Файл: Понятие переменной в программировании. Виды и типы переменных (Переменные в “C++”).pdf

Это означает, что пока выполняется внутренний блок, он видит значения своих собственных локальных идентификаторов, а не значения идентификаторов с идентичными именами в охватывающем блоке.

Стек

В каждой MQL4-программе под хранение локальных автоматически создаваемых переменных функций выделяется специальная область памяти, называемая стеком. Стек выделяется один на все функции и по умолчанию размер стека составляет 256 kb, размером стека можно управлять директивой компилятора #property stacksize. Статические локальные переменные размещаются там же, где и другие статические и глобальные переменные, в специальной области памяти, существующей отдельно от стека. Динамически создаваемые переменные также используют отдельную от стека область памяти. При каждом вызове функции для внутренних нестатических переменных отводится место на стеке. При выходе из функции память становится доступной для повторного использования. Если из первой функции производится вызов второй функции, то та в свою очередь занимает на стеке необходимый объем под свои переменные из оставшейся стековой памяти. Таким образом при вложенных вызовах функций на стеке будет заниматься память последовательно под каждую функцию. Это может привести к нехватке памяти при очередном вызове функции, такая ситуация называется переполнением стека. Поэтому для больших локальных данных лучше использовать динамическую память - при входе в функцию память под локальные нужды выделять в системе (new, ArrayResize()), а при выходе из функции производить освобождение памяти (delete, ArrayFree()).

Глава 4. Глобальная переменная.

Глобальная переменная в программировании — переменная, областью видимости которой является вся программа, кроме специально затенённых областей. Механизмы взаимодействия с глобальными переменными называют механизмами доступа к глобальному окружению или состоянию. Глобальные переменные могут использоваться для взаимодействия между процедурами и функциями как альтернатива передачи аргументов и возвращения значений. Глобальными переменные объявлены вне блока. Они имеют статическую продолжительность жизни, т.е. создаются при запуске программы и уничтожаются при её завершении. Глобальные переменные имеют глобальную область видимости, т.е. их можно использовать в любом месте файла, после их объявления.Использование глобальных переменных являются опасным, по тому что их значения могут изменять любые вызываемые функции, при этом програмист может этого и не знать, ием самым появляется большой шан получит невилимый и возможно критичиский баг в программе,хотя с виду программа может более чем хорошо работать и внешне не выдавать наличее каких либо ошибок и показать их спустя, возможно длительное врема, во момент когда программоу использует конечный пользователь. в любой точке программы ,если она не находится в защищённой памяти или не объявлена как переменная с атрибутом только для чтения, что может повлиять на работу других частей программы. По этой причине глобальные переменные имеют неограниченный потенциал для создания взаимных зависимостей, что приводит к усложнению программы. глобальные переменные делают каждую функцию потенциально опасной, и программист не может заранее знать, какая из используемых им функций является опасной, а какая — нет. Локальные переменные намного безопаснее, потому что другие функции не могут влиять на них напрямую.

Довольно часто можно встретить вот такую ситуацию:

Рисунок .Пример кода.

Если представить, что g_mode равно 3, а не 4, то наша программа будет в итоге выдавать неверный результат а то и вовсе откажется работать. И теперь, что бы это исправить нужно отыскать все места, где предположительно могло измениться значение переменной g_mode, а затем проследить ход выполнения кода в каждом потенциально опасном участке. Возможно, изменение глобальной переменной вы обнаружите абсолютно в другом коде, который, как вам казалось на первый взгляд, никак не связан с примером, приведенным выше.

Одной из причин объявления локальных переменных максимально близко к месту их первого использования является уменьшение количества кода, которое нужно будет просмотреть, чтобы понять, что делает (зачем нужна?) переменная.

С глобальными переменными дела обстоят несколько иначе — поскольку их можно использовать в любом месте программы, то придется просмотреть чуть ли не весь код, чтобы проследить логику выполнения и изменения значений переменных в программе.

Например, можно обнаружить, что на g_mode ссылаются 442 раза в программе. Если использования переменной g_mode не подкреплены комментариями, то придется просмотреть каждое упоминание g_mode, чтобы понять, как оно используется в разных случаях.

Также глобальные переменные делают программу менее модульной и гибкой. Функция, которая использует только свои параметры и не имеет побочных эффектов, является идеальной в плане модульности. Модульность помогает понять структуру программы, что она делает и как можно повторно использовать определенные участки кода в другой программе.

