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.

---

float y[4][3] = (* 1, 3, 5, 2, 4, 6, 3, 5, 7 *);

Инициализатор для y начинается с левой фигурной скобки, но не начинается с нее инициализатор для y[0], поэтому ипользуется три значения из списка. Аналогично, следующие три успешно используются для y[1] и следующие три для y[2]. Так же

float y[4][3] = (* (* 1 *), (* 2 *), (* 3 *), (* 4 *) *);

инициализирует первый столбец y (рассматриваемого как двумерный массив) и оставляет остальные элементы нулями.

8.6.2 Объекты Классов

Объект с закрытыми членами не может быть инициализован списком инициализаторов; это же относится к объекту объединние. Объект класса с конструктором должен инициализироваться. Если класс имеет конструктор, не получающий параметров, то этот конструктор используется для объектов, которые явно не инициализированы. Список параметров для конструктора можно добавлять к имени в описании или к типу в выражении new. Слдующие инициализации все дают одно и тоже значение (#8.4): struct complex (*

float re; float im; complex (float r,float i = 0) (* re=r; im=i; *) *);

complex zz1(1,0); complex zz2(1); complex* zp1 = new complex (1,0); complex* zp1 = new complex (1);

Объекты класса могут также инициализироваться с помощью явного использования операции =. Например:

complex zz3 = complex (1,0); complex zz4 = complex (1); complex zz5 = 1; complex zz6 = zz3;

Если есть конструктор, получающий ссылку на объект свого собственного класса, то он будет вызываться при инициалзации объекта другим объектом этого класса, но не при иницилизации объекта конструктором.

Объект может быть членом составного объекта только (1) если класс объекта не имеет конструктора, или (2) если его конструкторы не имеют параметров, или (3) если составной обект является классом с конструктором, который задает список инициализации члена (см. #10). В случае 2 конструктор вызывется при создании составного объекта. Если составной объект является классом (но не тогда, когда он является вектором) для вызова конструктора могут использоваться параметры по умолчанию. Если член составного объекта является членом класа с деструкторами, то этот деструктор вызывается при уничтжении составного объекта.

Конструкторы для нелокальных статических объектов вызваются в порядке их появления в файле; деструкторы для вызываются в обратном порядке. Вызывается ли конструктор или деструктор для локального статического объекта в случае если функция, в которой объект описан, не вызывается, не определно. Если конструктор для локального статического объекта взывается, то он вызывается после конструкторов для глобальных объектов, лексически ему предшествующих. Если для локального статического объекта вызывается деструктор, то он вызывается до деструкторов для глобальных объектов, лексически ему прешествующих.

8.6.3 Ссылки

Когда переменная описана как T amp;, то есть «ссылка на тип T», она должна быть инициализирована или объектом типа T, или объектом объектом, который может быть преобразован в T. Ссыка становится другим именем объекта. Например:

int i; int amp; r = i; r = 1; // значение i становится 1 int* p = amp;r; // p указывает на i

Значение ссылки не может быть изменено после инициализции. Заметьте, что обработка инициализации ссылки очень силно зависит от того, что ей присваивается. Если инициализатор для ссылки на тип T не является lvalue, то будет создан и инициализован инициализатором обект типа T. Тогда ссылка станет именем для этого объекта. Время жизни объекта, созданного таким способом, будет область видимости, в которой он создан. Например:

double amp; rr = 1;

допустимо, и rr будет указывать на объект типа double, содержащий значение 1.0.

Заметьте, что ссылка на класс B может быть инициализирвана объектом класса D при условии, что B является открытым базовым классом класса D (в этом случае D есть B).

Ссылки особенно полезны в качестве типов параметров. Например:

struct B (* ... *); struct D : B (* ... *); int f(B amp;); D a; f(a);

8.6.4 Массивы Символов

Массив char можно инициализировать строкой. Последовтельные символы строки инициализируют члены массива. Напрмер:

char msg[] = «Syntax error on line %d\n»;

демонстрирует массив символов, члены которого инициалзированы строкой. Обратите внимание, что sizeof(msg)==25.

8.7 Имена Типов

Иногда (для неявного задания преобразования типов и в качестве параметра sizeof или new) нужно использовать имя тпа данных. Это выполняется при помощи «имени типа» которое по сути является описанием для объекта этого типа, в котором опущено имя объекта.

имя_типа: спецификатор_типа абстрактный_описатель

абстрактный_описатель: пустой * абстрактный_описатель абстрактный_описатель ( списоко_писателей_параметров) абстрактный_описатель [ константное_выражение opt ] ( абстрактный_описатель )

Возможно единственным образом идентифицировать положение в абстрактном_описателе, где должен стоять идентификатор в случае, если бы конструкция была описателем в описании. Тогда именованный тип является – тот же, что и тип гипотетического идентификатора. Например,

int int * int *[3] int (*)[3] int *() int (*)()

именуют, соответсвенно, типы «целое», «указатель на цлое», «массив из 3 указателей на целые», «указатель на массив из 3 целых», «функция, возвращающая указатель на целое» и «указатель на функцию, возвращающую целое».

