C语言编程常见问题解答之ANSI／ISO标准

文章类别：C语言程序设计 | 发表日期:2008-9-24 14:36:32

    假如你不理解C语言标准的价值，你就不会知道你是怎样地幸运。
    一个C程序员会期望一个C程序无论是在哪里开发的，在另一个编译程序中都能通过编译。实际上不能完全做到这一点，因为许多头文件和函数库都是针对某些特定的编译程序或平台的。有些(很少!)语言扩充性能，例如基于Intel的编译程序所使用的near和far要害字以及寄存器伪变量，也只不过是某种平台的开发商们所认可的一种标准。
    假如你认为靠一种标准走遍天下是理所当然的，就象左脚踩加速器，右脚踩刹车一样，那么你的视野未免有些狭窄。有两种不同的BASIC标准，但都没有得到广泛的支持；世界上最流行的Pascal编译程序并不符合正式的标准；现在正在发展的C++标准，由于变化太快，也没有得到广泛的支持；有些实现遵循一种严格的Ada标准，但Ada标准也没能大规模地占领世界市场。
    从技术上讲有两种C语言标准，一种来自ANSI(American National Standard Institute，美国国家标准协会)X3J11委员会，另一种来自ISO(International Standard Organization，国际标准协会)9899—1990。由于ISO标准中的某些改进优于ANSI标准，而ANSI标准也接受了这个国际版本，因此"ANSI／ISO标准”是一种正确的说法。
    那么，这种标准对你有什么帮助呢?你可以买到一份该标准的副本，即Herbert Schildt所著的((The Annotated ANSI C Standard》(Osborne McGraw-Hill出版，ISBN O-07-881952-O)一书，该书对语言和库都作了介绍，并带有注释。这本书比大多数正式标准要便宜多了，后者由ANSI和ISO出售，以解决建立标准所需的部分费用。并不是每一个C程序员都需要这样一本书，但它是最权威的。
    最重要的一点是，ANSI／ISO标准是对“什么是c?”这一问题的权威解答。假如编译程序开发商所做的某些实现不符合这一标准，你可以把它作为错误指出来，这不会引起争论。
    ANSI／ISO标准也不是包罗万象的。具体地说，它没有涉及c程序可能会做的许多有趣的事情，例如图形或多任务。许多兼容性不强的标准包含了这些内容，其中的一些将来可能会成为权威的标准，因此你不必完全拘泥于ANSI／ISO标准。
    顺便提一句，除编程语言之外，还有许多东西也有ANSI标准，其中的一种就是ANSI为全屏幕文本操作的退出序列集合而写的标准，在第17章中所介绍的MS—DOS的"ANSI驱动程序”指的就是这种标准(有趣的是，MS-DOS的ANSI．SYS只实现了ANSI标准序列中的一小部分)。

    16．1  运算符的优先级总能起作用吗?
    有关运算符优先级的规则稍微有点复杂。在大多数情况下，这些规则确实是你所需要的，然而，有人也指出其中的一些规则本来是可以设计得更好的。
    让我们快速地回顾一些有关内容：“运算符优先级”是这样一些规则的集合——这些规则规定了“运算符”(例如+，-，等等)的优先性，即哪一种运算符先参加运算。在数学中，表达式“2×3+4×5”和“(2×3)+(4×5)”是等价的，因为乘法运算在加法运算之前进行，也就是说乘法的优先级比加法高。
    在c中，有16级以上的运算符优先级。尽管这么多的规则有时使c程序不易阅读，但也使C程序写起来轻易多了。虽然这不是唯一的一种折衷方法，但这就是C所采用的方法。表16．1总结了运算符的优先级。

