То, что подготовлено в качестве ввода для Си-компилятора, называется единицей трансляции. Она состоит из последовательности внешних объявлений, каждое из которых представляет собой либо объявление, либо определение функции.
единица-трансляции:
внешнее-объявление
единица-трансляции внешнее-объявление
внешнее-объявление:
определение-функции
объявление
Область видимости внешних объявлений простирается до конца единицы трансляции, в которой они объявлены, точно так же, как область видимости объявлений в блоке распространяется до конца этого блока. Синтаксис внешнего объявления не отличается от синтаксиса любого другого объявления за одним исключением: код функции можно определять только с помощью внешнего объявления.
A10.1. Определение функции
Определение функции имеет следующий вид:
определение-функции:
спецификаторы-объявлениянеоб объявитель список-объявленийнеоб
составная-инструкция
Из спецификаторов класса памяти в спецификаторах-объявлениях возможны только extern и static; различия между последними рассматриваются в A11.2.
Типом возвращаемого функцией значения может быть арифметический тип, структура, объединение, указатель и void, но не "функция" и не "массив". Объявитель в объявлении функции должен явно указывать на то, что описываемый им идентификатор имеет тип "функция", т. е. он должен иметь одну из следующих двух форм (A8.6.3):
собственно-объявитель ( список-типов-параметров )
собственно-объявитель ( список-идентификаторовнеоб )
где собственно-объявитель есть идентификатор или идентификатор, заключенный в скобки. Заметим, что тип "функция" посредством typedef получить нельзя.
Первая форма соответствует определению функции новым способом, для которого характерно объявление параметров в списке-типов-параметров вместе с их типами; за объявителем не должно быть списка-объявлений. Если список-типов-параметров не состоит из одного-единственного слова void, показывающего, что параметров у функции нет, то в каждом объявителе в списке-типов-параметров обязан присутствовать идентификатор. Если список-типов-параметров заканчивается знаками ", ...", то вызов функции может иметь аргументов больше, чем параметров; в таком случае, чтобы обращаться к дополнительным аргументам, следует пользоваться механизмом макроса va_arg из заголовочного файла
Вторая форма - определение функции старым способом. Список-идентификаторов содержит имена параметров, а список-объявлений приписывает им типы. В списке- объявлении разрешено объявлять только именованные параметры, инициализация запрещается, и из спецификаторов класса памяти возможен только register.
И в том и другом способе определения функции мыслится, что все параметры как бы объявлены в самом начале составной инструкции, образующей тело функции, и совпадающие с ними имена здесь объявляться не должны (хотя, как и любые идентификаторы, их можно переобъявить в более внутренних блоках). Объявление параметра "массив из типа" можно трактовать как "указатель на тип", аналогично объявлению параметра объявление "функция, возвращающая тип" можно трактовать как "указатель на функцию, возвращающую тип". В момент вызова функции ее аргументы соответствующим образом преобразуются и присваиваются параметрам (см. A7.3.2).
Новый способ определения функций введен ANSI-стандартом. Есть также небольшие изменения в операции повышения типа; в первой версии языка параметры типа float следовало читать как double. Различие между float и double становилось заметным, лишь когда внутри функции генерировался указатель на параметр.
Ниже приведен пример определения функции новым способом:
int max(int a, int b, int c)
{
int m;
m = (a > b) ? a: b;
return (m > с) ? m : с;
}
Здесь int-спецификаторы-объявления; max(int a, int b, int с) - объявитель функции, a { ... } - блок, задающий ее код. Определение старым способом той же функции выглядит следующим образом:
int max(a, b, с)
int а, b, с;
{
/* ... */
}
где max(a, b, c) – объявитель, а int a, b, c - список-объявлений для параметров.
A10.2. Внешние объявления
Внешние объявления специфицируют характеристики объектов, функций и других идентификаторов. Термин "внешний" здесь используется, чтобы подчеркнуть тот факт, что объявления расположены вне функций; впрямую с ключевым словом extern ("внешний") он не связан. Класс памяти для объекта с внешним объявлением либо вообще не указывается, либо специфицируется как extern или static.
В одной единице трансляции для одного идентификатора может содержаться несколько внешних объявлений, если они согласуются друг с другом по типу и способу связи и если для этого идентификатора существует не более одного определения.
Два объявления объекта или функции считаются согласованными по типу в соответствии с правилами, рассмотренными в A8.10. Кроме того, если объявления отличаются лишь тем, что в одном из них тип структуры, объединения или перечисления незавершен (A8.3), а в другом соответствующий ему тип с тем же тегом завершен, то такие типы считаются согласованными. Если два типа массива (A8.6.2) отличаются лишь тем, что один завершенный, а другой незавершенный, то такие типы также считаются согласованными. Наконец, если один тип специфицирует функцию старым способом, а другой - ту же функцию новым способом (с объявлениями параметров), то такие типы также считаются согласованными.
