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

---

char &get_val(string &str, string::size_type ix) {

 return str[ix]; // get_val подразумевает, что данный индекс допустим

}

int main() {

 string s("a value");

 cout << s << endl;   // отображает значение

 get_val(s, 0) = 'A'; // изменяет s[0] на A

 cout << s << endl;   // отображает значение A

 return 0;

}

Может быть несколько странно видеть вызов функции слева от оператора присвоения. Однако в этом нет ничего необычного. Возвращаемое значение — ссылка, поэтому вызов — это l-значение, а любое l-значение может быть левым операндом оператора присвоения.

Если тип возвращаемого значения является ссылкой на константу, то (как обычно) присвоение результату вызова невозможно:

shorterString("hi", "bye") = "X"; // ошибка: возвращаемое значение

                                  // является константой

Списочная инициализация возвращаемого значения

По новому стандарту функции могут возвращать окруженный скобками список значений. Подобно любому другому случаю возвращения значения, список используется для инициализации временного объекта, представляющего возвращение функцией значения. Если список пуст, временный объект инициализируется значением по умолчанию (см. раздел 3.3.1). В противном случае возвращаемое значение зависит от типа возвращаемого значения функции.

Для примера вернемся к функции error_msg из раздел 6.2.6. Эта функция получала переменное количество строковых аргументов и выводило сообщение об ошибке, составленное из переданных строк. Теперь вместо вызова функции error_msg() мы возвратим вектор, содержащий строки сообщений об ошибке:

vector<string> process() {

 // ...

 // expected и actual - строки

 if (expected.empty())

  return {}; // возвратить пустой вектор

 else if (expected == actual)

  return {"functionX", "okay"}; // возвратить вектор

                                // инициализированный списком

 else

  return {"functionX", expected, actual};

}

В первом операторе return возвращается пустой список. В данном случае возвращенный обработанный вектор будет пуст. В противном случае возвращается вектор, инициализированный двумя или тремя элементами, в зависимости от того, равны ли expected и actual.

У функции, возвращающей встроенный тип, заключенный в скобки список может содержать хотя бы одно значение, и это значение не должно требовать сужающего преобразования (см. раздел 2.2.1). Если функция возвращает тип класса, то используемые инициализаторы определяет сам класс (см. раздел 3.3.1).

Возвращение значения из функции main()

Есть одно исключение из правила, согласно которому функция с типом возвращаемого значения, отличного от void, обязана возвратить значение: функция main() может завершить работу без возвращения значения. Если процесс выполнения достигает конца функции main() и нет никакого значения для возвращения, компилятор неявно добавляет возвращение значения 0.

Как упоминалось в разделе 1.1, значение, возвращаемое из функции main(), рассматривается как индикатор состояния. Возвращение нулевого значения означает успех; большинство других значений — неудачу. У значения, отличного от нуля, есть машинно-зависимое значение. Чтобы сделать его независимым от машины, заголовок cstdlib определяет две переменные препроцессора (см. раздел 2.3.2), которые можно использовать для индикации успеха или отказа:

int main() {

 if (some failure)

  return EXIT_FAILURE; // определено в cstdlib

 else

  return EXIT_SUCCESS; // определено в cstdlib

}

Поскольку это переменные препроцессора, им не должна предшествовать часть std:: и их нельзя использовать в объявлениях using.

Рекурсия

Функция, которая вызывает себя прямо или косвенно, является рекурсивной функцией (recursive function). В качестве примера можно переписать функцию вычисления факториала так, чтобы использовать рекурсию:

// вычислить val!, т.е. 1 * 2 * 3 ... * val

int factorial(int val) {

 if (val > 1)

  return factorial(val-1) * val;

 return 1;

}

В этой реализации осуществляется рекурсивный вызов функции factorial(), чтобы вычислить факториал числа, начиная со значения, первоначально переданного val, и далее в обратном порядке. Когда значение val достигнет 1, рекурсия останавливается и возвращается значение 1.

В рекурсивной функции всегда должно быть определено условие выхода или останова (stopping condition); в противном случае рекурсия станет бесконечной, т.е. функция продолжит вызывать себя до тех пор, пока стек программы не будет исчерпан. Иногда эта ошибка называется бесконечной рекурсией (infinite recursion). В случае функции factorial() условием выхода является равенство значения параметра val единице.

Ниже приведена трассировка выполнения функции factorial() при передаче ей значения 5.

Трассировка вызова функции factorial(5)

Вызов Возвращает Значение factorial(5) factorial(4) * 5 120 factorial(4) factorial(3) * 4 24 factorial(3) factorial(2) * 3 6 factorial(2) factorial(1) * 2 2 factorial(1) 1 1

Функция main() не может вызывать сама себя.

Упражнения раздела 6.3.2

Упражнение 6.30. Откомпилируйте версию функции str_subrange(), представленной в начале раздела, и посмотрите, что ваш компилятор делает с указанными сообщениями об ошибках.

Упражнение 6.31. Когда допустимо возвращение ссылки? Когда ссылки на константу?

Упражнение 6.32. Укажите, корректна ли следующая функция. Если да, то объясните, что она делает; в противном случае исправьте ошибки, а затем объясните все.

int &get(int *arry, int index) { return arry[index]; }

int main() {

 int ia[10];

 for (int i = 0; i != 10; ++i)

  get(ia, i) = i;

}

Упражнение 6.33. Напишите рекурсивную функцию, выводящую содержимое вектора.

Упражнение 6.34. Что случится, если условие остановки функции factorial() будет таким:

if (val != 0)

Упражнение 6.35. Почему в вызове функции factorial() мы передали val-1, а не val--?

6.3.3. Возвращение указателя на массив

Поскольку копировать массив нельзя, функция не может возвратить его. Но функция может возвратить указатель или ссылку на массив (см. раздел 3.5.1). К сожалению, синтаксис, обычно используемый для определения функций, которые возвращают указатели или ссылки на массив, довольно сложен. К счастью, такие объявления можно упростить. Например, можно использовать псевдоним типа (см. раздел 2.5.1):

typedef int arrT[10];  // arrT синоним для типа массива из десяти

                       // целых чисел

using arrtT = int[10]; // эквивалентное объявление arrT;

                       // см. раздел 2.5.1

arrT* func(int i);     // func возвращает указатель на массив из

                       // пяти целых чисел

где arrT — это синоним для массива из десяти целых чисел. Поскольку нельзя возвратить массив, мы определяем тип возвращаемого значения как указатель на этот тип. Таким образом, функция func() получает один аргумент типа int и возвращает указатель на массив из десяти целых чисел.

Объявление функции, возвращающей указатель на массив

Чтобы объявить функцию func(), не используя псевдоним типа, следует вспомнить, что размерность массива следует за определяемым именем:

int arr[10];          // arr массив из десяти целых чисел

int *p1[10];          // p1 массив из десяти указателей