函数之间的通信方式

函数之间的通信方式

程序无外乎由变量和函数组成,前者负责保存和组织数据,后者负责业务逻辑,即操作这些数据以获得期望的结果。函数彼此独立,但又不孤立,而是需要同其他函数进行交流,以便协同工作。因此,理解函数之间的通信方式显得尤为重要。

通信方式的种类

所谓函数的通信方式,就是一个函数将值传递给另一个函数的渠道。有三种:

  • 函数的返回值:调用函数可以直接获得被调用函数的返回值。
  • 函数的参数:以引用传递的方式将一个指针传递给被调用函数,后者将需要返回给调用函数的值放入其中。
  • 全局变量:任意函数都可以访问,多用在两个函数之间需要进行通信,但又不直接调用对方的情况下。

本文重点讲解前两项。

getint函数

K&R中有一个很好的例子,说明了返回值和参数这两个通信方式(以下简称通道)之间的的区别和联系。(K&R Section5.2 P95)

需要设计一个名为getint()的函数,作用是从标准输入流中读取一个数字字符串(整数),然后将其转化为相应整数数值。
从程序设计的角度来讲,很明显这个函数在工作期间会遇到若干种情况,而且需要向它的调用方说明这些情况,这些情况有:
1. 成功转换字符串,得到一个需要被返回的数值。
2. 转换失败,因为读取到的字符不是数字。
3. 转换失败,因为读取到了EOF。

问题是,以上情况并不互相排斥,而是有可能同时出现。
例如,对于"12345qwer"这样一个字符串,"12345"的部分可以被成功读取;而"qwer"部分会因为不是数字而转换失败。这是函数应该返回"12345"表示的数值,并且告诉调用方犹豫后续字符不是数字,无法继续。

又例如,对于"-1"这样一个字符串来说,它后面如果紧跟着EOF,那么函数就需要在返回-1的同时,还需要告诉调用方它遇到了EOF而终止。EOF是-1,恰好同字符串所代表的数值相同,如果利用返回值进行传递,肯定会造成误解。
很明显,如果所有的可能情况都通过返回值进行传递,是不可能的。这是就要同时利用返回值和参数进行传递: 
返回值:负责说明转换是否成功,以及错误的原因(错误原因互相排斥)。
参数:在转换成功的情况下,负责将转换后的数值传递出去。

上面的分析可以概括为:

  • 转换成功(返回一个正数):
    • 转换结果(利用参数传递出去)
  • 由于读取到EOF而失败(返回-1):
  • 由于读取到非数字字符失败(返回0):

详细代码如下

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>

/**
 *  从标准输入流中读取一个整数数字字符串,并将其转换为对应的整数数值
 *
 *  @param pn int型指针,用于将转换所得的整数数值传递出去
 *
 *  @return 如果输入的字符串含有整数,返回一个正整数(取决于数字后面的第一个字符,如有);如果不含有合法数字,返回0;如果遇到EOF,返回-1
 */
int getint(int *pn);


int bgetchcar(void); // 等同于getc
void bungetchar(int n); // 等同于ungetc

int main(int argc, const char * argv[]) {
    
    int x = 0;
    int r = getint(&x);
    
    printf("r:%d----x:%d\n", r, x);
    
    
    return 0;
}

int getint(int *pn)
{
    int c, sign;
    
    while (isspace(c = bgetchcar())) { // 跳过空格
        ;
    }
    if (!isdigit(c) && c != EOF && c != '+' && c != '-') {
        bungetchar(c); // 不是数字,退回最近读到的字符到输入流中
        return 0;
    }
    
    sign = (c == '-') ? -1 : 1; // 尝试记录符号
    if (c == '+' || c == '-') { // 如果当前读到的是符号,则继续读取下一个字符
        c = bgetchcar();
    }
    for (*pn = 0; isdigit(c); c = bgetchcar()) { // 开始逐个读取数字,直到读取到一个不是数字的字符为止
        *pn = (*pn) * 10 + (c - '0'); // *10负责提升位数,c - '0'得出每一位的数字
    }
    
    *pn *= sign; // 纠正数值的正负
    
    if (c != EOF) { // 如果最后读取到的字符不是EOF
        bungetchar(c); // 则将这个字符退回到输入流中
    }
    return c;
}
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