Израилев Владимир Яковлевич
Части курса:
Эпизодическое ООП
Тотальное ООП
void main()
{
App theApp();
App.run;
}
1983 – год создания языка. Первоначально назывался C with classes. Позже был переименован в C++
Далее Microsoft в 2001 году выпустила свой язык программирование, называемый C#
Обзор новых возможностей С++
Комментарии ( /* ---- */) в С++ появился // и считается законченным окончанием строки.
Константы. Можно задавать беззнаковые константы. Также ужесточилось действие ключевого слова const. Теперь целые константы, описанные словом const могут использоваться для описания размеров массива. Константы в С++ подчиняются тем же правилам видимости, что и переменные.
12u[u] – беззнаковая константа
12 – знаковая неименованная константа
//константы double
const double PI=3.14;
const double E=2.8;
//указатель на константу
const double *ptoconst=Π
//константный указатель
double *const constpconst=&E;
//константы на указатель на константу вщгиду
const double *const constpconst=Π
*ptoconst=2.5;//ошибка. Значение по указателю менять нельзя
ptoconst=Π// правильно
constp=&E;//ошибка
*constp+=3.0;
Встраиваемые функции
В языке С, программисты часто использовали макроопределения
#define SQR(x) x*x
i=SQR(z);//i=x*x;
SQR(x++);//нет проверки типов, будет ошибка
Для избегания вышеперечисленных ошибок, а также для цели более строгой проверки типов данных, в C++ введено понятие встроенной функции, т.е. такой функции, код которой прописывается непосредственно вместо inline. Для описания таких функций, используется ключевое слово inline.
inline double SQR(double x){return x*x}
Определения должны быть совмещены или, по крайней мере, должны располагаться в одном и том же файла, т.е. располагаться. Имеет смысл определять как inline сравнительно небольшие функции, т.к. каждый раз будет вставляться данный кусок функции. Ключевое слово inline является рекомендацией компилятору. Он может отказаться создавать встраиваемые функции.
Объявление структур, объединений, перечислений
В С++ введен упрощенный синтаксис для определения переменных, типа структур, объединений и перечислений, в котором можно опускать ключевые слова struct, union, enum.
//C
enum day{sun,mon,tue,wen};
struct path{char str[30];
enum day Week;}
struct path Link;
//C++
enum day{sun,mon,tue,wen};
struct path{char str[30];
day Week;}
path List;
Допускается использовать неименованные перечисления и объявления, что тоже делает синтаксис более простым и логичным.
struct Goods{
char *name;
union{double d, long l, int i)};
};
Переменные в С++ разрешается объявлять в любом месте программы. Важно лишь то, чтобы переменная была объявлена до ее использования. Допускается даже объявлять переменные цикла for в заголовке цикла.
for(int i;i<n;i++)...
В старых компиляторах область действия распространяется до конца блока, где находится оператор for. Во всех современных компиляторах распространяется только на тело цикла.
Ссылки
В С++ появилась принципиально новая конструкция, которая называется ссылка. РБНФ:
тип “&” имя1”=”имя2”;”
Такое объявление фактически назначает переменной с именем 2 второе имя с названием имя1. Ссылка в объявлении всегда должна быть проинициализирована, затем ее уже нельзя изменить.
int a,b;
int &alt = a;//alt есть ссылка на переменную целого типа a
alt=b;//все равно как если бы a=b
alt++;//все равно как если бы a++
Пусть имеется следующая конструкция
int *point=&a;//следующие условные выражения будут всегда истинны
*point == alt;
point == &alt;
Ссылку можно рассматривать как постоянный указатель, который постоянно разадресован и можно не выполнять для него операцию разадресации. Если одновременно объявлять несколько переменных типа ссылка, то перед каждым из них должен стоять &.
Для чего нужны:
Для передачи аргументов в функцию
void f(int &a) {...}
...
int b,c;
f(b);
Ссылка не создает копии объекта, а является другим его именем. Таким образом, в обычном случае условное выражение &alt =&a. Из этого правила имеется два исключения:
Это происходит при объявлении ссылки на константу. При этом случае генерируется временная переменная.
char &fcn=’A’; //создается временная переменная и ссылка будет на эту временную переменную. Это необходимо из соображений безопасности, чтобы не было объединения области памяти одинаковых констант.
Временный объект создается также при инициализации ссылки переменной другого типа.
unsigned int u=20;
int &refi = u;//создаст временную переменную, выполнит преобразование unsigned в int и уже назначит новое имя не для оригинальной переменной, а для временной
В случае создания временного объекта, компилятор как правило выдает соответствующее предупреждение.
Основной причиной создания ссылок является передача аргументов в функцию через ссылку и получение возвращаемого значения через ссылку. Аргументы передаются в функцию по ссылке в 2 случаях:
При передачи в функцию аргумента, который должен быть изменен
В случае больших структур
void Swap(int *a, int *b)
{
int temp=*a;
*a=*b;
*b=temp;
}
int x=5, y=10;
Swap(&x,&y);
void Swap(int &a, int &b)
{
int temp=a;
a=b;//разадресация не нужна
b=temp;
}
int x=5, y=10;
Swap(x,y);
В использовании ссылок в качестве передаваемых параметров есть недостатки: фактически параметр может быть изменен без ведома вызывающей программы, и это никак не отражается в синтаксисе вызова.
