Dlaczego musimy wspomnieć o typie danych zmiennej w C.

Zwykle w C musimy podać komputerowi rodzaj danych w deklaracji zmiennej. Np. W poniższym programie chcę wydrukować sumę dwóch liczb zmiennoprzecinkowych X i Y.

#include<stdio.h>
main()
{
  float X=5.2;
  float Y=5.1;
  float Z;
  Z=Y+X;
  printf("%f",Z);

}

Musiałem poinformować kompilator o typie zmiennej X.

• Czy kompilator nie może sam określić typu X?

Tak, może to zrobić, jeśli to zrobię:

#define X 5.2

Mogę teraz napisać mój program bez informowania kompilatora o typie X:

#include<stdio.h>
#define X 5.2
main()
{
  float Y=5.1;
  float Z;
  Z=Y+X;
  printf("%f",Z);

}  

Widzimy więc, że język C ma jakąś funkcję, za pomocą której może samodzielnie określać rodzaj danych. W moim przypadku ustalono, że Xjest typu float.

• Dlaczego musimy wspomnieć o rodzaju danych, kiedy deklarujemy coś w main ()? Dlaczego kompilator nie może samodzielnie określić typu danych zmiennej main()tak jak w #define.

Porównujesz deklaracje zmiennych do #defines, co jest niepoprawne. Za pomocą a #definetworzysz odwzorowanie między identyfikatorem a fragmentem kodu źródłowego. Preprocesor C dosłownie zastąpi wszelkie wystąpienia tego identyfikatora dostarczonym fragmentem kodu. Pisanie

#define FOO 40 + 2
int foos = FOO + FOO * FOO;

kończy się dla kompilatora tym samym, co pisanie

int foos = 40 + 2 + 40 + 2 * 40 + 2;

Pomyśl o tym jak o automatycznym kopiowaniu i wklejaniu.

Ponadto zmienne normalne można przypisać ponownie, a makra utworzonego za #definepomocą nie można (choć można to zmienić #define). Wyrażenie FOO = 7byłoby błędem kompilatora, ponieważ nie możemy przypisać do „wartości”: 40 + 2 = 7jest nielegalne.

Dlaczego więc w ogóle potrzebujemy typów? Najwyraźniej niektóre języki pozbywają się typów, jest to szczególnie powszechne w językach skryptowych. Zwykle mają jednak coś, co nazywa się „typowaniem dynamicznym”, w którym zmienne nie mają ustalonych typów, ale wartości mają. Jest to o wiele bardziej elastyczne, ale także mniej wydajne. C lubi wydajność, więc ma bardzo prostą i wydajną koncepcję zmiennych:

Jest pewien odcinek pamięci zwany „stosem”. Każda zmienna lokalna odpowiada obszarowi na stosie. Teraz pytanie brzmi, ile bajtów musi mieć ten obszar? W języku C każdy typ ma dobrze zdefiniowany rozmiar, za pomocą którego można wyszukiwać sizeof(type). Kompilator musi znać typ każdej zmiennej, aby mógł zarezerwować odpowiednią ilość miejsca na stosie.

Dlaczego stałe utworzone za #definepomocą adnotacji typu nie są potrzebne? Nie są przechowywane na stosie. Zamiast tego #definetworzy fragmenty kodu źródłowego wielokrotnego użytku w nieco łatwiejszy do utrzymania sposób niż kopiowanie i wklejanie. Literały w kodzie źródłowym, takie jak "foo"lub 42.87są przechowywane przez kompilator, albo jako instrukcje specjalne, albo w osobnej sekcji danych wynikowego pliku binarnego.