Глобальные переменные значительно уменьшают эту возможность. В частности, лучше не использовать глобальные переменные в качестве важных переменных, которые выполняют главные или решающие функции в программе. Программа вряд ли сломается, если в ней будет глобальная переменная с информационным значением, которое может меняться. Гораздо хуже, если изменится значение.
Однако в некоторых случаях бывает полезно использовать глобальные переменные. Они могут быть использованы, чтобы избежать необходимости прохода часто используемых переменных через несколько функций. Глобальные переменные также затрудняют интеграцию модулей, поскольку код, написанный ранее, может уже содержать переменные с теми же именами, что и во встраиваемом модуле.

Глобальные переменные широко используются для передачи данных между секциями кода, которые не участвуют в отношениях вызовов, такие как параллельные нити исполнения или обработчики сигналов. Без надлежащей блокировки, код, использующий глобальные переменные, не будет потокобезопасным, за исключением переменных, доступных только для чтения в защищённой области памяти. С увеличением количества переменных и, соответственно, блокировок увеличиваются вероятность взаимных блокировок.

Глава 5. Переменная с индексами, массив

В качестве идентификатора переменной могут выступать любые сочетания латинских букв и цифр, но первым символом идентификатора обязательно должна быть латинская буква. С цифры начинать имя переменной нельзя. Также имя переменной, ее идентификатор должен иметь ограниченную длину. Скажем, не более 8 символов, хотя в разных языках программирования эти ограничения разные. Может быть и 255 символов, например, и даже больше. Но мы остановимся на 8-и символах. Переменная с индексом – это переменная, имеющая одно и то же имя, но которая может иметь не единственное значение, а множество разных значений. Под одним именем переменной с индексом скрывается целый массив данных. Каждое отдельное значение этого массива отличается от остальных значений массива своим уникальным индексом. Индексы в языках программирования обычно указывают в круглых скобках сразу после имени переменной. Индексов может быть не один, а несколько, которые указывают через запятую. Массив в программировании, переменные с индексами, независимо от количества индексов, довольно часто еще называют массивами, это даже как-то проще и короче звучит. Поскольку переменная с индексом является элементом массива, то ее наименование совпадает с наименованием массива. Но значением идентификатора массива является совокупность чисел, тогда как значением переменной с индексом — одно число. Б Алголе допускается использование массивов произвольной размерности. При этом размерность характеризуется не числом элементов, а числом измерений. Например, п-мерному вектору будет соответствовать массив с размерностью, равной единице, а матрице двумерный массив. Количество элементов по каждому измерению массива характеризуется разностью между максимальным и минимальным значениями соответствующего индекса, т. е. верхней и нижней границами изменения индексов. Границы по каждому измерению массива образуют граничную пару. Очевидно, переменная с индексами будет иметь такое количество индексов, сколько граничных пар у массива. Границы в каждой граничной паре разделяются двоеточием Здесь неизвестными являются переменные с индексом К + 1, а величины с индексом к получены на предыдущей итерации. Система уравнений является уже линейной и неизвестными в ней являются переменные с индексом п 1 (где п — номер итерации), значения которых можно определить в соответствии с принципом суперпозиции по формулам.
Элементами массивов являются индексированные переменные, или переменные с индексами. Так как элементы массива имеют общие атрибуты, их описанием является описание соответствующего массива. В описании массива, помимо атрибутов, указывается также максимальное значение индекса по каждому измерению (минимальное значение индекса для подмножества ПЛ/1 равно единице). Приведем примеры описаний массивов Индексным выражением, т. е. индексом, может быть арифметическое выражение (в частности, число, переменная), принимающее целые значения Например, А [1,3] В [2ха — Ь, 2] С [1,3]]. Последний пример показывает, что индексом переменной с индексом может быть опять переменная с индексом Описание тина массива аналогично описанию простых переменных, однако в описание массива включаются границы изменения индексов. Описать массив — значит описать все переменные с индексами, соответствующие данному массиву. Поскольку описанием переменных с индексом является описание соответствующего массива, все элементы массива должны быть одного типа Фортран-IV допускает использование массивов с размерностью, не превышающей семи (максимальная размерность массива в Фортрапе-П равна трем). Соответственно переменная с индексом может иметь от одного до