           表16．1 运算符优先级总结(从高到低)
----------------------------------------------------------------------------------
  优先级            运算符
----------------------------------------------------------------------------------
  1                x[y](下标)
                   x(y)(函数调用)
                   x．y(访问成员)
                  x->y(访问成员指针)
                   x++(后缀自增)
                   x--(后缀自减)--
    2             ++x(自增)
                   --x(自减)
                  &x(取地址)
                   *x(指针引用)
                  +x(同x，和数学中相同)
                  -x(数学求负)
                  !x(逻辑非)
                  ～x(按位求反)
                   sizeof x和sizeof(x_t)(字节数大小)
   3               (x_t)y(强制类型转换)
   4              x*y(乘法)
                   x／y(除法)
                   x％y(求余)
   5              x+y(加法)
                   x-y(减法)
   6              x<<y(按位左移)
                   x>>y(按位右移)
    7              x<y，x>y，x<=y，x>=y(关系比较)
    8             x==y，x!=y(相等比较)
    9              x&y(按位与)
    10             x^y(按位异或)  ．
    11             x | y(按位或)
    12            x&&y(逻辑与)
    13             x||y(逻辑或)
    14             x?y：z(条件)
                  x=y，x*=y，x／=y，x+=y，x-=y，<<=，>>=，&=，^=，|=(赋值，右结合性)
    16    x，y(逗号)
--------------------------------------------------------------------------------------
    优先级最高的是后缀表达式，即运算符跟在一个表达式后面；其次是前缀或单目表达式，即运算符位于一个表达式的前面；再次是强制类型转换表达式。
    注重：关于运算符优先级，最重要的是知道*p++和*(p++)是等价的。也就是说，在*p++中，++运算符作用在指针上，而不是作用在指针所指向的对象上。象“*p++=*q++；这样的代码在C中是随处可见的，其中的优先级和“(*(p++))=(*(q++))”中的是相同的。这个表达式的含义是“q+1，但仍用q原来的值找到q所指向的对象；p加1，但仍用p原来的值；把q所指向的对象赋给p所指向的对象”，整个表达式的值就是原来q所指向的对象。在C中你会经常看到这样的代码，并且你会有许多机会去写这样的代码。对于其它运算符，假如你记不住其优先级，可以查阅有关资料，但是，一个好的c程序员应该连想都不用想就能明白*p++的含义。
    最初的C编译程序是为这样一种计算机编写的——它的某些指令对象*p++和*p++=*q++这样的代码的处理效率高得令人难以置信，因此，很多C代码就写成这种形式了。进一步地，因为象这样的C代码实在太多了，所以新机型的设计者会保证提供能非常高效地处理这些C代码的指令。
    再下一级的优先级是乘法、除法和求余(也叫取模)，再往后是加法和减法。与数学中的表达式相同，“2*3+4*5”和“(2*3)+(4*5)”是等价的。
    再下一级是移位运算。
    再往后两级分别是关系比较(例如x<y)和相等比较(x==y和x!=y)。
    再往后三级分别是按位与、按位异或和按位或。
    注重：关于运算符优先级，再次重要(即在知道*p++和x=y=z的含义之后)的是要知道x&y==z和(x&y)==z是不一样的。因为按位操作的运算符的优先级低于比较运算符，所以x&y==z和x&(y==z)是等价的。这两个表达式的含义都是“先看y和z是否相等(相等为1，不等为0)，然后让比较结果和x进行按位与运算”，这与“先让x和y进行按位与运算，再比较其结果是否等于z”相差甚远。有人可能会争辩，按位与运算符的优先级应该高于比较 运算符，但为时已晚，因为相应的标准是早在二十年前被定义的。假如你想把按位与的结果与别的东西进行比较，你就需要使用括号。
    再往后两级是逻辑运算符，例如x&&y和x||y。注重，逻辑与(AND)运算符的优先级高于逻辑或(OR)运算符，这与人们讲话的方式是一致的。例如，请看下面的代码：
    if(have_ticket&&have_reservation
    ||have_money && standby_ok){
    goto_airport()；
    }
    这段代码的含义可以这样来描述：“假如你有机票并且预定了航班，或者你有钱并且可以买到备用票，那么你就可以出发去机场了。”假如你用括号改变优先级，你就会得到一种截然不同的条件：
    /* not a recommended algorithm!*/
    if(have_ticket
    &&(have_reservation || have_money)
    &&standby_ok){
    goto airport ();
    }
    这段代码的含义可以这样来描述：“假如你有机票，并且你预定好了航班或者有钱，并且可以买到备用票，那么你就可以出发去机场了。”
    再下一级是条件表达式，例如x?y：z。这是一个if-then-else结构的表达式，而不是一条语句。条件表达式有时可以使程序简洁，有时也会造成语意的模糊。条件表达式具有右结合性，也就是说
    a?b：c?d：e
等价于
  a?b：(c?d：e)
这一点与else—if结构很相似。
   再下一级是赋值运算。所有的赋值运算符都具有相同的优先级。与C的其它双目运算符不同，赋值运算具有“右结合性”，即它是从右向左进行的，而不是从左向右进行的。x+y+z等价于(x+y)+z，x*y+z等价于(x*y)+z，而x=y=z等价于x=(y=z)。
   注重：关于运算符优先级，次重要(即在知道*p++的含义之后)的是要知道x=y=z的含义。因为赋值运算具有右结合性，所以这个表达式等价于x=(y=z)，其含义是“将z的值赋给y，然后再将该值赋给x”。象a=b=c=d=O；
   这样的代码是很常见的，按从右向左的顺序，它把。赋给d，再赋给c，再赋给b，最后赋给a。
    c中优先级最低的是逗号运算符。它连接两个表达式，先计算第一个表达式的值，扔掉后，再计算第二个表达式的值。只有当第一个表达式具有副作用时，例如赋值或函数调用，使用逗号运算符才有意义。逗号和赋值运算符经常在for循环语句中搭配使用：
    for(i=0，count=O；i<MAX；++i){
       if(interestmg(a[i])){
       ++count：
       }
    }

