Д. Стефенс - C++. Сборник рецептов

• Название: C++. Сборник рецептов
• Автор: Д. Стефенс
• Издательство: КУДИЦ-ПРЕСС
• Жанр: Программирование
• Год: 2007
• ISBN: 5-91136-030-6

Данная книга написана экспертами по C++ и содержит готовые рецепты решения каждодневных задач для программистов на С++. Один из авторов является создателем библиотеки Boost Iostreams и нескольких других библиотек C++ с открытым исходным кодом. В книге затрагивается множество тем, вот лишь некоторые из них: работа с датой и временем; потоковый ввод/вывод; обработка исключений; работа с классами и объектами; сборка приложений; синтаксический анализ XML-документов; программирование математических задач. Читатель сможет использовать готовые решения, а сэкономленное время и усилия направить на решение конкретных задач.

---

int* pi = &obj.ival_;

Конечно, вы используете имя объекта, а не имя класса, потому что получаете адрес конкретного данного-члена конкретного объекта, расположенного где-то в памяти. (Однако обычно стараются адреса данных-членов класса не выдавать за его пределы, чтобы нельзя было их изменить из-за опрометчивых действий в клиентском программном коде.)

В отличие от данного члена с функцией-членом вы не можете сделать то же самое, потому что это бессмысленно. Рассмотрим указатель на функцию, имеющую такую же сигнатуру, как MyClass::incr (т.е. он возвращает void и не имеет аргументов).

void (*pf)();

Теперь попытайтесь присвоить этому указателю адрес функции-члена.

pf = &MyClass::incr; // He получится

pf = &obj.incr;      // И это не пройдет

Обе эти строки не будут откомпилированы, и на это имеются веские основания. Применение функции-члена имеет разумный смысл только в контексте объекта, поскольку, вероятнее всего, она должна ссылаться на переменные-члены. Вызов функции-члена без объекта означало бы невозможность в функции-члене использовать какие-либо члены объекта, а эта функция, по-видимому, как раз является функцией-членом, а не автономной функцией, потому что использует члены объекта.

См. также

Рецепт 15.1.

15.3. Обеспечение невозможности модификации аргумента в функции

Проблема

Вы пишете функцию и требуется гарантировать, что ее аргументы не будут модифицированы при ее вызове.

Решение

Для предотвращения изменения аргументов вашей функцией объявите ее аргументы с ключевым словом const. Короткий пример 15.3 показывает, как это можно сделать.

Пример 15.3. Гарантия невозможности модификации аргументов

#include <iostream

#include <string>

void concat(const std::string& s1, // Аргументы объявлены как константное,

 const std::string& s2,            // поэтому не могут быть изменены

 std::string& out) {

 out = s1 + s2;

}

int main() {

 std::string s1 = "Cabo ";

 std::string s2 = "Wabo";

 std::string s3;

 concat(s1, s2, s3);

 std::cout << "s1 = " << s1 << '\n';

 std::cout << "s2 = " << s2 << '\n';

 std::cout << "s3 = " << s3 << '\n';

}

Обсуждение

В примере 15.3 продемонстрировано прямое использование ключевого слова const. Существует две причины объявления параметров вашей функции с этим ключевым словом, когда вы не планируете их изменять. Во-первых, этим вы сообщаете о своих намерениях читателям вашего программного кода. Объявляя параметр как const, вы фактически говорите, что он является входным параметром. Это позволяет пользователям вашей функции писать программный код в расчете на то, что эти значения не будут изменены. Во-вторых, это позволяет компилятору запретить любые модифицирующие операции на тот случай, если вы случайно их используете. Рассмотрим небезопасную версию concat из примера 15 3.

void concatUnsafe(std::string& s1,

 std::string& s2 std::string& out) {

 out = s1 += s2; // Ну вот, записано значение в s1

}

Несмотря на мою привычку тщательно подходить к кодированию программ, я сделал глупую ошибку и написал += вместо +. В результате при вызове concatUnsafe будут модифицированы аргументы out и s1, что может оказаться сюрпризом для пользователя, который едва ли рассчитывает на модификацию одной из исходных строк.

