C. Бочков - Язык программирования Си для персонального компьютера

Примеры:

int i = 10, j = 3, n;

double x = 2.0, у,

у = х*i; /* пример 1 */

n = i/j; /* пример 2 */

n = i%j; /* пример 3 */

В первом примере х умножается на i. Результат равен 20.0 и имеет тип double.

Во втором примере 10 делится на 3. Результат округляется до 3 и имеет тип int.

В третьем примере п присваивается остаток от деления 10 на 3, т.е. 1.

Аддитивные операции

К аддитивным операциям относятся сложение (+) и вычитание (-). Их операндами могут быть целые и плавающие значения. В некоторых случаях аддитивные операции могут также выполняться над адресными значениями. Над операндами выполняются преобразования по умолчанию. Типом результата является тип операндов после преобразования. В процессе выполнения аддитивных операций ситуация переполнения или потери значимости не контролируется. Если результат аддитивной операции не может быть представлен типом операндов после преобразования, то информация теряется.

Операция сложения складывает два своих операнда. Операнды могут иметь целый или плавающий тип. Типы первого и второго операндов могут различаться. Один из операндов может быть указателем; тогда другой должен быть целым значением. Когда целое значение (назовем его i) складывается с указателем, то i масштабируется путем умножения его на размер типа, с которым ассоциирован данный указатель. После преобразования целое значение представляет i ячеек памяти, где каждая ячейка соответствует по размеру типу, с которым ассоциирован данный указатель. Когда преобразованное целое значение складывается с указателем, то результатом является указатель, адресующий область памяти, расположенную на i ячеек дальше от первоначального адреса. Новый указатель указывает на тот же самый тип данных, что и исходный указатель.

Операция вычитания вычитает второй операнд из первого. Операнды могут иметь целый или плавающий тип. Типы первого и второго операндов могут различаться. Допускается вычитание целого из указателя и вычитание двух указателей.

Когда целое значение вычитается из указателя, предварительно производится то же масштабирование, что и при сложении целого значения с указателем. Результатом вычитания является указатель, адресующий область памяти, расположенную на i ячеек перед первоначальным адресом. Новый указатель указывает на тот же самый тип данных, что и исходный указатель.

Один указатель может быть вычтен из другого, если они указывают на один и тот же тип данных. Разность между двумя указателями преобразуется к знаковому целому значению, путем деления разности на длину типа, который адресуется указателями. Результат представляет число ячеек памяти данного типа между двумя адресами.

Тип, который имеет разность указателей, зависит от компьютера, поэтому он определен посредством typedef в стандартном включаемом файле stddef.h. Имя этого типа — ptrdiff.t. Если разность указателей не может быть представлена этим типом, следует явно приводить ее к типу long.

Адресная арифметика

Аддитивные операции, выполняемые над указателем и целым, имеют осмысленный результат в том случае, если указатель адресует массив памяти, а целое значение представляет смещение в пределах этого массива. Преобразование целого значения к адресному смещению предполагает, что в пределах смещения вплотную расположены элементы одинакового размера. Это предположение справедливо именно для элементов массива, поскольку массив определяется как последовательность значений одинакового типа, расположенных в смежных ячейках памяти. Способ хранения других типов данных не гарантирует сплошного заполнения памяти, т.е. даже между ячейками памяти, содержащими элементы одного и того же типа данных, возможны участки неиспользованной памяти. Поэтому корректность сложения и вычитания адресов, ссылающихся на какие-либо другие объекты, не гарантируется.

На компьютерах с сегментной архитектурой памяти (в частности, с микропроцессором типа 8086/8088) аддитивные операции над адресным и целым значениями могут не всегда выполняться правильно. Это вызвано тем, что указатели, используемые в программе, могут иметь различные размеры в зависимости от используемой модели памяти. Например, при компиляции программы в некоторой стандартной модели памяти адресные модификаторы (near, huge, far) могут специфицировать для какого-либо указателя другой размер, чем определяемый по умолчанию выбранной моделью памяти. Более подробная информация о работе с указателями в различных моделях памяти приведена в разделе 8 "Модели памяти".

Примеры:

int i = 4, j;

float x[10];

float *px;

px = &x[4] + 1; /* пример 1 */

j = &x[i] — &x[i-2]; /* пример 2*/

В первом примере целочисленный операнд i складывается с адресом пятого (по порядку следования) элемента массива х. Значение i умножается на длину типа float и складывается с адресом x[4]. Значение результирующего указателя представляет собой адрес девятого элемента массива.

Во втором примере адрес третьего элемента массива х (заданный как &х[i-2]) вычитается из адреса пятого элемента (заданного как &x[i]). Полученная разность делится на размер типа float. В результате получается целое значение 2.

Операции сдвига

Операции сдвига сдвигают свой первый операнд влево (<<) или вправо (>>) на число разрядов машинного слова, специфицированное вторым операндом. Оба операнда должны быть целыми значениями. Выполняются преобразования по умолчанию, причем в СП MSC над обоими операндами совместно, а в СП ТС независимо над каждым операндом. Например, если переменная b имеет тип int, а переменная и тип unsigned long, то перед выполнением операции b<<u в СП MSC переменная b будет преобразована к типу unsigned long.

Тип результата в СП ТС — это тип левого операнда после преобразования, а в СП MSC — единый тип преобразованных операндов. В некоторых ситуациях результат в СП ТС и в СП MSC может оказаться различным.

При сдвиге влево правые освобождающиеся биты заполняются нулями. При сдвиге вправо метод заполнения освобождающихся левых битов зависит от того, какой тип результата получен после преобразования первого операнда. Если тип unsigned, то свободные левые биты заполняются нулями. В противном случае они заполняются копией знакового бита.

Если второй операнд отрицателен, то результат операции сдвига не определен.

При выполнении операций сдвига ситуация потери значимости не контролируется. Если результат сдвига не может быть представлен типом первого операнда после преобразования, то информация теряется.

Пример:

unsigned int х, у, z;

х = 0х00АА;

у = 0х5500;

z= (х<<8) + (у>>8);

В примере х сдвигается влево на 8 позиций, а у сдвигается вправо на 8 позиций. Результаты сдвигов складываются, давая значение ОхАА5а, которое присваивается z.

Операции отношения

Операции отношения сравнивают первый операнд со вторым и вырабатывают значение 1 (ИСТИНА) или 0 (ЛОЖЬ). Результат имеет тип int. Имеются следующие операции отношения:

Операнды могут иметь целый, плавающий тип, либо быть указателями. Типы первого и второго операндов могут различаться. Над операндами выполняются преобразования по умолчанию.

Операндами любой операции отношения могут быть два указателя на один и тот же тип. Для операции проверки на равенство или неравенство результат сравнения означает, указывают ли оба указателя на одну и ту же ячейку памяти или нет. Результат сравнения указателей для других операций ( <, >, <=, >=) отражает относительное положение двух адресов памяти.

Сравнение между собой адресов двух несвязанных объектов, вообще говоря, не имеет смысла. Однако сравнение адресов различных элементов одного и того же массива может быть полезным, поскольку элементы массива хранятся в памяти последовательно. Адрес предшествующего элемента массива всегда меньше, чем адрес последующего элемента.