Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

• Название: Язык программирования C++. Пятое издание
• Автор: Стенли Липпман
• Издательство: Издательский дом "Вильямс"
• Жанр: Программирование
• Год: 2014
• ISBN: 978-5-8459-1839-0

Лучшее руководство по программированию и справочник по языку, полностью пересмотренное и обновленное под стандарт С++11!

Вы держите в руках новое издание популярного и исчерпывающего бестселлера по языку программирования С++, которое было полностью пересмотрено и обновлено под стандарт С++11. Оно поможет вам быстро изучить язык и использовать его весьма эффективными и передовыми способами. В соответствии с самыми передовыми и современными методиками изложения материала авторы демонстрируют использование базового языка и его стандартной библиотеки для разработки эффективного, читабельного и мощного кода.

С самого начала этой книги читатель знакомится со стандартной библиотекой С++, ее самыми популярными функциями и средствами, что позволяет сразу же приступить к написанию полезных программ, еще не овладев всеми нюансами языка. Большинство примеров из книги было пересмотрено так, чтобы использовать новые средства языка и продемонстрировать их наилучшие способы применения. Эта книга — не только проверенное руководство для новичков в С++, она содержит также авторитетное обсуждение базовых концепций и методик языка С++ и является ценным ресурсом для опытных программистов, особенно желающих побыстрей узнать об усовершенствованиях С++11.

Стенли Б. Липпман работал старшим консультантом в Jet Propulsion Laboratory, архитектором группы Visual С++ корпорации Microsoft, техническим сотрудником Bell Laboratories и главным инженером- программистом по анимации в кинокомпаниях Disney, DreamWorks, Pixar и PDI.

Жози Лажойе, работающий ныне в кинокомпании Pixar, был членом канадской группы разработчиков компилятора C/C++ корпорации IBM, а также возглавлял рабочую группу базового языка С++ в составе международной организации по стандартизации ANSI/ISO.

Барбара Э. Му имеет почти тридцатилетний опыт программирования. На протяжении пятнадцати лет она работала в компании AT&T, сотрудничая с Бьярне Страуструпом, автором языка С++, и несколько лет руководила группой разработчиков С++.

• Узнайте, как использовать новые средства языка С++11 и стандартной библиотеки для быстрого создания надежных программ, а также ознакомьтесь с высокоуровневым программированием

• Учитесь на примерах, в которых показаны передовые стили программирования и методики проектирования

• Изучите принципы и узнайте почему язык С++11 работает именно так

• Воспользуйтесь множеством перекрестных ссылок, способных помочь вам объединить взаимосвязанные концепции и проникнуть в суть

• Ознакомьтесь с современными методиками обучения и извлеките пользу из упражнений, в которых подчеркиваются ключевые моменты, позволяющие избежать проблем

• Освойте лучшие методики программирования и закрепите на практике изученный материал

Исходный код примеров можно загрузить с веб-страницы книги на сайте издательства по адресу: http://www.williamspublishing.com

---

Кроме гарантии безопасного удаления оригинального объекта, функции перемещения должны оставлять объект в допустимом состоянии. Обычно допустимым считается тот объект, которому может быть безопасно присвоено новое значение или который может быть использован другими способами, не зависящими от его текущего значения. С другой стороны, у функций перемещения нет никаких требований относительно значения, которое остается в оригинальном объекте. Таким образом, программы никогда не должны зависеть от значения оригинального объекта после перемещения.

Например, при перемещении объекта библиотечного класса string или контейнера известно, что оригинальный объект перемещения остается допустимым. В результате для оригинальных объектов перемещения можно выполнять такие функции, как empty() или size(). Однако предсказать результат их выполнения затруднительно. Логично было бы ожидать, что оригинальный объект перемещения будет пуст, но это не гарантируется.

Функции перемещения класса StrVec оставляют оригинальный объект перемещения в том же состоянии, в котором он находился бы после инициализации по умолчанию. Поэтому все функции класса StrVec продолжат выполняться с его объектом точно так же, как с любым другим инициализированным по умолчанию объектом класса StrVec. Другие классы, с более сложной внутренней структурой, могут вести себя по-другому.

После операции перемещения "оригинальный объект" должен остаться корректным, допускающим удаление объектом, но для пользователей его значение непредсказуемо.

Синтезируемые функции перемещения

Подобно конструктору копий и оператору присвоения копии, компилятор способен сам синтезировать конструктор перемещения и оператор присваивания при перемещении. Однако условия, при которых он синтезирует функции перемещения, весьма отличаются от тех, при которых он синтезирует функции копирования.

Помните, что если не объявить собственный конструктор копий или оператор присвоения копии, компилятор всегда синтезирует их сам (см. раздел 13.1.1 и раздел 13.1.2). Функции копирования определяются или как функции почленного копирования либо присвоения объекта, или как удаленные функции.

В отличие от функций копирования, для некоторых классов компилятор не синтезирует функции перемещения вообще. В частности, если класс определяет собственный конструктор копий, оператор присвоения копии или деструктор, конструктор перемещения и оператор присваивания при перемещении не синтезируются. В результате у некоторых классов нет конструктора перемещения или оператора присваивания при перемещении. Как будет продемонстрировано вскоре, когда у класса нет функции перемещения, вместо него в результате обычного подбора функции будет использована соответствующая функция копирования.

