Мюррей Хилл - C++

• Название: C++
• Автор: Мюррей Хилл
• Жанр: Программирование

С++ – это универсальный язык программирования, задуманный так, чтобы сделать программирование более приятным для серьезного программиста. За исключением второстепенных деталей С++ является надмножеством языка программирования C. Помимо возможностей, которые дает C, С++ предоставляет гибкие и эффективные средства определения новых типов. Используя определения новых типов, точно отвечающих концепциям приложения, программист может разделять разрабатываемую программу на легко поддающиеся контролю части. Такой метод построения программ часто называют абстракцией данных. Информация о типах содержится в некоторых объектах типов, определенных пользователем. Такие объекты просты и надежны в использовании в тех ситуациях, когда их тип нельзя установить на стадии компиляции. Программирование с применением таких объектов часто называют объектно-ориентированным. При правильном использовании этот метод дает более короткие, проще понимаемые и легче контролируемые программы.

Ключевым понятием С++ является класс. Класс – это тип, определяемый пользователем. Классы обеспечивают сокрытие данных, гарантированную инициализацию данных, неявное преобразование типов для типов, определенных пользователем, динамическое задание типа, контролируемое пользователем управление памятью и механизмы перегрузки операций. С++ предоставляет гораздо лучшие, чем в C, средства выражения модульности программы и проверки типов. В языке есть также усовершенствования, не связанные непосредственно с классами, включающие в себя символические константы, inline-подстановку функций, параметры функции по умолчанию, перегруженные имена функций, операции управления свободной памятью и ссылочный тип. В С++ сохранены возможности языка C по работе с основными объектами аппаратного обеспечения (биты, байты, слова, адреса и т.п.). Это позволяет весьма эффективно реализовывать типы, определяемые пользователем.

С++ и его стандартные библиотеки спроектированы так, чтобы обеспечивать переносимость. Имеющаяся на текущий момент реализация языка будет идти в большинстве систем, поддерживающих C. Из С++ программ можно использовать C библиотеки, и с С++ можно использовать большую часть инструментальных средств, поддерживающих программирование на C.

Эта книга предназначена главным образом для того, чтобы помочь серьезным программистам изучить язык и применять его в нетривиальных проектах. В ней дано полное описание С++, много примеров и еще больше фрагментов программ.

---

f (a,(t=3,t+2),c)

имеет три параметра, вторым из которых является значение 5.

7.16 Перегруженные Операции

Большинство операций может быть перегружено, то есть, описано так, чтобы они получали в качестве операндов объекты классов (см. #8.5.11). Изменить приоритет операций невозмоно. Невозможно изменить смысл операций при применении их к неклассовым объектам. Предопределенный смысл операций = и amp; (унарной) при применении их к объектам классов может быть именен.

Эквивалентность операций, применяемых к основным типам (например, ++a эквивалентно a+=1), не обязательно выполняется для операций, применяемых к классовым типам. Некоторые оперции, например, присваивание, в случае применения к основным типам требуют, чтобы операнд был lvalue; это не требуется для операций, описанных для классовых типов.

7.16.1 Унарные Операции

Унарная операция, префиксная или постфиксная, может быть определена или с помощью функции члена (см. #8.5.4), не получающей параметров, или с помощью функции друга (см. #8.5.10), получающей один параметр, но не двумя способами одновременно. Так, для любой унарной операции @, x@ и @x могут интерпретроваться как x.операция@() или операция@(x). При перегрузке операций ++ и – невозможно различить префиксное и постфикное использование.

7.16.2 Бинарные Операции

Бинарная операция может быть определена или с помощью функции члена (см. #8.5.4), получающей один параметр, или с помощью функции друга (см. #8.5.9), получающей два параметра, но не двумя способами одновременно. Так, для любой бинарной операции @, x@y может быть проинтерпретировано как x.operator @(y) или operator@(x,y).

7.16.3 Особые Операции

Вызов функции первичное_выражение ( список_выражений opt )

и индексирование

первичное_выражение [ выражение ]

считаются бинарными операциями. Именами определяющей функции являются соответсвенно operator() и operator[]. Обрщение x(arg) интерпретируется как x.operator()(arg) для класового объекта x. Индексирование x[y] интерпретируется как x. operator[](y).

8. Описания

Описания используются для определения интерпретации, дваемой каждому идентификатору. Они не обязательно резервируют память, связанную с идентификатором. Описания имеют вид:

описание: спецификаторы_описания opt список_описателей opt ; описание_имени asm_описание

Описатели в списке_описателей содержат идентификаторы, подлежащие описанию. Спецификаторы_описания могут быть опущны только в определениях внешних функций (#10) или в описанях внешних функций. Список описателей может быть пустым толко при описании класса (#8.5) или перечисления (#8.10), то есть, когда спецификаторы_описания – это class_спецификатор или enum_спецификатор. Описания имен описываются в #8.8; опсания asm описаны в #8.11.

спецификатор_описания: спецификатор_класса_памяти спецификатор_типа спецификатор_функции friend typedef

спецификаторы_описания: спецификатор_описания спецификатор_описания opt

Список должен быть внутренне непротиворечив в описывамом ниже смысле.

8.1 Спецификаторы Класса Памяти

Спецификаторы – это:

спецификатор_класса_памяти: auto static extern register

Описания, использующие спецификаторы auto, static и register также служат определениями тем, что они вызывают рзервирование соответствующего объема памяти. Если описание extern не является определением (#4.2), то где-то еще должно быть определение для данных идентификаторов.

