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

---

class Foo {

public:

 Foo sorted() &&;

 Foo sorted() const; // ошибка: должен быть квалификатор ссылки

 // Comp - псевдоним для типа функции (см. p. 6.7)

 // он применим для сравнения целочисленных значений

 using Comp = bool(const int&, const int&);

 Foo sorted(Comp*);       // ok: другой список параметров

 Foo sorted(Comp*) const; // ok: ни одна из версий не квалифицирована

                          // как ссылка

};

Здесь объявление константной версии функции sorted() без параметров является ошибкой. Есть вторая версия функции sorted() без параметров, и у нее есть квалификатор ссылки, поэтому у константной версии этой функции также должен быть квалификатор ссылки. С другой стороны, те версии функции sorted(), которые получают указатель на функцию сравнения, прекрасно работают, поскольку ни у одной из функций нет спецификатора.

Если у функции-члена есть квалификатор ссылки, то у всех версий этой функции-члена с тем же списком параметров должны быть квалификаторы ссылки.

Упражнения раздела 13.6.3

Упражнение 13.55. Добавьте в класс StrBlob функцию push_back() в версии ссылки на r-значение.

Упражнение 13.56. Что бы было при таком определении функции sorted():

Foo Foo::sorted() const & {

 Foo ret(*this);

 return ret.sorted();

}

Упражнение 13.57. Что если бы функция sorted() была определена так:

Foo Foo::sorted() const & {

 return Foo(*this).sorted();

}

Упражнение 13.58. Напишите версию класса Foo с операторами вывода в функциях sorted(), чтобы проверить свои ответы на два предыдущих упражнения.

Резюме

Каждый класс контролирует происходящее при копировании, перемещении, присвоении и удалении объектов его типа. Эти действия определяют специальные функции-члены: конструктор копий, конструктор перемещения, оператор присвоения копии, оператор присваивания при перемещении и деструктор. Конструктор перемещения и оператор присваивания при перемещении (обычно неконстантный) получают ссылку на r-значение; версии оператора копирования (обычно константные) получают обычную ссылку на l-значение.

Если класс не объявит ни одну из этих функций, то компилятор определит их автоматически. Если они не определены как удаленные, эти функции-члены инициализирует, перемещают, присваивают и удаляют объект, обрабатывая каждую нестатическую переменную-член по очереди. Синтезируемая функция делает то, что соответствует типу элемента для перемещения, копирования, присвоения и удаления этого элемента.

Классы, резервирующие память или другие ресурсы, почти всегда требуют, чтобы класс определил функции-члены управления копированием для управления зарезервированным ресурсом. Если класс нуждается в деструкторе, то он почти наверняка должен определить конструкторы перемещения и копирования, а также операторы перемещения и присвоения копии.

Термины

Деструктор (destructor). Специальная функция-член, освобождающая занятую объектом память, когда он выходит из области видимости или удаляется. Компилятор автоматически удаляет каждый член класса. При удалении переменных-членов типа класса используются их собственные деструкторы, а при удалении переменных-членов встроенного или составного типа конструктор ничего не делает. В частности, объект, на который указывает указатель-член класса, автоматически не удаляется деструктором.

Инициализация копией (copy initialization). Форма инициализации с использованием оператора = и предоставления инициализатора для создаваемого объекта. Используется также при передаче и возвращении объекта по значению, при инициализации массива или агрегатного класса. Инициализация копией использует конструктор копий или конструктор перемещения, в зависимости от того, является ли инициализатор l- или r-значением.

Итератор перемещения (move iterator). Адаптер, позволяющий создать итератор, обращение к значению которого возвращает ссылку на r-значение.

Квалификатор ссылки (reference qualifier). Символ, обычно указывающий, что нестатическая функция-член может быть вызвана для l- или r-значения. Спецификатор & или && следует за списком параметров или спецификатором const, если он есть. Функция с квалификатором & может быть вызвана только для l-значений, а функция с квалификатором && — только для r-значений.

Конструктор копий (copy constructor). Конструктор, который инициализирует новый объект как копию другого объекта того же типа. При передаче объекта в функцию или из функции конструктор копий применяется неявно. Если конструктор копий не определен явно, компилятор синтезирует его самостоятельно.

Конструктор перемещения (move constructor). Конструктор, получающий ссылку на r-значение своего типа. Как правило, конструктор перемещения перемещает данные своего параметра во вновь созданный объект. После перемещения запуск деструктора для правого операнда должен быть безопасен.

Копирование и обмен (copy and swap). Техника написания операторов присвоения за счет копирования правого операнда, сопровождаемого вызовом функции swap(), обменивающей копию с левым операндом.

Оператор присваивания при перемещении (move-assignment operator). Версия оператора присвоения, получающая ссылку r-значения на ее тип. Как правило, оператор присваивания при перемещении перемещает данные из правого операнда в левый. После присвоения запуск деструктора для правого операнда должен быть безопасен.

Оператор присвоения копии (copy-assignment operator). Версия оператора присвоения, получающая объект того же типа, что и у нее. Обычно оператор присвоения копии имеет параметр, являющийся ссылкой на константу, и возвращает ссылку на свой объект. Компилятор сам синтезирует оператор присвоения копии, если класс не предоставляет его явно.

Перегруженный оператор (overloaded operator). Функция, переопределяющая один из операторов для работы с операндами данного класса. В этой главе описано определение лишь оператора присвоения, а более подробно перегрузка операторов рассматривается в главе 14.

Почленное копирование и присвоение (memberwise copy/assign). Так работают синтезируемые конструкторы копирования и перемещения, а также операторы присваивания при перемещении и копи. Перебирая все нестатические переменные-члены по очереди, синтезируемый конструктор копий или перемещения инициализирует каждую из них, копируя или при перемещая соответствующее значение из заданного объекта; оператор присваивания при перемещении и копии присваивают при перемещении или копируют каждую переменную-член правого объекта в левый. Инициализация и присвоение переменных-членов встроенного или составного типа осуществляются непосредственно, а членов типа класса — с использованием соответствующего конструктора перемещения или копирования либо оператора присвоения копии или присваивания при перемещении.

Синтезируемые конструкторы копирования и перемещения (synthesized copy/move constructor). Версии конструкторов копирования и перемещения, синтезируемые компилятором для классов, которые не определяют соответствующие конструкторы явно. Если они не определены как удаленные функции, синтезируемые конструкторы копирования и перемещения почленно инициализируют новый объект, копируя или перемещая члены из заданного объекта.

Синтезируемый деструктор (synthesized destructor). Версия деструктора, создаваемая (синтезируемая) компилятором для классов, в которых он не определен явно. Тело синтезируемого деструктора пусто.

Синтезируемый оператор присвоения (synthesized assignment operator). Версия оператора присвоения, создаваемого (синтезируемого) компилятором для классов, у которых он не определен явно. Если он не определен как удаленная функция, синтезируемый оператор присвоения почленно присваивает (перемещает) правый операнд левому.

Ссылка на l-значение (l-value reference). Ссылка, которая может быть связана с l-значением.

Ссылка на r-значение (r-value reference). Ссылка на объект, который будет удален.

Счетчик ссылок (reference count). Программное средство, обычно используемое в членах управления копированием. Счетчик ссылок отслеживает количество объектов, совместно использующих некую сущность. Конструкторы (кроме конструкторов копирования и перемещения) устанавливают счетчик ссылок в 1. Каждый раз, когда создается новая копия, значение счетчика увеличивается. Когда объект удаляется, значение счетчика уменьшается. Оператор присвоения и деструктор проверяют, не достиг ли декремент счетчика ссылок нуля, и если это так, то они удаляют объект.