8.8 Typedef – Определение Типа

Описания, содержащие спецификатор_описания typedef, определяют идентификаторы, которы позднее могут использоваться так, как если бы они были ключевыми словами, именующими оновные или производные типы.

typedef-имя: идентификатор

Внутри области видимости описания, содержащего typedef, каждый идентификатор, возникающий как часть какого-либо опсателя, становится в этом месте синтаксически эквивалентным ключевому слову типа, которое именует тип, ассоциированный с идентификатором таким обрахом, как описывается в #8.4. Спецфикатор_описания typedef не может использоваться для члена класса. Имя класса или перечисления также является typedef-именем. Например, после

typedef int MILES, *KLICKSP; struct complex (* double re, im; *);

каждая из конструкций

MILES distance; extern KLICKSP metricp; complex z, *zp;

является допустимым описанием; distance имеет тип int, metricp имеет тип «указатель на int».

typedef вводит не новые типы, но только синонимы для тпов, которые могли бы быть определены другим путем. Так в приведенном выше примере distance рассматривается как имеющая в точности тот же тип, что и любой другой int объект.

Но описание класса вводит новый тип. Например:

struct X (* int a; *); struct Y (* int a; *); X a1; Y a2; int a3;

описывает три переменных трех различных типов.

Описание вида

описание_имени: сост идентификатор ; enum идентификатор ;

специфицирует, что идентификатор является именем некотрого (возможно, еще не определенного) класса или перечислния. Такие описания позволяют описывать классы, ссылающихся друг на друга. Например:

class vector;

class matrix (* // ... friend vector operator*(matrix amp;, vector amp;); *);

class vector (* // ... friend matrix operator*(matrix amp;, vector amp;); *);

8.9 Перегруженные Имена Функций

В тех случаях, когда для одного имени определено неколько (различных) описаний функций, это имя называется прегруженным. При использовании этого имени правильная функция выбирается с помощью сравнения типов фактических параметров с типами формальных параметров в описаниях функций.

Поиск того, какую функцию вызвать, осуществляется в три отдельных шага:

Искать точно соответствующую и использовать, если найдна.

Искать соответствующую с использованием стандартных пробразований (#6.6-8) и использовать любую найденную.

Искать соответствующую с использованием определенных пользователем преобразований (#6.5.6). Если найдено единтвенное множество преобразований, использовать ее.

Ноль, char или short считаются точно соответствующими формальному параметру типа int. Float считаются точно сооветствующими формальному параметру типа double.

Над параметром перегруженной функции выполняются только следующе преобразования: int в long, int в double и преобрзования указателей и ссылок (#6.7-8).

Для того, чтобы перегрузить имя функции не члена и не функции operator, любому описанию функции должно предшестввать описание overload, см. #8.1. Например:

overload abs; double abs(double); int abs(int);

abs(1); // вызывается abs(int); abs(1.0); // вызывается abs(double);

Например:

class X (* ... X (int); *); class Y (* ... Y (int); *);

class Z (* ... Z (char*); *);

overload int f (X), f (Y); overload int g (X), g (Z);

f (1); // недопустимо: f(X(1)) или f(Y(1)) g (1); // g(X(1)) g («asdf»); // g(Z(«asdf»))

Операция взятия адреса amp; может применяться к перегруженому имени только в присваивании или инициализации, когда ожидаемый тип определяет, адрес какой функции брать. Напрмер:

int operator=(matrix amp;, matrix amp;); int operator=(vector amp;, vector amp;); int (*pfm)(matrix amp;, matrix amp;) = amp;operator=; int (*pfv)(vector amp;, vector amp;) = amp;operator=; int (*pfx)(...) = amp;operator=;

8.10 Описания Перечислений

Перечисления являются типами int с именованными констатами.

enum_спецификатор: enum идентификатор opt (* enum_список *)

enum_список: перечислитель enum_список , перечислитель

перечислитель: идентификатор идентификатор = константное_выражение

Идентификаторы в enum-списке описаны как константы и мгут появляться во всех местах, где требуются константы. Если не появляется ни одного перечислителя с =, то значения сооветствующих констант начинаются с 0 и возрастают на 1 по мере чтения описания слева нарпаво. Перечислитель с = дает ассоцированному с ним идентификатору указанное значение; последущие идентификаторы продолжают прогрессию от присвоенного знчения.