Компилятор синтезирует конструктор перемещения или оператор присваивания при перемещении, только если класс не определяет ни одной из собственных функций-членов управления копированием и если каждая нестатическая переменная-член класса может быть перемещена. Компилятор может перемещать члены встроенного типа, а также члены типа класса, если у него есть соответствующая функция-член перемещения:

// компилятор синтезирует функции перемещения для X и hasX

struct X {

 int i; // встроенные типы могут быть перемещены

 std::string s; // string определяет собственные функции перемещения

};

struct hasX {

 X mem; // для X синтезированы функции перемещения

};

X x, х2 = std::move(x); // использует синтезируемый конструктор

                        // перемещения

hasX hx, hx2 = std::move(hx); // использует синтезируемый конструктор

                              // перемещения

Компилятор синтезирует конструктор перемещения и оператор присваивания при перемещении, только если класс не определяет ни одной из собственных функций-членов управления копированием и только если все переменные-члены могут быть созданы перемещением и присвоены при перемещении соответственно.

• В отличие от функций копирования, функции перемещения никогда не определяются неявно как удаленные. Но если явно запросить компилятор создать функцию перемещения, применив = default (см. раздел 7.1.4), но компилятор окажется неспособен переместить все члены, то функция перемещения будет определена как удаленная. Важное исключение из правила, согласно которому синтезируемая функция перемещения определяется как удаленная, подобно таковому для функций копирования (см. раздел 13.1.6).

• В отличие от конструктора копий, конструктор перемещения определяется как удаленный, если у класса есть член, определяющий собственный конструктор копий, но не определяющий конструктор перемещения, или если у класса есть член, который не определяет собственные функции копирования и для которого компилятор неспособен синтезировать конструктор перемещения. То же относится к присваиванию при перемещении.

• Конструктор перемещения и оператор присваивания при перемещении определяются как удаленные, если у класса есть член, собственный конструктор перемещения которого или оператор присваивания при перемещении которого удален или недоступен.

• Как и конструктор копий, конструктор перемещения определяется как удаленный, если деструктор удален или недоступен.

• Как и оператор присвоения копии, оператор присваивания при перемещении определяется как удаленный, если у класса есть константный или ссылочный член.

Предположим, например, что в классе Y определен собственный конструктор копий, но не определен собственный конструктор перемещения:

// класс Y определяет собственный конструктор копий, но не конструктор

// перемещения

struct hasY {

 hasY() = default;

 hasY(hasY&&) = default;

 Y mem; // hasY будет иметь удаленный конструктор перемещения

};

hasY hy, hy2 = std::move(hy); // ошибка: конструктор перемещения удален

Компилятор может скопировать объекты типа Y, но не может переместить их. Класс hasY явно запросил конструктор перемещения, который компилятор не способен создать. Следовательно, класс hasY получит удаленный конструктор перемещения. Если бы у класса hasY отсутствовало объявление конструктора перемещения, то компилятор не синтезировал бы конструктор перемещения вообще. Функции перемещения не синтезируются, если в противном случае они были определены как удаленные.

И последнее взаимоотношение между функциями перемещения и синтезируемыми функциями-членами управления копированием: тот факт, определяет ли класс собственные функции перемещения, влияет на то, как синтезируются функции копирования. Если класс определит любой конструктор перемещения и (или) оператор присваивания при перемещении, то синтезируемый конструктор копий и оператор присвоения копии для этого класса будут определены как удаленные.

Классы, определяющие конструктор перемещения или оператор присваивания при перемещении, должны также определять собственные функции копирования. В противном случае эти функции-члены по умолчанию удаляются.

R-значения перемещаются, а l-значения копируются…

Когда у класса есть и конструктор перемещения и конструктор копий, компилятор использует обычный подбор функции, чтобы выяснить, какой из конструкторов использовать (см. раздел 6.4). С присвоением точно так же. Например, в классе StrVec версия копирования получает ссылку на const StrVec. В результате она применима к любому типу, допускающему приведение к классу StrVec. Версия перемещения получает StrVec&& и применима только к аргументам r-значениям (неконстантным):

StrVec v1, v2;

v1 = v2;                  // v2 - l-значение; присвоение копии

StrVec getVec(istream &); // getVec возвращает r-значение

v2 = getVec(cin);         // getVec(cin) - r-значение;

                          // присвоение перемещения

В первом случае оператору присвоения передается объект v2. Его типом является StrVec, а выражение v2 является l-значением. Версия присвоения при перемещении не является подходящей (см. раздел 6.6), поскольку нельзя неявно связать ссылку на r-значение с l-значением. Следовательно, в этом случае используется оператор присвоения копии.

Во втором случае присваивается результат вызова функции getVec(), — это r-значение. Теперь подходящими являются оба оператора присвоения — результат вызова функции getVec() можно связать с любым параметром оператора. Вызов оператора присвоения копии требует преобразования в константу, в то время как StrVec&& обеспечивает точное соответствие. Следовательно, второе присвоение использует оператор присваивания при перемещении.