    请参见：
    1．6  除了在for语句中之外，在哪些情况下还要使用逗号运算符?
    1．12 运算符的优先级总能保证是“自左至右”或“自右至左”的顺序吗?
    1．13 ++var和var++有什么区别?
    1．14 取模运算符“％”的作用是什么?
    2．13 什么时候应该使用类型强制转换(type cast)?
    2．14 什么时候不应该使用类型强制转换(type cast)?
    7．1  什么是间接引用(indirection)?

    16．2  函数参数类型必须在函数参数表中或紧跟其后的部分中说明吗?
    函数参数必须在参数表中说明，除非你使用的是一种过时的编译程序，在这种情况下，你应该通过#ifdef指令来同时实现两种可能的说明方式。
    定义函数有两种方法。例如，以fool()和foo2()这样两个函数为例，它们都以一个字符指针作为参数，并且返回一个整型值。假设它们是按如下形式定义的：
    /* old style*/
    int
    foo1(p)
    char *p；
    {
       /*body ot function goes here*/
    }
    ／*new style*／
    int
    foo2(char *p)
    {
    ／*body of function goes here*／
    }   
    旧方式的唯一好处在于当参数表很长时它显得更美观。
    新方式的好处在于它在提供函数定义的同时，还提供了函数原型。这样，在定义了foo2()以后，假如相同的“．c”文件中有对foo2()的调用，编译程序就会根据定义中的参数检查函数调用中的参数。假如参数不匹配，编译程序就会报告出现严重错误(标准并不要求有这一步，但大多数编译程序中都有)。假如函数调用中的参数可以被转换为定义中的参数，它们就会被转换。只有当函数按新方式定义或使用了函数原型时，才会进行以上处理。假如函数按旧方式定义，或者没有使用函数原型，那么就不会进行参数转换，而且很可能也不会进行参数检查。
    新方式的唯一缺陷在于至今仍有不支持它的编译程序(这些大多数是基于UNIX的编译程序，它们随操作系统一起提供给用户，并且不另外收费。另一方面，许多版本的UNIX也提供了遵循ANSI标准的C编译程序)。
    假如你可能需要使用ANSI标准以外的C编译程序，你最好使用一个宏，它可以在支持函数原型和新的函数定义方式时被定义。在知道能支持函数原型的情况下，你可以让一个相应的头文件自动定义该宏：   
    #ifdef    __ANSI__
    #ifndef USE_PROTOS
    #define USE_PROTOS 1
    #endif
    #endif   
    函数说明可以是这样的：
    #ifdef USE_PROTOS
    int fool(char*);
    Int foo2(char*);
    #else
    int foo1()；
    int foo2()：
    #endif
    函数定义可以是这样的：
    int
    #ifdef USE_PROTOS
    foo1(char *p)
    #else
    foo1(p)
    char *p；
    #endif
    {
    ／*body of function goes here*／
    }
    假如你的软件只运行在MS-DOS，MS-Windows或Macintosh个人计算机上，你就不必考虑旧方式，只管用新方式好了。

