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

---

// допустимый, но не самый лучший способ создания конструктора

// класса Sales_data: нет инициализатора конструктора

Sales_data::Sales_data(const string &s,

                       unsigned cnt, double price) {

 bookNo = s;

 units_sold = cnt;

 revenue = cnt * price;

}

Эта версия и исходное определение в разделе 7.1.4 дают одинаковый результат: по завершении конструктора переменные-члены содержат те же значения. Различие в том, что исходная версия инициализирует свои переменные-члены, тогда как эта версия присваивает значения им. Насколько существенно это различие, зависит от типа переменной-члена.

Иногда применение списка инициализации конструктора неизбежно

Зачастую, но не всегда, можно игнорировать различие между инициализацией и присвоением значения переменной-члену. Переменные-члены, являющиеся константой или ссылкой, должны быть инициализированы. Аналогично члены класса, для типа которых не определен стандартный конструктор, также следует инициализировать. Например:

class ConstRef {

public:

 ConstRef(int ii);

private:

 int i;

 const int ci;

 int &ri;

};

Переменные-члены ci и ri следует инициализировать как любой другой константный объект или ссылку. В результате отсутствие инициализатора конструктора для этих членов будет ошибкой:

// ошибка: ci и ri должны быть инициализированы

ConstRef::ConstRef(int ii) { // присвоения:

 i = ii;  // ok

 ci = ii; // ошибка: нельзя присвоить значение константе

 ri = i;  // ошибка: ri никогда не будет инициализирована

}

К тому времени, когда начинает выполняться тело конструктора, инициализация уже завершена. Единственный шанс инициализировать константу или ссылочную переменную-член — в инициализаторе конструктора. Вот правильный способ написания этого конструктора:

// ok: явная инициализация констант и ссылок

ConstRef::ConstRef(int ii) : i(ii), ci (ii), ri(i) { }

Для предоставления значений переменным-членам, являющимся константой, ссылкой или классом, у которого нет стандартного конструктора, использование списка инициализации конструктора неизбежно.

Совет. Используйте списки инициализации конструктора

Во многих классах различие между инициализацией и присвоением связано исключительно с вопросом эффективности: зачем инициализировать переменную-член и присваивать ей значение, когда ее достаточно просто инициализировать.

Однако важней эффективности тот факт, что некоторые переменные-члены обязательно должны быть инициализированы. При стандартном использовании инициализаторов конструктора можно избежать неожиданных ошибок компиляции, когда класс обладает членом, требующим наличия списка инициализации.

Порядок инициализации переменных-членов класса

Нет ничего удивительного в том, что каждая переменная-член присутствует в списке инициализации конструктора только один раз. В конце концов, зачем переменной-члену два исходных значения?

Но что на самом деле неожиданно, так это то, что список инициализации конструктора задает только значения, используемые для инициализации переменных-членов, но не определяет порядок, в котором осуществляется инициализация.

Порядок инициализации переменных-членов задает их расположение при определении. Порядок расположения инициализаторов в списке инициализации конструктора не влияет на порядок инициализации.

Порядок инициализации зачастую не имеет значения. Но если одна из переменных-членов инициализируется с учетом значения другой, порядок их инициализации критически важен.

В качестве примера рассмотрим следующий класс:

class X {

 int i;

 int j;

public:

 // ошибка: i инициализируется прежде j

 X(int val) : j(val), i(j) { }

};

В данном случае список инициализации конструктора написан так, чтобы инициализировать переменную-член j значением val, а затем использовать переменную-член j для инициализации переменной-члена i. Но переменная-член i инициализируется первой. В результате попытка инициализации переменной-члена i осуществляется в момент, когда переменная-член j еще не имеет значения!

Некоторые компиляторы достаточно интеллектуальны, чтобы распознать опасность и выдать предупреждение о том, что переменные-члены в списке инициализации конструктора расположены в порядке, отличном от порядка их объявления.

Элементы списка инициализации конструктора имеет смысл располагать в том же порядке, в котором объявлены переменные-члены. Кроме того, старайтесь по возможности избегать применения одних переменных-членов для инициализации других.

Вообще, можно достаточно просто избежать любых проблем, связанных с порядком выполнения инициализации. Достаточно использовать параметры конструктора вместо переменных-членов объекта. Конструктор класса X, например, лучше было бы написать следующим образом:

X(int val) : i(val), j(val) { }

В этой версии порядок инициализации переменных-членов i и j не имеет значения.

Аргументы по умолчанию и конструкторы

Действие стандартного конструктора класса Sales_data подобно конструктору, получающему один строковый аргумент. Единственное отличие в том, что конструктор, получающий строковый аргумент, использует его для инициализации переменной-члена bookNo. Стандартный конструктор (неявно) использует стандартный конструктор типа string для инициализации переменной bookNo. Эти конструкторы можно переписать как единый конструктор с аргументом по умолчанию (см. раздел 6.5.1):

class Sales_data {

public:

 // определить стандартный конструктор как получающий строковый

 // аргумент

 Sales_data(std::string s = ""): bookNo(s) { }

 // остальные конструкторы без изменений

 Sales_data(std::string s, unsigned cnt, double rev):

            bookNo(s), units_sold(cnt), revenue(rev*cnt) { }

 Sales_data(std::istream &is) { read(is, *this); }

 // остальные члены, как прежде

};

Эта версия класса предоставляет тот же интерфейс, что и исходный из раздела 7.1.4. Обе версии создают тот же объект, когда никаких аргументов не предоставлено или когда предоставлен один строковый аргумент. Поскольку этот конструктор можно вызвать без аргументов, он считается стандартным конструктором класса.

Конструктор, предоставляющий аргументы по умолчанию для всех своих параметров, также считается стандартным конструктором.

Следует заметить, что, вероятно, не нужно использовать аргументы по умолчанию с конструктором Sales_data(), который получает три аргумента. Если пользователь предоставляет не нулевое количество проданных книг, следует также гарантировать, что пользователь предоставит и цену, по которой они были проданы.

Упражнения раздела 7.5.1

Упражнение 7.36. Следующий инициализатор ошибочен. Найдите и исправьте ошибку.

struct X {

 X(int i, int j): base(i), rem(base % j) { }

 int rem, base;

};

Упражнение 7.37. Используя версию класса Sales_data из этого раздела, определите, какой конструктор используется для инициализации каждой из следующих переменных, а также перечислите значения переменных-членов в каждом объекте:

Sales_data first_item(cin);

int main() {

 Sales_data next;

 Sales_data last("9-999-99999-9");

}

Упражнение 7.38. Конструктору, получающему аргумент типа istream&, можно предоставить объект cin как аргумент по умолчанию. Напишите объявление конструктора, использующего объект cin как аргумент по умолчанию.

Упражнение 7.39. Допустимо ли для конструктора, получающего строку, и конструктора, получающего тип istream&, иметь аргументы по умолчанию? Если нет, то почему?

Упражнение 7.40. Выберите одну из следующих абстракций (или абстракцию по собственному выбору). Определите, какие данные необходимы в классе. Предоставьте соответствующий набор конструкторов. Объясните свои решения.

(a) Book    (b) Date   (с) Employee

(d) Vehicle (e) Object (f) Tree

7.5.2. Делегирующий конструктор

Новый стандарт расширяет использование списков инициализации конструктора, позволяя определять так называемые делегирующие конструкторы (delegating constructor). Делегирующий конструктор использует для инициализации другой конструктор своего класса. Он "делегирует" некоторые (или все) свои задачи другому конструктору.