рассмотреть два вида областей действия: во-первых, ту, которая может быть названа лексической областью действия идентификатора и которая по существу является той областью в программе, где этот идентификатор можно использовать, не вызывая диагностического сообщения "неопределенный идентификатор"; и во-вторых, область действия, которая связана с внешними идентификаторами и которая характеризуется правилом, что ссылки на один и тот же внешний идентификатор являются ссылками на один и тот же объект.

9.11.1. Лексическая область действия

Лексическая область действия идентификаторов, описанных во внешних определениях, простирается от определения до конца исходного файла, в котором он находится. Лексическая область действия идентификаторов, являющихся формальными параметрами, распространяется на ту функцию, к которой они относятся. Лексическая область действия идентификаторов, описанных в начале блока, простирается до конца этого блока. Лексической областью действия меток является та функция, в которой они находятся.

Поскольку все обращения на один и тот же внешний идентификатор обращаются к одному и тому же объекту, компилятор проверяет все описания одного и того же внешнего идентификатора на совместимость; в действительности их область действия распространяется на весь файл, в котором они находятся.

Во всех случаях, однако, есть некоторый идентификатор, явным образом описан в начале блока, включая и блок, который образует функцию, то действие любого описания этого идентификатора вне блока приостанавливается до конца этого блока.

Напомним также, что идентификаторы, соответствующие обычным переменным, с одной стороны, и идентификаторы, соответствующие членам и ярлыкам структур и объединений, с другой стороны, формируют два непересекающихся класса, которые не вступают в противоречие. Члены и ярлыки подчиняются тем же самым правилам определения областей действия, как и другие идентификаторы. Имена, специфицируемые с помощью typedef, входят в тот же класс, что и обычные идентификаторы. Они могут быть переопределены во внутренних блоках, но во внутреннем описании тип должен быть указан явно:

typedef float distance;
 ...
 {
    auto int distance;
    ...

Во втором описании спецификатор типа int должен присутствовать, так как в противном случае это описание будет принято за описание без описателей с типом distance (прим. автора: согласитесь, что лед здесь тонок.).

9.11.2. Область действия внешних идентификаторов

Если функция ссылается на идентификатор, описанный как extern, то где-то среди файлов или библиотек, образующих полную программу, должно содержаться внешнее определение этого идентификатора. Все функции данной программы, которые ссылаются на один и тот же внешний идентификатор, ссылаются на один и тот же объект, так что следует позаботиться, чтобы специфицированные в этом определении тип и размер были совместимы с типом и размером, указываемыми в каждой функции, которая ссылается на эти данные.

Появление ключевого слова extern во внешнем определении указывает на то, что память для описанных в нем идентификаторов будет выделена в другом файле. Следовательно, в состоящей из многих файлов программе внешнее определение идентификатора, не содержащее спецификатора extern, должно появляться ровно в одном из этих файлов. Любые другие файлы, которые желают дать внешнее определение этого идентификатора, должны включать в это определение слово extern. Идентификатор может быть инициализирован только в том описании, которое приводит к выделению памяти.

Идентификаторы, внешнее определение которых начинается со слова static, недоступны из других файлов. функции могут быть описаны как static.

9.12. Строки управления компилятором

Компилятор языка "C" содержит препроцессор, который позволяет осуществлять макроподстановки, условную компиляцию и включение именованных файлов. Строки, начинающиеся с #, общаются с этим препроцессором. Синтаксис этих строк не связан с остальным языком; они могут появляться в любом месте и их влияние распространяется (независимо от области действия) до конца исходного программного файла.

9.12.1. Замена лексем

Управляющая компилятором строка вида

#define идентификатор строка-лексем

(Обратите внимание на отсутствие в конце точки с запятой) приводит к тому, что препроцессор заменяет последующие вхождения этого идентификатора на указанную строку лексем. Строка вида

#define   идентификатор 
(идентификатор,...,идентификатор)строка лексем

где между первым идентификатором и открывающейся скобкой ( нет пробела, представляет собой макро определение с аргументами. Последующее вхождение первого идентификатора, за которым следует открывающая скобка ' ( ', последовательность разделенных запятыми лексем и закрывающая скобка ' ) ', заменяются строкой лексем из определения. Каждое вхождение идентификатора, упомянутого в списке формальных параметров в определении, заменяется соответствующей строкой лексем из обращения. Фактическими аргументами в обращении являются строки лексем, разделенные запятыми; однако запятые, входящие в закавыченные строки или заключенные в круглые скобки, не разделяют аргументов. Количество формальных и фактических параметров должно совпадать. Текст внутри строки или символьной константы не подлежит замене.

В обоих случаях замененная строка просматривается снова с целью обнаружения других определеных идентификаторов. В обоих случаях слишком длинная строка определения может быть продолжена на другой строке, если поместить в конце продолжаемой строки обратную косую черту \.

Описываемая возможность особенно полезна для определения "объявляемых констант ", как, например,

#define tabsize 100 
int table[tabsize];

Управляющая строка вида

#undef идентификатор

приводит к отмене препроцессорного определения данного идентификатора.