Описание register лучше всего представить как описание auto (автоматический) с подсказкой компилятору, что описанные переменные усиленно используются. Подсказка может быть проинорирована. К ним не может применяться операция получения ареса amp;.

Спецификаторы auto или register могут применяться только к именам, описанным в блоке, или к формальным параметрам. Внутри блока не может быть описаний ни статических функций, ни статических формальных параметров.

В описании может быть задан максимум один sc_спецификтор. Если в описании отсутсвует спецификатор_класса_памяти, то класс памяти принимается автоматическим внутри функции и статическим вне. Исключение: функции не могут быть автоматческими.

Спецификаторы static и extern могут использоваться толко для имен объектов и функций.

Некоторые спецификаторы могут использоваться только в описаниях функций:

спецификатор_функции: overload inline virtual

Спецификатор перегрузки overload делает возможным ипользование одного имени для обозначения нескольких функций, см. #8.9.

Спецификатор inline является только подсказкой компилтору, не влияет на смысл программы и может быть проигнорирван. Он используется, чтобы указать на то, что при вызове функции inline-подстановка тела функции предпочтительнее обычной реализацци вызова функции. Функция (#8.5.2 и #8.5.10), определенная внутри описания класса, является inline по умолчанию.

Спецификатор virtual может использоваться только в опсаниях членов класса, см. #8.5.4.

Спецификатор friend используется для отмены правил сорытия имени для членов класса и может использоваться только внутри описаний классов, см. #8.5.9.

С помощью спецификатора typedef вводится имя для типа, см. #8.8.

8.2 Спецификаторы Типа

Спецификаторами типов (спецификатор_типа) являются:

спецификатор_типа:

простое_имя_типа спецификатор_класса enum-спецификатор сложный_спецификатор_типа const

Слово const можно добавлять к любому допустимому спецфикатору_типа. В остальных случаях в описании может быть дано не более одного спецификатора_типа. Объект типа const не яляется lvalue. Если в описании опущен спецификатор типа, он принимается int.

простое_имя_типа: char short int long unsigned float double const void

Слова long, short и unsigned можно рассматривать как прилагательные. Они могут применяться к типу int; unsigned может также применяться к типам char, short и long.

Спецификаторы класса и перечисления обсуждаются в #8.5 и #8.10 соответственно.

сложный_спецификатор_типа: ключ typedef-имя ключ идентификатор

ключ: class struct union enum

Сложный спецификатор типа можно использовать для ссылки на имя класса или перечисления там, где имя может быть скрыто локальным именем. Например:

class x (* ... *);

void f(int x) (* class x a; // ... *)

Если имя класса или перечисления ранее описано не было, сложный_спецификатор_типа работает как описание_имени, см. #8.8.

8.3 Описатели

Список_описателей, появляющийся в описании, есть раздленная запятыми последовательность описателей, каждый из кторых может иметь инициализатор.

список_описателей: иниц_описатель иниц_описатель , список_описателей

иниц_описатель:

описатель инициализатор opt

Инициализаторы обсуждаются в #8.6. Спецификатор в описнии указывает тип и класс памяти объектов, к которым относятся описатели. Описатели имеют синтаксис:

описатель: оп_имя ( описатель ) * const opt описатель amp; const opt описатель описатель ( список_описаний_параметров ) описатель [ константное_выражение opt ]

оп-имя: простое_оп_имя typedef-имя :: простое_оп_имя

простое_оп_имя: идентификатор typedef-имя ~ typedef-имя имя_функции_операции имя_функции_преобразования

Группировка та же, что и в выражениях.

8.4 Смысл описателей

Каждый описатель считается утверждением того, что если в выражении возникает конструкция, имеющаяя ту же форму, что и описатель, то она дает объект указанного типа и класса памти. Каждый описатель содержит ровно одно оп_имя; оно опредляет описываемый идентификатор. За исключением описаний некторых специальных функций (см. #8.5.2) , оп_имя будет простым идентификатором.

Если в качестве описателя возникает ничем не снабженный идентификатор, то он имеет тип, указанный спецификатором, возглавляющим описание.

Описатель в скобках эквивалентен описателю без скобок, но связку сложных описателей скобки могут изменять.

Теперь представим себе описание

T D1

где T – спецификатор типа (как int и т.д.), а D1 – опсатель. Допустим, что это описание заставляет идентификатор иметь тип «... T», где «...» пусто, если идентификатор D1 есть просто обычый идентификатор (так что тип x в «int x» есть просто int). Тогда, если D1 имеет вид

*D

то тип содержащегося идентификатора есть «...указатель на T.»

Если D1 имеет вид

* const D

то тип содержащегося идентификатора есть «... констанный указатель на T», то есть, того же типа, что и *D, но не lvalue.

Если D1 имеет вид

amp;D

или

amp; const D

то тип содержащегося идентификатора есть «... ссылка на T.» Поскольку ссылка по определению не может быть lvalue, ипользование const излишне. Невозможно иметь ссылку на void (void amp;).

Если D1 имеет вид

D (список_описаний_параметров)

то содержащийся идентификатор имеет тип «... функция, принимающая параметр типа список_описаний_параметров и возращающая T.»

список_описаний_параметров: список_описаний_парам opt ... opt

список_описаний_парам: список_описаний_парам , описание_параметра описание_параметра

описание_параметра: спецификаторы_описания описатель спецификаторы_описания описатель = выражение спецификаторы_описания абстракт_описатель спецификаторы_описания абстракт_описатель = выражение