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

---

Когда спецификатор decltype применяется к выражению, которое не является переменной, получаемый тип соответствует типу выражения. Как будет продемонстрировано в разделе 4.1.1, некоторые выражения заставят спецификатор decltype возвращать ссылочный тип. По правде говоря, спецификатор decltype возвращает ссылочный тип для выражений, результатом которых являются объекты, способные стоять слева от оператора присвоения.

// decltype выражение может быть ссылочным типом

int i = 42, *p = &i, &r = i;

decltype(r + 0) b; // ok: сложение возвращает тип int; b имеет тип int

                   // (не инициализирована)

decltype(*p) с;    // ошибка: с имеет тип int& и требует инициализации

Здесь r — ссылка, поэтому decltype(r) возвращает ссылочный тип. Если необходим тип, на который ссылается ссылка r, можно использовать ее в таком выражении, как r + 0, поскольку оно возвращает значение не ссылочного типа.

С другой стороны, оператор обращения к значению — пример выражения, для которого спецификатор decltype возвращает ссылку. Как уже упоминалось, при обращении к значению указателя возвращается объект, на который он указывает. Кроме того, этому объекту можно присвоить значение. Таким образом, decltype(*p) выведет тип int&, а не просто int.

Еще одно важное различие между спецификаторами decltype и auto в том, что выведение, осуществляемое спецификатором decltype, зависит от формы данного выражения. Не всегда понимают то, что включение имени переменной в круглые скобки влияет на тип, возвращаемый спецификатором decltype. При применении спецификатора decltype к переменной без круглых скобок получается тип этой переменной. Если заключить имя переменной в одни или несколько круглых скобок, то компилятор будет рассматривать операнд как выражение. Переменная — это выражение, которое способно быть левым операндом присвоения. В результате спецификатор decltype для такого выражения возвратит ссылку.

// decltype переменной в скобках - всегда ссылка

decltype((i)) d; // ошибка: d - int& и должна инициализироваться

decltype(i) e;   // ok: e имеет тип int (не инициализирована)

Помните, что спецификатор decltype((переменная)) (обратите внимание на парные круглые скобки) всегда возвращает ссылочный тип, а спецификатор decltype(переменная) возвращает ссылочный тип, только если переменная является ссылкой.

Упражнения раздела 2.5.3

Упражнение 2.36. Определите в следующем коде тип каждой переменной и значения, которые будет иметь каждая из них по завершении.

int а = 3, b = 4;

decltype(а) с = а;

decltype((b)) d = а;

++c;

++d;

Упражнение 2.37. Присвоение — это пример выражения, которое возвращает ссылочный тип. Тип — это ссылка на тип левого операнда. Таким образом, если переменная i имеет тип int, то выражение i = x имеет тип int&. С учетом этого определите тип и значение каждой переменной в следующем коде:

int а = 3, b = 4;

decltype(а) с = а;

decltype(а = b) d = а;

Упражнение 2.38. Опишите различия выведения типа спецификаторами decltype и auto. Приведите пример выражения, где спецификаторы auto и decltype выведут тот же тип, и пример, где они выведут разные типы.

2.6. Определение собственных структур данных

На самом простом уровне структура данных (data structure) — это способ группировки взаимосвязанных данных и стратегии их использования. Например, класс Sales_item группирует ISBN книги, количество проданных экземпляров и выручку от этой продажи. Он предоставляет также набор операций, таких как функция isbn() и операторы >>, <<, + и +=.

В языке С++ мы создаем собственные типы данных, определяя класс. Такие библиотечные типы, как string, istream и ostream, определены как классы, подобно типу Sales_item в главе 1. Поддержка классов в языке С++ весьма обширна, фактически части III и IV в значительной степени посвящены описанию средств, связанных с классами. Хотя класс Sales_item довольно прост, мы не сможем определить его полностью, пока не узнаем в главе 14, как писать собственные операторы.

2.6.1 Определение типа Sales_data

Несмотря на то что мы еще не можем написать свой класс Sales_item полностью, уже вполне можно создать достаточно реалистичный класс, группирующий необходимые элементы данных. Стратегия использования этого класса заключается в том, что пользователи будут получать доступ непосредственно к элементам данных и смогут самостоятельно реализовать необходимые операции.

Поскольку создаваемая структура данных не поддерживает операций, назовем новую версию Sales_data, чтобы отличать ее от типа Sales_item. Определим класс следующим образом:

struct Sales_data {

 std::string bookNo;

 unsigned units_sold = 0;

 double revenue = 0.0;

};

Класс начинается с ключевого слова struct, сопровождаемого именем класса и (возможно пустым) телом класса. Тело класса заключено в фигурные скобки и формирует новую область видимости (см. раздел 2.2.4). Определенные в классе имена должны быть уникальны в пределах класса, но вне класса они могут повторяться.

Ближайшие фигурные скобки, заключающие тело класса, следует сопроводить точкой с запятой. Точка с запятой необходима, так как после тела класса можно определить переменные:

struct Sales_data { /* ... */ } accum, trans, *salesptr;

// эквивалентно, но лучше определять эти объекты так

struct Sales_data { /* ... */ };

Sales data accum, trans, *salesptr;

Точка с запятой отмечает конец (обычно пустого) списка объявления операторов. Обычно определение объекта в составе определения класса — это не лучшая идея. Объединение в одном операторе определений двух разных сущностей (класса и переменной) ухудшает читабельность кода.

Забытая точка с запятой в конце определения класса — довольно распространенная ошибка начинающих программистов.

Переменные-члены класса

В теле класса определены члены (member) класса. У нашего класса есть только переменные-члены (data member). Переменные-члены класса определяют содержимое объектов этого класса. Каждый объект обладает собственным экземпляром переменных-членов класса. Изменение переменных-членов одного объекта не изменяет данные в любом другом объекте класса Sales_data.

Переменные-члены определяют точно так же, как и обычные переменные: указывается базовый тип, затем список из одного или нескольких операторов объявления. У нашего класса будут три переменные-члены: член типа string по имени bookNo, член типа unsigned по имени units_sold и член типа double по имени revenue. Эти три переменные-члены будут у каждого объекта класса Sales_data.

По новому стандарту переменной-члену можно предоставить внутриклассовый инициализатор (in-class initializer). Он используется для инициализации переменных-членов при создании объектов. Члены без инициализатора инициализируются по умолчанию (см. раздел 2.2.1). Таким образом, при определении объектов класса Sales_data переменные-члены units_sold и revenue будут инициализированы значением 0, а переменная-член bookNo — пустой строкой.

Внутриклассовые инициализаторы ограничены формой их использования (см. раздел 2.2.1): они должны либо быть заключены в фигурные скобки, либо следовать за знаком =. Нельзя определить внутриклассовый инициализатор в круглых скобках.

В разделе 7.2 указано, что язык С++ обладает еще одним ключевым словом, class, также используемым для определения собственной структуры данных. В этом разделе используем ключевое слово struct, поскольку пока еще не рассмотрены приведенные в главе 7 дополнительные средства, связанные с классом.

Упражнения раздела 2.6.1

Упражнение 2.39. Откомпилируйте следующую программу и посмотрите, что будет, если не поставить точку с запятой после определения класса. Запомните полученное сообщение, чтобы узнать его в будущем.

struct Foo { /* пусто */ } // Примечание: нет точки с запятой

int main() {

 return 0;

}

Упражнение 2.40. Напишите собственную версию класса Sales_data.

2.6.2. Использование класса Sales_data