Jednak literały mają typy. Dosłowny ciąg znaków to char *. 42jest, intale można go również stosować w przypadku krótszych typów (konwersja zwężająca). 42.8byłoby double. Jeśli masz dosłownym i chcesz go mieć inny typ (np aby lub ), a następnie można użyć przyrostków - list po dosłownym, że zmiany w jaki sposób traktuje kompilator, że dosłowne. W naszym przypadku możemy powiedzieć lub .42.8float42unsigned long int42.8f42ul

Niektóre języki mają pisanie statyczne jak w C, ale adnotacje typu są opcjonalne. Przykładami są ML, Haskell, Scala, C #, C ++ 11 i Go. Jak to działa? Magia? Nie, nazywa się to „wnioskowaniem typu”. W C # i Go kompilator patrzy na prawą stronę zadania i wydedukuje typ tego zadania. Jest to dość proste, jeśli prawa strona jest dosłowna, np 42ul. To oczywiste, jaki powinien być typ zmiennej. Inne języki mają również bardziej złożone algorytmy, które uwzględniają sposób użycia zmiennej. Na przykład jeśli tak x/2, to xnie może być ciągiem, ale musi mieć jakiś typ liczbowy.

X w drugim przykładzie nigdy nie jest zmiennoprzecinkowy. Nazywa się to makrem, zastępuje zdefiniowaną wartość makra „X” w źródle wartością. Czytelny artykuł na temat #define jest tutaj .

W przypadku dostarczonego kodu, przed kompilacją preprocesor zmienia kod

Z=Y+X;

do

Z=Y+5.2;

i to się kompiluje.

Oznacza to, że można również zastąpić te „wartości” kodem podobnym do kodu

#define X sqrt(Y)

lub nawet

#define X Y

Krótka odpowiedź brzmi: C potrzebuje typów ze względu na historię / reprezentację sprzętu.

Historia: C został opracowany na początku lat siedemdziesiątych i miał być językiem programowania systemów. Kod jest idealnie szybki i najlepiej wykorzystuje możliwości sprzętu.

Wnioskowanie typów w czasie kompilacji byłoby możliwe, ale i tak już wolne czasy kompilacji wzrosłyby (patrz kreskówka „kompilowania” XKCD. Dotyczyło to „hello world” przez co najmniej 10 lat po opublikowaniu C ). Wnioskowanie typów w czasie wykonywania nie byłoby zgodne z celami programowania systemów. Wnioskowanie w czasie wykonywania wymaga dodatkowej biblioteki wykonawczej. C pojawił się na długo przed pierwszym komputerem. Który miał 256 pamięci RAM. Nie gigabajty lub megabajty, ale kilobajty.

W twoim przykładzie, jeśli pominiesz typy

   X=5.2;
   Y=5.1;

   Z=Y+X;

Następnie kompilator mógł z radością odkryć, że X i Y są zmiennoprzecinkowe i uczynić Z tym samym. W rzeczywistości nowoczesny kompilator również by się przekonał, że X i Y nie są potrzebne i po prostu ustawił Z na 10.3.

Załóżmy, że obliczenia są osadzone w funkcji. Autor funkcji może chcieć wykorzystać swoją wiedzę o sprzęcie lub rozwiązanym problemie.

Czy podwójne byłoby bardziej odpowiednie niż float? Zajmuje więcej pamięci i jest wolniejszy, ale dokładność wyniku byłaby wyższa.

Być może zwracana wartość funkcji może być int (lub long), ponieważ ułamki dziesiętne nie są ważne, chociaż konwersja z liczby zmiennoprzecinkowej na int nie jest bez kosztów.

Wartość zwracaną można również podwójnie zagwarantować, że liczba zmiennoprzecinkowa + liczba zmiennoprzecinkowa nie zostanie przelana.

Wszystkie te pytania wydają się bezcelowe dla ogromnej większości pisanego dzisiaj kodu, ale były niezbędne, gdy C został stworzony.

C nie ma wnioskowania o typie (tak się nazywa, gdy kompilator zgadnie typ zmiennej dla Ciebie), ponieważ jest stary. Został opracowany na początku lat siedemdziesiątych

Wiele nowszych języków ma systemy, które pozwalają używać zmiennych bez określania ich typu (ruby, javascript, python itp.)