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

---

Поскольку у объявления функции нет тела, нет никакой необходимости в именах параметров. Поэтому имена параметров зачастую отсутствуют в объявлении. Хоть имена параметров и не обязательны, они зачастую используются, чтобы помочь пользователям функции понять ее назначение:

// имена параметров указывают, что итераторы обозначают диапазон

// выводимых значений

void print(vector<int>::const_iterator beg,

           vector<int>::const_iterator end);

Эти три элемента объявления (тип возвращаемого значения, имя функции и тип параметров) описывают интерфейс (interface) функции. Они задают всю информацию, необходимую для вызова функции. Объявление функции называют также прототипом функции (function prototype).

Объявления функций находятся в файлах заголовка

Напомним, что объявления переменных располагают в файлах заголовка (см. раздел 2.6.3), а определения — в файлах исходного кода. По тем же причинам функции должны быть объявлены в файлах заголовка и определены в файлах исходного кода.

Весьма соблазнительно (и вполне допустимо) размещать объявления функций непосредственно в каждом файле исходного кода, который использует функцию. Однако такой подход утомителен и приводит к ошибкам. Помещая объявления функций в файлы заголовка, можно гарантировать, что все объявления данной функции будут одинаковы. Если необходимо изменить интерфейс функции, достаточно модифицировать его только в одном объявлении.

Файл исходного кода, в котором функция определена, должен подключать заголовок, в котором функция объявлена. Так компилятор сможет проверить соответствие определения и объявления.

Упражнения раздела 6.1.2

Упражнение 6.8. Напишите файл заголовка по имени Chapter6.h, содержащий объявления функций, написанных для упражнений раздела 6.1

6.1.3. Раздельная компиляция

По мере усложнения программ возникает необходимость хранить различные части программы в отдельных файлах. Например, функции, написанные для упражнений раздела 6.1, можно было бы сохранить в одном файле, а код, использующий их, в других файлах исходного кода. Язык С++ позволяет разделять программы на логические части, предоставляя средство, известное как раздельная компиляция (separate compilation). Раздельная компиляция позволяет разделять программы на несколько файлов, каждый из которых может быть откомпилирован независимо.

Компиляция и компоновка нескольких файлов исходного кода

Предположим, например, что определение функции fact() находится в файле fact.cc, а ее объявление — в файле заголовка Chapter6.h. Файл fact.cc, как и любой другой файл, использующий эту функцию, будет включать заголовок Chapter6.h. Функцию main(), вызывающую функцию fact(), будем хранить в еще одном файле factMain.cc.

Чтобы создать исполнимый файл (executable file), следует указать компилятору, где искать весь используемый код. Эти файлы можно было бы откомпилировать следующим образом:

$ CC factMain.cc fact.cc # generates factMain.exe or a.out

$ CC factMain.cc fact.cc -o main # generates main or main.exe

где CC — имя компилятора; $ — системная подсказка; # — начало комментария командной строки. Теперь можно запустить исполняемый файл, который выполнит нашу функцию main().

Если бы изменен был только один из наших файлов исходного кода, то перекомпилировать достаточно было бы только тот файл, который был фактически изменен. Большинство компиляторов предоставляет возможность раздельной компиляции каждого файла. Обычно этот процесс создает файл с расширением .obj (на Windows) или .o (на UNIX), указывающим, что этот файл содержит объектный код (object code).

Компилятор позволяет скомпоновать (link) объектные файлы (object file) и получить исполняемый файл. На системе авторов раздельная компиляция программы осуществляется следующим образом:

$ CC -с factMain.cc            # generates factMain.o

$ CC -c fact.cc                # generates fact.o

$ CC factMain.o fact.o         # generates factMain.exe or a.out

$ CC factMain.o fact.o -o main # generates main or main.exe

Сверьтесь с руководством пользователя вашего компилятора, чтобы уточнить, как именно компилировать и запускать программы, состоящие из нескольких файлов исходного кода.

Упражнения раздела 6.1.3

Упражнение 6.9. Напишите собственные версии файлов fact.cc и factMain.cc. Эти файлы должны включать заголовок Chapter6.h из упражнения предыдущего раздела. Используйте эти файлы чтобы понять, как ваш компилятор обеспечивает раздельную компиляцию.

6.2. Передача аргументов

Как уже упоминалось, при каждом вызове функции ее параметры создаются заново. Используемое для инициализации параметра значение предоставляет соответствующий аргумент, переданный при вызове.

Параметры инициализируются точно так же, как и обычные переменные.

Как и у любой другой переменной, взаимодействие параметра и его аргумента определяет тип параметра. Если параметр — ссылка (см. раздел 2.3.1), то параметр привязывается к своему аргументу. В противном случае, значение аргумента копируется.

Когда параметр — ссылка, говорят, что его аргумент передается по ссылке (pass by reference) или что функция вызывается по ссылке (call by reference). Подобно любой другой ссылке, ссылочный параметр — это только псевдоним объекта, к которому он привязан, т.е. ссылочный параметр — псевдоним своего аргумента.

Когда значение аргумента копируется, параметр и аргумент — независимые объекты. Говорят, что такие аргументы передаются по значению (pass by value) или что функция вызывается по значению (call by value).

6.2.1. Передача аргумента по значению

При инициализации переменной не ссылочного типа значение инициализатора копируется. Изменения значения переменной никак не влияют на инициализатор:

int n = 0; // обычная переменная типа int

int i = n; // i - копия значения переменной n

i = 42;    // значение i изменилось, значение n - нет

Передача аргумента по значению осуществляется точно так же; что бы функция не сделала с параметром, на аргумент это не повлияет. Например, в функции fact() (см. раздел 6.1) происходит декремент параметра val:

ret *= val--; // декремент значения val

Хотя функция fact() изменила значение val, это изменение никак не повлияло на переданный ей аргумент. Вызов fact(i) не изменяет значение переменной i.

Параметры указателя

Указатели (см. раздел 2.3.2) ведут себя, как любой не ссылочный тип. При копировании указателя его значение копируется. После создания копии получается два отдельных указателя. Однако указатель обеспечивает косвенный доступ к объекту, на который он указывает. Значение этого объекта можно изменить при помощи указателя (см. раздел 2.3.2):

int n = 0, i = 42;

int *p = &n, *q = &i; // p указывает на n; q указывает на i

*p = 42;              // значение n изменилось, значение p - нет

p = q;                // теперь p указывает на i; значения i и n

                      // неизменны

То же поведение характерно для указателей, являющихся параметрами:

// функция получает указатель и обнуляет значение, на которое он

// указывает

void reset(int *ip) {

 *ip = 0; // изменяет значение объекта, на который указывает ip

 ip = 0;  // изменяет только локальную копию ip; аргумент неизменен

}

После вызова функции reset() объект, на который указывает аргумент, будет обнулен, но сам аргумент-указатель не изменится:

int i = 42;

reset(&i);                   // изменяет значение i, но не адрес

cout << "i = " << i << endl; // выводит i = 0

Программисты, привыкшие к языку С, зачастую используют параметры в виде указателей для доступа к объектам вне функции. В языке С++ для этого обычно используют ссылочные параметры.

Упражнения раздела 6.2.1

Упражнение 6.10. Напишите, используя указатели, функцию, меняющую значения двух целых чисел. Проверьте функцию, вызвав ее и отобразив измененные значения.

6.2.2. Передача аргумента по ссылке