семи индексов, которые заключаются в круглые скобки и разделяются запятыми. Индексом может быть положительное число, неравное нулю, и заданное в виде либо константы целого типа, либо простой переменной, принимающей целые значения, либо констант и переменных целого тина, соединенных знаками сложения, вычитания и умножения. Например, А (2, 2 К-Р, К + Р), Описание типа массива, а следовательно, и переменных с индексами аналогично описанию простых переменных. Арифметический оператор-функция состоит из левой и правой частей, соединенных знаком =. В левой части содержится наименование оператора, за которым в круглых скобках следуют аргументы, разделяемые запятыми. Аргументом может быть любая переменная, но не переменная с индексом. В правой части стоит выражение, не содержащее переменных с индексом. Арифметический оператор-функция в программе размещается до первого исполняемого оператора программы, а обращением к нему является наименование со списком фактических аргументов. Фактическими аргументами могут быть как переменные с индексами, так и арифметические выражения Арифметический оператор записывается в виде А = В, где А — простая переменная или переменная с индексом В — арифметическое выражение Для печати массива с произвольного элемента в операторе указывается соответствующая переменная с индексами, а за ней в круглых скобках количество выводимых символов (для двумерных массивов — произведение числа строк на число столбцов). Например, вывести на печать 2 строки и 5 столбцов массива А начиная с элемента Аз. Вывод текста осуществляется по каналам 2 и 4. При этом текстовым объектом вывода может быть либо строка букв латинского алфавита, заключенная в кавычки, либо переменная с индексами. В последнем случае переменная указывает на элемент массива, начиная с которого располагаются целые числа, соответствующие символам выводимой строки согласно табл. 11. Выводимая строка может содержать и прописные буквы русского алфавита. Русский текст внутри строки заключается в комбинации символов -f) и-). Например, (4 , (Т ), (+) Иванов-) ). Длина. В программе допускается использование массивов, размерность которых не больше двух. Элементам массива соответствуют переменные с индексами, причем в качестве индексов используются только буквы 1, 7, к. Оператор вставим используется для увеличения значений переменных на заранее заданную величину, причем целочисленные переменные можно также и уменьшать. Например, вставим а = а + 3,5 к = к — В этом операторе нельзя применять переменные с индексами. Во втором случае выполнение оператора приводит к вычислению значения правой части и присваиванию его переменной у. Переменной слева в выражении может быть и переменная с индексом. В содержательной части оператора указываются объекты ввода, разделяемые друг от друга пробелом. Объектами ввода могут быть простые переменные, за исключением переменных, обозначенных буквами г, /, к, п, или переменные с индексами. Например, введем а Ь 01 Оператор печатаем используется для печати числовых значений простых переменных и переменных с индексами с заданным количеством цифр после запятой. Оператор имеет следующий вид печатаем с к знаками список , где А = О, 1, 2,..., 9 и для действительных переменных указывает число печатаемых цифр после запятой. Оператор спросим используется для контроля числовых значений переменных чаще всего в процессе отладки программы. Этот оператор выполняется в том случае, если на панели сигнализации нажата клавиша вариант . Перед выполнением этого оператора вычисления. прекращаются, и на панели сигнализации загорается лампочка команда ввода . Для вывода значения переменной на клавиатуре печатающей машинки необходимо набрать ее наименование и знак равенства. При выводе значения переменной с индексами необходимо набирать индексы в виде цифр В зависимости от способа хранения в памяти ЦВМ различают простые переменные и переменные с индексами. Переменные с индексами — это те, которые заданы всеми своими значениями и хранятся в массиве последовательных. Переменные с индексами используют для обозначения элементов не только одномерных, но и многомерных массивов в последнем случае эти переменные имеют несколько индексов. Например, при обозначении элементов матрицы переменная имеет два индекса. Чтобы избежать ошибок при программировании, необходимо всегда помнить, что понятия простых переменных и переменной с индексами, используемые при программировании, имеют несколько иной смысл, чем в математике. Например, пусть требуется вычислить значения функции у = х) при различных значениях аргумента х, Х2, . , Хп. В математике для обозначения как аргумента х, так и функции у не используют индексы. Если же все значения аргумента л заданы массивом значений, для которых не удалось найти закона их изменения, то при программировании надо считать х переменной с индексом, который указывает номер значения этой переменной