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

---

Bulk_quote(const std::string& book, double p,

           std::size_t qty, double disc) :

 Quote(book, p), min_qty(qty), discount(disc) { }

 // как прежде

};

Для инициализации переменных-членов конструктору класса Quote передаются его первые два параметра (представляющие ISBN и цену). Этот конструктор инициализирует базовую часть класса Bulk_quote (т.е. переменные-члены bookNo и price). Когда (пустое) тело конструктора класса Quote закончит работу, часть базового класса создаваемого объекта будет инициализирована. Затем инициализируются прямые переменные-члены min_qty и discount. И наконец, выполняется (пустое) тело конструктора класса Bulk_quote.

Подобно переменной-члену, если не определено иное, базовая часть производного объекта инициализируется по умолчанию. Чтобы использовать другой конструктор базового класса, следует предоставить список инициализации конструктора, используя имя базового класса, сопровождаемое, как обычно, заключенным в скобки списком аргументов. Эти аргументы используются для выбора конкретного конструктора базового класса для инициализации базовой части объекта производного класса.

Сначала инициализируются члены базового класса, а затем члены производного класса в порядке их объявления.

Использование членов базового класса из производного

Производный класс может обращаться к открытым и защищенным членам своего базового класса:

// если приобретено достаточное количество экземпляров,

// использовать цену со скидкой

double Bulk_quote::net_price(size_t cnt) const {

 if (cnt >= min_qty)

  return cnt * (1 - discount) * price;

 else

  return cnt * price;

}

Эта функция вычисляет цену со скидкой: если приобретенное количество экземпляров превышает значение переменной min_qty, к цене (price) применяется скидка (discount).

Более подробная информация об областях видимости приведена в разделе 15.6, а пока достаточно знать, что область видимости производного класса вкладывается в область видимости его базового класса. В результате нет никакого различия между тем, как член производного класса использует члены, определенные в его собственном классе (например, min_qty и discount), и как он использует члены, определенные в его базовом классе (например, price).

Ключевая концепция. Соблюдение интерфейса базового класса

Важно понимать, что каждый класс определяет собственный интерфейс. Для взаимодействия с объектом типа класса следует использовать интерфейс этого класса, даже если он — часть базового класса в объекте производного.

В результате конструкторы производного класса не могут непосредственно инициализировать члены своего базового класса. Тело конструктора производного класса может присваивать значения его открытых или защищенных членов базового класса. Хотя он может присвоить значения этим членам, обычно это не применяется. Как и любой другой пользователь базового класса, производный класс должен соблюдать интерфейс своего базового класса, используя для инициализации своих унаследованных членов его конструктор.

Наследование и статические члены

Если в базовом классе определен статический (static) член (см. раздел 7.6), для всей иерархии существует только один его экземпляр. Независимо от количества классов, производных от базового класса, существовать будет только один экземпляр каждого статического члена.

class Base {

public:

 static void statmem();

};

class Derived : public Base {

 void f(const Derived&);

};

Статические члены подчиняются обычным правилам управления доступом: если член класса объявлен в базовом классе закрытым, производные классы не получат к нему доступа. Когда статический член класса доступен, к нему можно обращаться как из базового, так и из производного класса:

void Derived::f(const Derived &derived_obj) {

 Base::statmem();    // ok: statmem() определена в Base

 Derived::statmem(); // ok: Derived наследует statmem()

 // ok: объект производного класса применим для доступа к

 // статическому члену базового

 derived_obj.statmem(); // доступ в объекте класса Derived

 statmem();             // доступ в объекте этого класса

}

Объявления производных классов

Производный класс объявляется как любой другой класс (см. раздел 7.3.3). Объявление содержит имя класса, но не включает его список наследования:

class Bulk_quote : public Quote; // ошибка: здесь не может быть списка

                                 // наследования

class Bulk_quote;                // ok: правильный способ объявления

                                 // производного класса

Задача объявления в том, чтобы сообщить о существовании имени и какую сущность он обозначает: класс, функцию или переменную. Список наследования и все другие подробности определения должны присутствовать в теле класса.

Классы, используемые как базовые

Класс должен быть определен, а не только объявлен, прежде чем его можно будет использовать как базовый класс:

class Quote; // объявлен, но не определен

// ошибка: класс Quote следует определить

class Bulk_quote : public Quote { ... };

Причина этого ограничения очевидна: каждый производный класс содержит и может использовать члены, унаследованные от его базового класса. Чтобы использовать эти члены, производный класс должен знать, что они из себя представляют. Одним из следствий этого правила является невозможность наследования класса от себя самого.

Базовый класс сам может быть производным классом:

class Base { /* ... */ };

class D1: public Base { /* ... */ };

class D2: public D1 { /*...*/ };

В этой иерархии класс Base является прямым базовым (direct base class) для класса D1 и косвенным базовым (indirect base class) для класса D2. Прямой базовый класс указывают в списке наследования. Косвенный базовый класс наследуется производным через его прямой базовый класс.

Каждый класс наследует все члены своего прямого базового класса. Большинство производных классов наследует члены своего прямого базового класса. Члены прямого базового класса включают унаследованные из его базового класса и т.д. по цепи наследования. Фактически самый последний производный объект содержит часть его прямого базового класса и каждого из его косвенных базовых классов.

Предотвращение наследования

Иногда определяют класс, от которого не следует получать другие производные классы. Либо может быть определен класс, который не предусматривается как подходящий на роль базового. По новому стандарту можно воспрепятствовать использованию класса как базового, расположив за его именем спецификатор final:

class NoDerived final { /* */ }; // класс NoDerived

                                 // не может быть базовым

class Base { /* */ };

// класс Last финальный; нельзя наследовать класс Last

class Last final : Base { /* */ }; // класс Last не может быть базовым

class Bad : NoDerived { /* */ }; // ошибка: класс NoDerived финальный

class Bad2 : Last { /* */ };     // ошибка: класс Last финальный

Упражнения раздела 15.2.2

Упражнение 15.4. Какие из следующих объявлений (если они есть) некорректны? Объясните, почему.

class Base { ... };

(a) class Derived : public Derived { ... };

(b) class Derived : private Base { ... };

(c) class Derived : public Base;

Упражнение 15.5. Напишите собственную версию класса Bulk_quote.

Упражнение 15.6. Проверьте свою функцию print_total() из упражнения раздела 15.2.1, передав ей объекты класса Quote и Bulk_quote.

Упражнение 15.7. Определите класс, реализующий ограниченную стратегию скидок, которая применяет скидку только к покупкам до заданного предела. Если количество экземпляров превышает этот предел, к остальным применяется обычная цена.

15.2.3. Преобразования и наследование

Понимание того, как происходит преобразование типов между базовыми и производными классами, очень важно для освоения принципов объектно-ориентированного программирования на языке С++.

Обычно ссылку или указатель можно связать только с тем объектом, тип которого либо совпадает с типом ссылки или указателя (см. раздел 2.3.1 и раздел 2.3.2), либо допускает константное преобразование в него (см. раздел 4.11.2). Классы, связанные наследованием, являются важным исключением: с объектом производного типа можно связать указатель или ссылку на тип базового класса. Например, ссылку Quote& можно использовать для обращения к объекту Bulk_quote, а адрес объекта Bulk_quote можно сохранить в указателе Quote*.