Технический обзор

В 1998 году язык Си++ был стандартизован Международной организацией стандартизации под номером 14882:1998 — Язык Программирования Си++. В настоящее время рабочая группа МОС работает над новой версией стандарта под кодовым названием C++09 (ранее известный как C++0X), который должен выйти в 2009 году.  Стандарт Си++ на 1998 год состоит из двух основных частей: ядра языка и стандартной библиотеки.  Стандартная библиотека Си++ вобрала в себя разрабатывавшуюся одновременно со стандартом библиотеку шаблонов STL. Сейчас название STL официально не употребляется, однако в кругах программистов на Си++ это название используется для обозначения части стандартной библиотеки, содержащей определения шаблонов контейнеров, итераторов, алгоритмов и функторов.  Стандарт Си++ содержит нормативную ссылку на стандарт Си от 1990 года и не определяет самостоятельно те функции стандартной библиотеки, которые заимствуются из стандартной библиотеки Си.  Кроме того, существует огромное количество библиотек Си++, не входящих в стандарт. В программах на Си++ можно использовать многие библиотеки Си.  Стандартизация определила язык программирования Си++, однако за этим названием могут скрываться также неполные, ограниченные достандартные варианты языка. В первое время язык развивался вне формальных рамок, спонтанно, по мере ставившихся перед ним задач. Развитию языка сопутствовало развитие кросс-компилятора Cfront. Новшества в языке отражались в изменении номера версии кросс-компилятора. Эти номера версий кросс-компилятора распространялись и на сам язык, но применительно к настоящему времени речь о версиях языка Си++ не ведут.

Новые возможности по сравнению с Си

Язык Си++ во многом является надмножеством Си. Новые возможности Си++ включают объявления в виде выражений, преобразования типов в виде функций, операторы new и delete, тип bool, ссылки, расширенное понятие константности, подставляемые функции, аргументы по умолчанию, переопределения, пространства имён, классы (включая и все связанные с классами возможности, такие как наследование, функции-члены, виртуальные функции, абстрактные классы и конструкторы), переопределения операторов, шаблоны, оператор ::, обработку исключений, динамическую идентификацию и многое другое. Язык Си++ также во многих случаях строже относится к проверке типов, чем Си.  В Си++ появились комментарии в виде двойной косой черты («//»), которые были в предшественнике Си — языке BCPL.  Некоторые особенности Си++ позднее были перенесены в Си, например ключевые слова const и inline, объявления в циклах for и комментарии в стиле Си++ («//»). В более поздних реализациях Си также были представлены возможности, которых нет в Си++, например макросы vararg и улучшенная работа с массивами-параметрами.

Не объектно-ориентированные возможности

В этом разделе описываются возможности, непосредственно не связанные с объектно-ориентированным программированием (ООП). Многие из них, однако, особенно важны в сочетании с ООП.  Описатель inline означает, что функция является хорошим кандидатом на оптимизацию, при которой в местах обращения к функции компилятор вставит тело этой функции, а не код вызова. Пример: inline double Sqr(double x) {return x*x;}  Вместо функций malloc и free (которые оставлены только для обратной совместимости), введены новые операции new и delete. Если T — произвольный тип, то  new T выделяет память, достаточную для размещения одного объекта типа Т, возможно, инициализирует объект в этой памяти, и возвращает указатель типа Т*.  new T[n] выделяет память, достаточную для размещения n объектов типа Т, возможно, инициализирует каждый объект в этой памяти, и возвращает указатель типа Т*.  delete p — разрушает объект, на который ссылается указатель p, и освобождает область памяти, выделенную для него ранее операцией new T.  delete [] p — разрушает каждый объект в массиве, на который ссылается указатель p, и освобождает область памяти, выделенную для этого массива ранее операцией new T[n].  Операция delete проверяет, что её аргумент не NULL, в противном случае она ничего не делает. Операции new и delete вызывают конструкторы и деструкторы (см. ниже).  Функции могут принимать аргументы по ссылке. Например, функция void f(int& x) {x=3;} присваивает своему аргументу значение 3. Функции также могут возвращать результат по ссылке, и ссылки могут быть вне всякой связи с функциями. Например, {double&b=a[3]; b=sin(b);} эквивалентно a[3]=sin(a[3]);. Ссылки в определённой степени сходны с указателями, со следующими особенностями: при описании ссылки инициализируются указанием на существующее значение данного типа; ссылка пожизненно указывает на один и тот же адрес; при обращении к ссылке операция * производится автоматически.  Могут быть несколько функций с одним и тем же именем, но разными типами или количеством аргументов (перегрузка функций; при этом тип возвращаемого значения на перегрузку не влияет). Например, вполне можно писать:  void Print(int x);  void Print(double x);  void Print(int x, int y);  Один или несколько последних аргументов функции могут задаваться по умолчанию. К примеру, если функция описана как void f(int x, int y=5, int z=10) , вызовы f(1), f(1,5) и f(1,5,10) эквивалентны.  При описании функций отсутствие аргументов в скобках означает, в отличие от Си, что аргументов нет, а не то, что они неизвестны. Если аргументы неизвестны, надо пользоваться многоточием, например int printf(const char* fmt, ...) Тип первого аргумента должен быть задан.  Можно описывать операции над новыми типами. К примеру, так:  struct Date {int day, month, year;};  void operator ++(struct Date& date);  Операции ничем не отличаются от (других) функций. Нельзя описывать операции над предопределёнными типами (скажем, переопределять умножение чисел); нельзя выдумывать новые операции, которых нет в Си++ (скажем, ** ); арность (количество параметров) и приоритет операций сохраняется (скажем, в выражении a+b*c сначала будет выполняться умножение, а потом сложение, к каким бы типам ни принадлежали a, b и c.) Можно переопределить операции [] (с одним параметром) и () (с любым числом параметров).  Добавлены пространства имён namespace. Например, если написать

namespace Foo {

const int x=5;

typedef int** T;

void f(y) {return y*x};

double g(T);

...

}

то вне фигурных скобок мы должны обращаться к T,x,f,g как Foo::T, Foo::x, Foo::f, Foo::g. Если мы в каком-то файле хотим обращаться к ним непосредственно, мы можем написать  using namespace Foo;  Или же  using Foo::T;  Пространства имён нужны, чтобы не возникало коллизий между пакетами, имеющими совпадающие имена глобальных переменных, функций и типов. Специальным случаем является безымянное пространство имён

namespace {

...

}

Все имена, описанные в нём, доступны в текущем файле и больше нигде, как если бы мы к каждому описанию приписали static.  Добавлен новый тип bool , имеющий значения true и false . Операции сравнения возвращают тип bool . Выражения в скобках после if , while приводятся к типу bool .  // означает, что вся оставшаяся часть строки является комментарием.  Добавлены шаблоны (template). Например, template T Min(T x, T y) {return x struct Array{int len; T* val;}; определяет массив значений любого типа, после чего мы можем писать Array x;  Введена стандартная библиотека шаблонов (STL, Standard Template Library), определяющая шаблоны и функции для векторов (одномерных массивов произвольной длины), множеств, ассоциативных массивов (map), списков, символьных строк, потоков ввода-вывода и другие шаблоны и функции.  Если описана структура, класс (о классах см. ниже), объединение (union) или перечисление (enum), её имя является именем типа, например:  struct Time{int hh,mm,ss;};  Time t1, t2;  Внутри структуры или класса можно описывать новые типы, как через typedef, так и через описание других структур или классов. Для доступа к таким типам вне структуры или класса, к имени типа добавляется имя структуры и два двоеточия:  struct S {typedef int** T; T x;}; S::T y;