Спасти может const. Создайте новую функцию concatSafe, объявите переменные константными, как показано в примере 15.3, и функция не будет откомпилирована.

void concatSafe(const std::string& s1,

 const std::string& s2, std::string& out) {

 out = s1 += s2; // Теперь вы получите ошибку компиляции

}

concatSafе гарантирует неизменяемость значений в s1 и s2. Эта функция делает еще кое-что: она позволяет пользователю передавать константные аргументы. Например, программный код, выполняющий конкатенацию строк, мог бы выглядеть следующим образом.

void myFunc(const std::string& s) { // Обратите внимание, что s является

                                    // константной переменной

 std::string dest;

 std::string tmp = "foo";

 concatUnsafe(s, tmp, dest); // Ошибка: s - константная переменная

                             // Выполнить какие-то действия с dest...

}

В данном случае функция myFunc не будет откомпилирована, потому что concatUnsafe не обеспечивает const'антность myFunc. myFunc гарантирует внешнему миру, что она не будет модифицировать содержимое s, т.е. все действия с s внутри тела myFunc не должны нарушать это обещание. Конечно, вы можете обойти это ограничение, используя оператор const_cast и тем самым освобождаясь от константности, но такой подход ненадежен, и его следует избегать. В этой ситуации concatSafe будет компилироваться и выполняться нормально.

Указатели вносят темные штрихи в розовую картину const. Когда вы объявляете переменную-указатель как параметр, вы имеет дело с двумя объектами: самим адресом и то, на что ссылается этот адрес. C++ позволяет использовать const для ограничения действий по отношению к обоим объектам. Рассмотрим еще одну функцию конкатенации, которая использует указатели.

void concatUnsafePtr(std::string* ps1,

 std::string* ps2, std::string* pout) {

 *pout = *ps1 + *ps2;

}

Здесь такая же проблема, как в примере с concatUnsafe, описанном ранее. Добавьте const для гарантии невозможности обновления исходных строк.

void concatSaferPtr(const std::string* ps1,

 const std::string* ps2, std::string* pout) {

 *pout = *ps1 + *ps2;

}

Отлично, теперь вы не можете изменить *ps1 и *ps2. Но вы по-прежнему можете изменить ps1 и ps2, или, другими словами, используя их, вы можете сослаться на какую-нибудь другую строку, изменяя значение указателя, но не значение, на которое он ссылается. Ничто не может помешать вам, например, сделать следующее.

void concatSaferPtr(const std:string* ps1,

 const std::string* ps2, std::string* pout) {

 ps1 = pout; // Ух!

 *pout = *ps1 + *ps2;

}

Предотвратить подобные ошибки можно с помощью еще одного const.

void concatSafestPtr(const std::string* const ps1,

 const std::string* const ps2, std::string* pout) {

 *pout = *ps1 + *ps2;

}

Применение const по обе стороны звездочки делает вашу функцию максимально надежной. В этом случае вы ясно показываете свои намерения пользователям вашей функции, и ваша репутация не пострадает в случае описки.

См. также

Рецепт 15.4.

15.4. Обеспечение невозможности модификации своих объектов в функции-члене

Проблема

Требуется вызывать функции -члены для константного объекта, но ваш компилятор жалуется на то, что он не может преобразовать тип используемого вами объекта из константного в неконстантный.

Решение

Поместите ключевое слово const справа от имени функции-члена при ее объявлении в классе и при ее определении. Пример 15.4 показывает, как это можно сделать

Пример 15.4. Объявление функции-члена константной

#include <iostream>

#include <string>

class RecordSet {

public:

 bool getFieldVal(int i, std::string& s) const;

 // ...

};

bool RecordSet::getFieldVal(int i, std::string& s) const {

 // Здесь нельзя модифицировать никакие неизменяемые

 // данные-члены (см. обсуждение)

}

void displayRecords(const RecordSet& rs) {

 // Здесь вы можете вызывать только константные функции-члены

 // для rs

}

Обсуждение

Добавление концевого const в объявление члена и в его определение заставляет компилятор более внимательно отнестись к тому, что делается с объектом внутри тела члена. Константным функциям-членам не разрешается выполнять неконстантные операции с данными-членами. Если такие операции присутствуют, компиляция завершится неудачно. Например, если бы в RecordSet::getFieldVal я обновил счетчик-член, эта функция не была бы откомпилирована (в предположении, что getFieldCount_ является переменной-членом класса RecordSet).

bool RecordSet::getFieldVal(int i, std::string& s) const {

 ++getFieldCount_; // Ошибка: константная функция-член не может

                   // модифицировать переменную-член

                   // ...

}

Это может также помочь обнаружить более тонкие ошибки, подобно тому, что делает const в роли квалификатора переменной (см. рецепт 15.3). Рассмотрим следующую глупую ошибку.