可移植性问题的一个实例

7.9 可移植性问题的一个实例

    让我们来看一个已经被很多人在很多时候解决了的问题。下面的程序带有两个参数：一个长整数和一个函数（的指针）。它将整数转换位十进制数，并用代表其中每一个数字的字符来调用给定的函数。

void printnum(long n, void (*p)()) {

    if(n < 0) {

        (*p)('-');

        n = -n;

    }

    if(n >= 10)

        printnum(n/ 10, p);

    (*p)(n % 10 +'0');

}

    这个程序非常简单。首先检查n是否为负数；如果是，则打印一个符号并将n变为正数。接下来，测试是否n >= 10。如果是，则它的十进制表示中包含两个或更多个数字，因此我们递归地调用printnum()来打印除最后一个数字外的所有数字。最后，我们打印最后一个数字。

    这个程序——由于它的简单——具有很多可移植性问题。首先是将n的低位数字转换成字符形式的方法。用n % 10来获取低位数字的值是好的，但为它加上'0'来获得相应的字符表示就不好了。这个加法假设机器中顺序的数字所对应的字符数顺序的，没有间隔，因此'0' + 5和'5'的值是相同的，等等。尽管这个假设对于ASCII和EBCDIC字符集是成立的，但对于其他一些机器可能不成立。避免这个问题的方法是使用一个表：

void printnum(long n, void (*p)()) {

    if(n < 0) {

        (*p)('-');

        n = -n;

    }

    if(n >= 10)

        printnum(n/ 10, p);

   (*p)("0123456789"[n % 10]);

}

    另一个问题发生在当n< 0时。这时程序会打印一个负号并将n设置为-n。这个赋值会发生溢出，因为在使用2的补码的机器上通常能够表示的负数比正数要多。例如，一个（长）整数有k位和一个附加位表示符号，则-2k可以表示而2k却不能。

    解决这一问题有很多方法。最直观的一种是将n赋给一个unsigned long值。然而，一些C便一起可能没有实现unsigned long，因此我们来看看没有它怎么办。

    在第一个实现和第二个实现的机器上，改变一个正整数的符号保证不会发生溢出。问题仅出在改变一个负数的符号时。因此，我们可以通过避免将n变为正数来避免这个问题。

    当然，一旦我们打印了负数的符号，我们就能够将负数和正数视为是一样的。下面的方法就强制在打印符号之后n为负数，并且用负数值完成我们所有的算法。如果我们这么做，我们就必须保证程序中打印符号的部分只执行一次；一个简单的方法是将这个程序划分为两个函数：

void printnum(long n, void (*p)()) {

    if(n < 0) {

        (*p)('-');

        printneg(n,p);

    }

    else

       printneg(-n, p);

}

void printneg(long n, void (*p)()) {

    if(n <= -10)

        printneg(n/ 10, p);

   (*p)("0123456789"[-(n % 10)]);

}

    printnum()现在只检查要打印的数是否为负数；如果是的话则打印一个符号。否则，它以n的负绝对值来调用printneg()。我们同时改变了printneg()的函数体来适应n永远是负数或零这一事实。

    我们得到什么？我们使用n /10和n % 10来获取n的前导数字和结尾数字（经过适当的符号变换）。调用整数除法的行为在其中一个操作数为负的时候是实现相关的。因此，n % 10有可能是正的！这时，-(n % 10)是负数，将会超出我们的数字字符数组的末尾。

    为了解决这一问题，我们建立两个临时变量来存放商和余数。作完除法后，我们检查余数是否在正确的范围内，如果不是的话则调整这两个变量。printnum()没有改变，因此我们只列出printneg()：

void printneg(long n, void (*p)()) {

    long q;

    int r;

    if(r > 0) {

        r -= 10;

        q++;

    }

    if(n <= -10){

        printneg(q,p);

    }

   (*p)("0123456789"[-r]);

}