    请参见：
    8．1  什么时候说明函数?
    8．2  为什么要使用函数原型?
    14．10 函数参数的类型必须在函数头部或紧跟在其后说明吗?为什么?

    16．3  程序中必须包含main()的原型吗?
    在14．11中，曾经回答了类似的一个问题，这里从另一个角度回答这个问题。
    main()是一个函数，在大多数情况下，它与别的函数相同。但是，在定义main()时，其参数列表至少有两种可能：
    int main(void);
(无参数)或
    int main(int argc，char **argv)；
    注重：main()的参数不必被叫做argc和argv，但它们几乎总是使用这两个名字。与给main()的参数起新名字相比，还有许多地方更值得你去发挥聪明才智。
    在第二种情况下，argc是运行时传递给程序的参数个数；argv[0]是程序名；argv[1]到argv[argc-1]是传递给程序的参数，即命令行的各个参数；argv[argc]是一个空指针。
    main()还有其它形式的合法定义，例如：
    int main(int argc，char**argv，char**envp)。
    其中，envp是一个与getenv()所使用的相同的环境列表。与argv一样，envp也以一个空
指针结束。
    没有一个原型可以匹配main()的所有合法定义，标准规定编译程序不必为main()提供一个原型，从这个角度来看，你也不必这样做。但是，假如你的程序需要使用main()函数的参数，则应该包含相应的main()函数原型。
    没有原型，程序就不可能明确地调用main()进行参数检查。尽管这样的调用并没有被标准所禁止，但它很可能不是一个好主意。
    注重：C++程序明确被禁止调用main()(有些编译程序答应你这样做，但它们是错误的)。c++编译程序在main()中加入了一些奇妙的代码，从而可以初始化(“构造”)全局变量。
假如一个C++程序可以执行两次main()，这种初始化就会发生两次，这恐怕是一件坏事。

    请参见：
    8．2为什么要使用函数原型?
    14．11程序应该总是包含main()的一个原型吗?

    16．4  main()应该总是返回一个值吗?
    当然，除非它调用了exit()。
    当一个程序运行时，它在结束时通常会带有某种指示成功的信息或错误码。一个c程序会用以下两种方式中的一种(或两种)来处理这些指示信息，它们的效果是相同的：
    ·从main()返回一个值(表示成功或失败的代码)。
    ·调用exit()，把表示成功或失败的代码作为参数传递给exit()。
    假如程序“在main()的末尾结束”而没有采取以上处理，那么就无法保证表示成功或失败的代码是什么了，这是一件坏事。
    在写c程序时，你最好快速地检查一下main()函数，它的最后一条语句应该是return语句或者是对exit()的调用(唯一的例外是当最后一条语句永远不会结束时，例如一个不带break语句的无穷for循环。在这种情况下，编译程序会提醒你此后加入到main()函数尾部的
语句永远不会被执行)。

    请参见：
    8．9 exit()和return有什么不同?
    14．12 main()应该总是返回一个值吗?

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