Логические ошибки при использовании ссылок:
double Sum(double A[], int &n)
{
double smp;
while() st=A[]+n;
... //недописано
После вызова функции Sum, значение переменной функции m будет равно 0. Чтобы избежать ошибок подобного рода, параметры ссылки, которые не должны меняться, надо всегда объявлять ключевым словом const. Тогда компилятор будет выдавать сообщение при изменении этого параметра. Если все же требуется вернуть значение через список параметров для обычных функции, лучше использовать не ссылки, а традиционные указатели.
Применение ссылки в качестве возвращаемого значения. В С++ могут возвращать ссылку на переменную. В этом случае вызов функции будет стоять в левой части операции присваивания. Если возвращаемое значение является ссылка, то в return нельзя возвращать локальную переменную.
char & strCh(char *str, char ch)
{
while(*str && *ch!=ch) str++;
return *str;
}
Отличия С++ от С
Преобразования типов
Неявное преобразование
Явное преобразование int(i)/int(j)
В языке С использовалась операция приведения типов следующего вида:
“(“имя типа”)”выражение
Наряду со старой формой операции приведения типов в С++ введен новый формат:
имя типа “(”выражение”)”
a = (double)b;
a = double (b); //функциональная форма
Новый формат не может быть использован, если имя состоит из нескольких слов.
Новые операции
Язык С++ имеет все операции языка С, но есть и дополнительные.
Операция расширения области видимости – язык С++ имеет мощную структуру, т.е. одно и то же имя может обозначать различные объекты, в зависимости от вложенности блоков. При этом правила следующие: объявление идентификатора во внутреннем блоке перекрывает соответствующее объявление в охватывающем блоке, а также и глобальное объявление, если оно есть.
“: :” – данная операция позволяет обратиться к глобальным переменным, если последняя перекрывается локальной переменной.
#include <stdio.h>
int i=1;
void main(void)
{
int i=10;
{
int i=100;
printf(“%d %d”,i,::i);
}
printf(“%d %d”,i,::i);
}
Эта операция нарушает значения ввода, поэтому использовать ее надо крайне осторожно.
Операции расширения динамической памяти – в языке С работать с динамической памятью можно было лишь через соответствующие функции распределения памяти, которые громоздкие и требовали ручной работы. Всвязи с этим, а также из-за специфики создания новых типов данных, в С++ введены новые операции: new и new[] для выделения памяти и delete и delete[] для удаления. С помощью new можно выделить для одиночного элемента, а с помощью new[] для массива. В случае успеха результатом операции будет адрес выделенного блока памяти. В случае неудачи: в старых версиях компилятора будет выделено значение 0, для современных компиляторов будет инициирована исключительная ситуация и программа аварийно остановится.
double *pd = new double;
double *a = new double[20];
double &dr = new double; //ошибка, т.к. new возвращает double
double &dr = *new double;
delete pd;
delete [] a;
delete &dr;
Следует отметить, что для освобождения массива данных надо всегда пользоваться операцией delete[]. Для встроенных типов данных разницы нет, но для данных, определяемых программистом, могут быть неприятности, связанные с отсутствием вызова специальных функций, называемых деструктор. В реальных системах операция new может выделить не более 64 кб памяти. Для функции освобождения нельзя пытаться освободить уже освобожденную область памяти.
В С++ существует еще две операции для доступа к элементам структуры или классов. Их действие рассмотрим чуть позднее.
Объявление функций
В языке С объявление функций до использования было желательным, но не обязательным. В С++ все функции перед использованием должны быть объявлены с полным списком формальных параметров и с указанием типа возвращаемого значения. Компилятор языка С++ очень строго следит за соответствием типов, выполняет необходимые преобразования типов фактических параметров к типам формальным, если возможно, а если не возможно, то выдает сообщение об ошибке.
Объявление функции в виде f() в С++ эквивалентно f(void). В языке С f() говорило о том, что функция может иметь любое количество параметров.
Аргументы по умолчанию
При объявлении функции в С++ одному или нескольким параметрам может быть назначено значение по умолчанию.
void Func(double a, char c=’*’, int i=2);
Func(10.6);
Func(10.6, ‘-’);
Func(10.6, ‘+’,3);
Func 10.6, , 3) //ошибка
Параметры, которым дается значение по умолчанию, должны быть последовательными, а при вызове не должно быть пропуска параметров. Значения по умолчанию должны быть указаны лишь один раз либо в прототипе функций, либо при ее определении. К моменту вызова функции с неполным списком аргументов значения по умолчанию должно быть определено и видимо в области видимости функции.
Перегрузка функций
В языке С++ допускается определение нескольких разных функций с одинаковым именем при условии, что их сигнатуры различаются.
Сигнатура для функции является комбинация имени функции, количество и типов принимаемых параметров. В С++ тип возвращаемого значения в сигнатуру не входит.
double Sun(double A[], int n);
double Sun(double *A[], int n, int m);
double Sun(double A[], int a, int m);
Использование функций
extend “C” double cos(double);
extend “C” double sin(double);
#include <stdio.h>