в массиве. Переменную у определяют как простую переменную, если не требуется запомнить все ее значения в массиве ячеек, в противном случае, как переменную с индексами. Пусть требуется определить значения функции у,- = Длс , Х1+ ), т. е. функции, зависящей от двух последовательных значений аргумента X. В математике в этом случае и функция у,-, и аргументы X,- и Х1+1 обозначаются как переменные с индексами. Если все значения ограничены пределами изменения от О до 1 и шагом изменения 0,1, то при программировании переменную х. Переменные с индексами используются для обозначения элементов массивов. Переменная с индексами имеет вид Х[К] или Х[Н, К], где X — идентификатор массива, а 1Т и К — произвольные арифметические выражения . Первая переменная соответствует обычному выражению Хк, второе — х,,, . В машине Мпр-1 допускаются только двумерные и одномерные массивы. Наименьшее значение индексов по каждому переменному принимается ранным единице. Значения индексов или вводятся в машину до начала выполнения программы, пли могут появиться в дальнейшем при выполнении некоторой части программы. В процессе счета на ЭВМ одна и та же величина может принимать различные численные значения. Такие величины называются переменными. Различаются простые переменные и переменные с индексами. Рассмотрим пример В= УАк. Здесь величины В и. Последнее равенство выписано с учетом общепринятого соглашения писать на первом месте переменные с индексом I, на втором - с индексом 2. Это обстоятельство и приводит в конечном итоге к удвоению числа двухэлектронных интегралов при записи их вариации, т.е. линейной по b i части приращения. Идентификаторы массивов в программе сопровождаются описателем array. Например, массив А, соответствующий квадратной матрице порядка р, запишется как array А . р, i р], где А — идентификатор массива, i р — граничные пары, 1 и — нижняя и верхняя границы соответственно. Переменная с индексами, соответствующая элементу матрицы запишется как А [г, /с], где i к р. В автокодовой программе могут употребляться одномерные и двумерные массивы. Элементами массивов являются переменные с индексами, которые нумеруются начиная с единицы но каждому из измерений. В программе переменная с индексом обозначается как идентификатор массива, за которым в косых скобках указывается наименование индекса. Если массив двумерный, то индексы разделяются запятой. Например, APII, KI, AIKl, СНЫ. Оператор цикла обеспечивает изменение параметра цикла от единицы до 10. В данном случае параметр цикла используется для выбора переменных с индексами Ai и Bi, а следовательно, является величиной типа integer. Первое замечание означает, что если некоторый формальный параметр используется в описании процедуры в качестве левой части оператора присваивания, то соответствующий ел1у фактический параметр не может быть ничем, кроме переменной. Это ограничение обусловлено тем, что левая часть оператора присваивания может быть по определению только идентификатором простой переменной или переменной с индексом. В Фортране отсутствует динамическое распределение памяти, поэтому в программе обязательно указываются максимальные размеры используемых массивов. Индексы переменных с индексами не должны выходить за эти границы. Размерности массивов устанавливаются с помощью оператора DIMENSION. Любая переменная с индексом должна быть описана этим оператором. В одном операторе DIMENSION можно описывать произвольное число массивов. Например, DIMENSION А (20, 20), В (100), С (15, 20, 30, 2). В первом случае используется неявный цикл, когда в операторе DATA указываются переменные с индексами, начальное и конечное значения индекса и шаг его изменения. Например, чтобы присвоить элементам массива А (20) значения. Процедура TEXT. Оператор TEXT имеет два фактических параметра первый фактический параметр — строка символов, второй — переменная с индексом. Здесь через обозначен множитель Лагранжа, отвечающий -ому уравнению А-го блока [см. формулу (VIII,1), а через — множитель Лагранжа, соответствующий уравнению связи Можно также считать, что множитель отвечает непременной г/ , а множитель — переменной Дадим некоторые пояснения. Напомним, что во входных блоках входные переменные с индексами 1 = 1,. .., р/г являются входными неремвнными схемы, удовлетворяющими условиям (IX,1). При формировании функции Лагранжа эти условия удобно было трактовать как некоторые ограничения, наложенные на переменные. А являются переменными, так как в зависимости от условий могут принимать различные значения. Причем В — простая переменная, а Ак — переменная с индексом. Переменные величины различаются по названию. Идентификатор переменной — это наименование, присвоенное простой переменной программистом. Идентификатор представляет собой произвольную последовательность, составленную из букв и цифр, которая начинается с буквы. Например АДРН, СГ25Р, М47659Глава 6. Пространство имён

