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

---

Token &Token::operator=(const Token &t) {

 // если этот объект содержит строку, a t нет, прежнюю строку следует

 // освободить

 if (tok == STR && t.tok != STR) sval.~string();

 if (tok == STR && t.tok == STR)

  sval = t.sval; // нет необходимости создавать новую строку

 else

  copyUnion(t); // создать строку, если t.tok содержит STR

 tok = t.tok;

 return *this;

}

Если объединение в левом операнде содержит строку, а объединение в правом — нет, то сначала следует освободить прежнюю старую строку, прежде чем присваивать новое значение члену объединения. Если оба объединения содержат строку, для копирования можно использовать обычный оператор присвоения класса string. В противном случае происходит вызов функции copyUnion(), осуществляющей присвоение. В функции copyUnion(), если правый операнд — строка, создается новая строка в члене объединения левого операнда. Если ни один из операндов не будет строкой, то достаточно обычного присвоения.

Упражнения раздела 19.6

Упражнение 19.21. Напишите собственную версию класса Token.

Упражнение 19.22. Добавьте в класс Token член типа Sales_data.

Упражнение 19.23. Добавьте в класс Token конструктор перемещения и присвоения.

Упражнение 19.24. Объясните, что происходит при присвоении объекта класса Token самому себе.

Упражнение 19.25. Напишите операторы присвоения, получающие значения каждого типа в объединении.

19.7. Локальные классы

Класс, определенный в теле функции, называют локальным классом (local class). Локальный класс определяет тип, видимый только в той области видимости, в которой он определен. В отличие от вложенных классов, члены локального класса жестко ограничены.

Все члены локального класса, включая функции, должны быть полностью определены в теле класса. В результате локальные классы гораздо менее полезны, чем вложенные.

На практике требование полностью определять члены в самом классе, существенно ограничивает сложность, а следовательно, и возможности функций-членов локального класса. Функции локальных классов редко имеют размер, превышающий несколько строк кода. Более длинный код функций труднее прочитать и понять.

Кроме того, в локальном классе нельзя объявлять статические переменные-члены, поскольку нет никакого способа определить их.

Локальные классы не могут использовать переменные из области видимости функции

Локальный класс может обращаться далеко не ко всем именам из окружающей области видимости. Он может обращаться только к именам типов, статических переменных (см. раздел 6.1.1) и перечислений, определенных в окружающей локальной области видимости. Локальный класс не может использовать обычные локальные переменные той функции, в которой определен класс:

int a, val;

void foo(int val) {

 static int si;

 enum Loc { a = 1024, b }; // Bar локальна для foo

 struct Bar {

  Loc locVal; // ok: используется локальное имя типа

  int barVal;

  void fooBar(Loc l = a) // ok: аргумент по умолчанию Loc::a

  {

   barVal = val;   // ошибка: val локален для foo

   barVal = ::val; // ok: используется глобальный объект

   barVal = si; // ok: используется статический локальный объект

   locVal = b;    // ok: используется перечислитель

  }

 };

 // ...

}

К локальным классам применимы обычные правила доступа

Содержащая функция не имеет никаких специальных прав доступа к закрытым членам локального класса. Безусловно, локальный класс вполне может сделать содержащую функцию дружественной. Как правило, локальный класс определяет свои члены как открытые. Та часть программы, которая может обращаться к локальному классу, весьма ограниченна. Локальный класс сосредоточен (инкапсулирован) в своей локальной области видимости. Дальнейшая инкапсуляция, подразумевающая сокрытие информации, безусловно, является излишней.

Поиск имен в локальном классе

Поиск имен в теле локального класса осуществляется таким же образом, как и у остальных классов. Имена, используемые в объявлениях членов класса, должны быть объявлены в области видимости до их применения. Имена, используемые в определениях членов, могут располагаться в любой части области видимости локального класса. Поиск имен, не найденных среди членов класса, осуществляется сначала в содержащей локальной области видимости, а затем вне области видимости, заключающей саму функцию.

Вложенные локальные классы

Вполне возможно вложить класс в локальный класс. В данном случае определение вложенного класса может располагаться вне тела локального класса. Однако вложенный класс следует определить в той же локальной области видимости, в которой определен локальный класс:

void foo() {

 class Bar {

 public:

  // ...

  class Nested; // объявление класса Nested

 };

 // определение класса Nested

 class Bar::Nested {

  // ...

 };

}

Как обычно, при определении члена вне класса следует указать область видимости имени. Следовательно, определение Bar::Nested означает класс Nested, определенный в пределах класса Bar.

Класс, вложенный в локальный класс, сам является локальным классом, со всеми соответствующими ограничениями. Все члены вложенного класса должны быть определены в теле самого вложенного класса.

19.8. Возможности, снижающие переносимость

Для поддержки низкоуровневого программирования язык С++ определяет набор средств, применение которых снижает переносимость приложений. Непереносимое (nonportable) средство специфично для определенных машин. Использующие такие средства программы зачастую требуют переделки кода при переносе с одной машины на другую. Одной из причин невозможности переноса является тот факт, что размеры арифметических типов на разных машинах разные (см. раздел 2.1.1).

В этом разделе рассматриваются два дополнительных средства, снижающих переносимость, унаследованных языком С++ от языка С: речь идет о битовых полях и спецификаторе volatile. Также будут рассмотрены директивы компоновки, которые тоже снижают переносимость.

19.8.1. Битовые поля

Класс может определить (нестатическую) переменную-член как битовое поле (bit-field). Битовое поле хранит определенное количество битов. Обычно битовые поля используются при необходимости передать двоичные данные другой программе или аппаратному устройству.

Расположение в памяти битовых полей зависит от конкретной машины.

У битового поля должны быть целочисленный тип или тип перечисления (см. раздел 19.3). Для битового поля обычно используют беззнаковый тип, поскольку поведение битового поля знакового типа зависит от реализации. Чтобы объявить член класса битовым полем, после его имени располагают двоеточие и константное выражение, указывающее количество битов:

typedef unsigned int Bit;

class File {

 Bit mode: 2;       // mode имеет 2 бита

 Bit modified: 1;   // modified имеет 1 бит

 Bit prot_owner: 3; // prot_owner имеет 3 бита

 Bit prot_group: 3; // prot_group имеет 3 бита

 Bit prot_world: 3; // prot_world имеет 3 бита

 // функции и переменные-члены класса File

public:

 // режимы файла определены как восьмеричные

 // литералы; см. p. 2.1.3

 enum modes { READ = 01, WRITE = 02, EXECUTE = 03 };

 File &open(modes);

 void close();

 void write();

 bool isRead() const;

 void setWrite();

}

Битовое поле mode имеет размер в два бита, битовое поле modified — только один, а другие — по три бита. Битовые поля, определенные в последовательном порядке в теле класса, если это возможно, упаковываются в смежных битах того же целого числа. Таким образом достигается уплотнение хранилища. Например, пять битовых полей в приведенном выше объявлении будут сохранены в одной переменной типа unsigned int, ассоциированной с первым битовым полем mode. Способ упаковки битов в целое число зависит от машины.

К битовому полю не может быть применен оператор обращения к адресу (&), поэтому не может быть никаких указателей на битовые поля классов.