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

---

 int f1() const { return prot_mem; }

};

Спецификатор доступа наследования никак не влияет на возможность членов (и друзей) производного класса обратиться к членам его собственного прямого базового класса. Доступ к членам базового класса контролируется спецификаторами доступа в самом базовом классе. Структуры Pub_Derv и Priv_Derv могут обращаться к защищенному члену prot_mem, но ни одна из них не может обратиться к закрытому члену priv_mem.

Задача спецификатора доступа наследования — контролировать доступ пользователей производного класса, включая другие классы, производные от него, к членам, унаследованным от класса Base:

Pub_Derv d1;  // члены, унаследованные от Base, являются открытыми

Priv_Derv d2; // члены, унаследованные от Base, являются закрытыми

d1.pub_mem(); // ok: pub_mem является открытой в производном класс

d2.pub_mem(); // ошибка: pub_mem является закрытой в производном классе

Структуры Pub_Derv и Priv_Derv унаследовали функцию pub_mem(). При открытом наследовании члены сохраняют свой спецификатор доступа. Таким образом, объект d1 может вызвать функцию pub_mem(). В структуре Priv_Derv члены класса Base являются закрытыми; пользователи этого класса не смогут вызвать функцию pub_mem().

Спецификатор доступа наследования, используемый производным классом, также контролирует доступ из классов, унаследованных от этого производного класса:

struct Derived_from_Public : public Pub_Derv {

 // ok: Base::prot_mem остается защищенной в Pub_Derv

 int use_base() { return prot_mem; }

};

struct Derived_from_Private : public Priv_Derv {

 // ошибка: Base::prot_mem является закрытой в Priv_Derv

 int use_base() { return prot_mem; }

};

Классы, производные от структуры Pub_Derv, могут обращаться к переменной-члену prot_mem класса Base, поскольку она остается защищенным членом в структуре Pub_Derv. У классов, производных от структуры Priv_Derv, напротив, такого доступа нет. Все члены, которые структура Priv_Derv унаследовала от класса Base, являются закрытыми.

Если бы был определен другой класс, скажем, Prot_Derv, использующий защищенное наследование, открытые члены класса Base в этом классе будут защищенными. У пользователей структуры Prot_Derv не было бы никакого доступа к функции pub_mem(), но ее члены и друзья могли бы обратиться к унаследованному члену.

Доступность преобразования производного класса в базовый класс

Будет ли доступно преобразование производного класса в базовый класс (см. раздел 15.2.2), зависит от того, какой код пытается использовать преобразование, а также от спецификатора доступа, используемого при наследовании производного класса. С учетом, что класс D происходит от класса B:

• Пользовательский код может использовать преобразование производного класса в базовый, только если класс D открыто наследует класс B. Пользовательский код не может использовать преобразование, если наследование было защищенным или закрытым.

• Функции-члены и друзья класса D могут использовать преобразование в В независимо от вида наследования D от B. Преобразование производного в прямой базовый класс всегда доступно для членов и друзей производного класса.

• Функции-члены и друзья классов, производных от класса D, могут использовать преобразование производного класса в базовый, если наследование было открытым или защищенным. Такой код не сможет использовать преобразование, если наследование классом D класса В было закрытым.

В любом месте кода, где доступен открытый член базового класса, будет доступно также преобразование производного класса в базовый, но не наоборот.

Ключевая концепция. Проект класса и защищенные члены

Без наследования у класса будет два разных вида пользователей: обычные пользователи и разработчики (implementor). Обычные пользователи пишут код, который использует объекты типа класса; такой код может обращаться только к открытым членам класса (интерфейсу). Разработчики пишут код, содержащийся в членах и друзьях класса. Члены и друзья класса могут обращаться и к открытым, и к закрытым разделам (реализации).

При наследовании появляется третий вид пользователей, а именно производные классы. Базовый класс делает защищенными те части своей реализации, которые позволено использовать его производным классам. Защищенные члены остаются недоступными обычному пользовательскому коду; закрытые члены остаются недоступными производным классам и их друзьям.

Подобно любому другому классу, базовый класс объявляет члены своего интерфейса открытыми. Класс, используемый как базовый, может разделить свою реализацию на члены, доступные для производных классов и доступные только для базового класса и его друзей. Член класса, относящийся к реализации, должен быть защищен, если он предоставляет функцию или данные, которые производный класс должен будет использовать в собственной реализации. В противном случае члены реализации должны быть закрытыми.

Дружественные отношения и наследование

Подобно тому, как дружественные отношения не передаются (см. раздел 7.3.4), они также не наследуются. У друзей базового класса нет никаких специальных прав доступа к членам его производных классов, а у друзей производного класса нет специальных прав доступа к базовому классу:

class Base {

 // добавлено объявление; другие члены, как прежде

 friend class Pal; // у Pal нет доступа к классам, производным от Base

};

class Pal {

public:

 int f(Base b) { return b.prot_mem; } // ok: Pal дружествен Base

 int f2(Sneaky s) { return s.j; }     // ошибка: Pal не

                                      // дружествен Sneaky

 // доступ к базовому классу контролируется базовым классом, даже в

 // объекте производного

 int f3(Sneaky s) { return s.prot_mem; } // ok: Pal дружествен

};

Факт допустимости функции f3() может показаться удивительным, но он непосредственно следует из правила, что все классы контролируют доступ к собственным членам. Класс Pal — друг класса Base, поэтому класс Pal может обращаться к членам объектов класса Base. Это относится и к встроенным в объект класса Base объектам классов, производных от него.

Когда класс объявляет другой класс дружественным, это относится только к данному классу, ни его базовые, ни производные классы никаких специальных прав доступа не имеют:

// у D2 нет доступа к закрытым или защищенным членам Base

class D2 : public Pal {

public:

 int mem(Base b)

  { return b.prot_mem; } // ошибка: дружба не наследуется

};

Дружественные отношения не наследуются; каждый класс сам контролирует доступ к своим членам.

Освобождение индивидуальных членов

Иногда необходимо изменить уровень доступа к имени, унаследованному производным классом. Для этого можно использовать объявление using (см. раздел 3.1):

class Base {

public:

 std::size_t size() const { return n; }

protected:

 std::size_t n;

};

class Derived : private Base { // заметьте, наследование закрытое

public:

 // обеспечить уровни доступа для членов, связанных с размером объекта

 using Base::size;

protected:

 using Base::n;

};

Поскольку класс Derived использует закрытое наследование, унаследованные члены size() и n по умолчанию будут закрытыми членами класса Derived. Объявления using корректируют доступность этих членов. Пользователи класса Derived могут обращаться к функции-члену size(), а классы, впоследствии произошедшие от класса Derived, смогут обратиться к переменной n.

Объявление using в классе может использовать имя любого доступного (не закрытого) члена прямого или косвенного базового класса. Доступность имени, указанного в объявлении using, зависит от спецификатора доступа, предшествующего объявлению using. Таким образом, если объявление using расположено в разделе private класса, то имя будет доступно только для членов и друзей. Если объявление находится в разделе public, имя доступно для всех пользователей класса. Если объявление находится в разделе protected, имя доступно только для членов, друзей и производных классов.