Пространство имён некоторое множество, под которым подразумевается модель, абстрактное хранилище или окружение, созданное для логической группировки уникальных идентификаторов (то есть имён).

Идентификатор, определённый в пространстве имён, ассоциируется с этим пространством. Один и тот же идентификатор может быть независимо определён в нескольких пространствах. Таким образом, значение, связанное с идентификатором, определённым в одном пространстве имён, может иметь (или не иметь) такое же значение, как и такой же идентификатор, определённый в другом пространстве. Языки с поддержкой пространств имён определяют правила, указывающие, к какому пространству имён принадлежит идентификатор (то есть его определение).

Например, Андрей работает в компании X, а ID (сокр. от англ. Identifier — идентификатор) его как работника равен 123. Олег работает в компании Y, а его ID также равен 123. Единственное (с точки зрения некой системы учёта), благодаря чему Андрей и Олег могут быть различимы при совпадающих ID, это их принадлежность к разным компаниям. Различие компаний в этом случае представляет собой систему различных пространств имён (одна компания — одно пространство). Наличие двух работников в компании с одинаковыми ID представляет большие проблемы при их использовании, например, по платёжному чеку, в котором будет указан работник с ID 123, будет весьма затруднительно определить работника, которому этот чек предназначается.

В больших базах данных могут существовать сотни и тысячи идентификаторов. Пространства имён реализуют механизм для сокрытия локальных идентификаторов. Их смысл заключается в группировке логически связанных идентификаторов в соответствующих пространствах имён, таким образом делая систему модульной. Ограничение видимости переменных может также производиться путём задания класса её памяти.

Операционные системы, многие современные языки программирования обеспечивают поддержку своей модели пространств имён: используют каталоги (или папки) как модель пространства имён. Это позволяет существовать двум файлам с одинаковыми именами (пока они находятся в разных каталогах). В некоторых языках программирования (например, C++, Python) идентификаторы имён пространств сами ассоциированы с соответствующими пространствами. Поэтому в этих языках пространства имён могут вкладываться друг в друга, формируя дерево пространств имён. Корень такого дерева называется глобальным пространством имён.

В языках программирования без собственной поддержки пространств имён пространства могут эмулироваться расширением, используя соглашения о наименовании идентификаторов. Например, библиотеки языка Си, такие как Libpng, часто используют фиксированный префикс для всех функций и переменных, являющийся частью их внешнего интерфейса. Libpng поддерживает внешние идентификаторы, такие как:

png_create_write_struct
png_get_signature
png_read_row
png_set_invalid

Это дает обоснованную гарантию того, что идентификаторы будут уникальны и таким образом могут быть использованы в больших программах без опасения коллизии имен идентификаторов.

К недостаткам эмуляции пространств имён можно отнести[источник не указан 2465 дней]:

• Отсутствие нормального учёта вложенных пространств; идентификаторы становятся чересчур длинными.

• Программисты или организации могут использовать резко несовместимые соглашения о наименовании, тем самым потенциально провоцируя большую запутанность.

• Сложные операции или операции запроса над группами идентификаторов, основанных на пространствах имён, в которых они объявлены, обрабатываются слишком неоптимально или вообще невыполнимы.

• Все вызовы идентификаторов должны на самом деле осуществлять с полным именем пространств (англ.)русск.. Языки с непосредственной поддержкой пространств имён обычно предоставляют программисту возможность предварительно объявлять, что они хотят использовать некоторые (а то и все) идентификаторы в программе только из одного пространства, которые они впоследствии могут использовать без указания принадлежности к пространству.

Заключение

Основные возможности переменных, предоставляемые языком C, интуитивно понятны и просты, но есть немало деталей, которые помогут программистам сделать встраиваемое приложение более надежным и эффективным.

Переменные, если задуматься, то это неотъемлемая часть повседневной жизни в мегаполисе. Будь то смс или просто сигнал светофора, в современном мири все завязано на технологиях, в первую очередь компьютерных, программисты, системные администраторы, модераторы и администраторы форумов, дизайнеры думаю и криптографиы можно добавить в этот список, инженеры слаботочных систем, на самом деле каждый у кого просто есть гаджет. Ну или хотя-бы просто телефон, все мы живем окруженные, массивами данных, переменными, километрами программного кода прикрытого красивой оболочкой под названием “Пользовательский интерфейс”