Если первое внешнее объявление функции или объекта помечено спецификатором static, то объявленный идентификатор имеет внутреннюю связь; в противном случае - внешнюю связь. Способы связей обсуждаются в A11.2.
Внешнее объявление объекта считается определением, если оно имеет инициализатор. Внешнее объявление, в котором нет инициализатора и нет спецификатора extern, считается пробным определением. Если в единице трансляции появится определение объекта, то все его пробные определения просто станут избыточными объявлениями. Если никакого определения для этого объекта в единице трансляции не обнаружится, то все его пробные определения будут трактоваться как одно определение с инициализатором 0.
Каждый объект должен иметь ровно одно определение. Для объекта с внутренней связью это правило относится к каждой отдельной единице трансляции, поскольку объекты с внутренними связями в каждой единице уникальны. В случае объектов с внешними связями указанное правило действует в отношении всей программы в целом.
Хотя правило одного определения формулируется несколько иначе, чем в первой версии языка, по существу оно совпадает с прежним. Некоторые реализации его ослабляют, более широко трактуя понятие пробного определения. В другом варианте указанного правила, который распространен в системах UNIX и признан как общепринятое расширение стандарта, все пробные определения объектов с внешними связями из всех транслируемых единиц программы рассматриваются вместе, а не отдельно в каждой единице. Если где-то в программе обнаруживается определение, то пробные определения становятся просто объявлениями, но, если никакого определения не встретилось, то все пробные определения становятся одним-единственным определением с инициализатором 0.
A11. Область видимости и связи
Каждый раз компилировать всю программу целиком нет необходимости. Исходный текст можно хранить в нескольких файлах, представляющих собой единицы трансляции. Ранее скомпилированные программы могут загружаться из библиотек. Связи между функциями программы могут осуществляться через вызовы и внешние данные.
Следовательно, существуют два вида областей видимости: первая - это лексическая область идентификатора: т. е. область в тексте программы, где имеют смысл все его характеристики; вторая область - это область, ассоциируемая с объектами и функциями, имеющими внешние связи, устанавливаемые между идентификаторами из раздельно компилируемых единиц трансляции.
A11.1. Лексическая область видимости
Каждый идентификатор попадает в одно из нескольких пространств имен. Эти пространства никак не связаны друг с другом. Один и тот же идентификатор может использоваться в разных смыслах даже в одной области видимости, если он принадлежит разным пространствам имен. Ниже через точку с запятой перечислены классы объектов, имена которых представляют собой отдельные независимые пространства: объекты, функции, typedef-имена и enum-константы; метки инструкций; теги структур, объединений и перечислений; элементы каждой отдельной структуры или объединения.
Сформулированные правила несколько отличаются от прежних, описанных в первом издании. Метки инструкций не имели раньше собственного пространства; теги структур и теги объединений (а в некоторых реализациях и теги перечислений) имели отдельные пространства. Размещение тегов структур, объединений и перечислений в одном общем пространстве - это дополнительное ограничение, которого раньше не было. Наиболее существенное отклонение от первой редакции в том, что каждая отдельная структура (или объединение) создает свое собственное пространство имен для своих элементов. Таким образом, одно и то же имя может использоваться в нескольких различных структурах. Это правило широко применяется уже несколько лет.
Лексическая область видимости идентификатора объекта (или функции), объявленного во внешнем объявлении, начинается с места, где заканчивается его объявитель, и простирается до конца единицы трансляции, в которой он объявлен. Область видимости параметра в определении функции начинается с начала блока, представляющего собой тело функции, и распространяется на всю функцию; область видимости параметра в описании функции заканчивается в конце этого описания. Область видимости идентификатора, объявленного в начале блока, начинается от места, где заканчивается его объявитель, и продолжается до конца этого блока. Областью видимости метки является вся функция, где эта метка встречается. Область видимости тега структуры, объединения или перечисления начинается от его появления в спецификаторе типа и продолжается до конца единицы трансляции для объявления внешнего уровня и до конца блока для объявления внутри функции.
Если идентификатор явно объявлен в начале блока (в том числе тела функции), то любое объявление того же идентификатора, находящееся снаружи этого блока, временно перестает действовать вплоть до конца блока.
A11.2. Связи
Если встречается несколько объявлений, имеющих одинаковый идентификатор и описывающих объект (или функцию), то все эти объявления в случае внешней связи относятся к одному объекту (функции) - уникальному для всей программы; если же связь внутренняя, то свойство уникальности распространяется только на единицу трансляции.
Как говорилось в A10.2, если первое внешнее объявление имеет спецификатор static, то оно описывает идентификатор с внутренней связью, если такого спецификатора нет, то - с внешней связью. Если объявление находится внутри блока и не содержит extern, то соответствующий идентификатор ни с чем не связан и уникален для данной функции. Если объявление содержит extern и блок находится к области видимости внешнего объявления этого идентификатора, то последний имеет ту же связь и относится к тому же объекту (функции). Однако если ни одного внешнего объявления для этого идентификатора нет, то он имеет внешнюю связь.
A12. Препроцессирование