- •Глава 6 посвящена понятию производных классов, которое позволяет строить
- •Раздел 3.4 главы 2. Для обозначения справочного руководства применяется
- •1.1 Введение
- •1.2 Парадигмы программирования
- •1.2.1 Процедурное программирование
- •1.2.2 Модульное программирование
- •1.2.3 Абстракция данных
- •1.2.4 Пределы абстракции данных
- •1.2.5 Объектно-ориентированное программирование
- •1.3 "Улучшенный с"
- •1.3.1 Программа и стандартный вывод
- •1.3.2 Переменные и арифметические операции
- •1.3.3 Указатели и массивы
- •1.3.4 Условные операторы и циклы
- •1.3.5 Функции
- •1.3.6 Модули
- •1.4 Поддержка абстракции данных
- •1.4.1 Инициализация и удаление
- •1.4.2 Присваивание и инициализация
- •1.4.3 Шаблоны типа
- •1.4.4 Обработка особых ситуаций
- •1.4.5 Преобразования типов
- •1.4.6 Множественные реализации
- •1.5 Поддержка объектно-ориентированного программирования
- •1.5.1 Механизм вызова
- •1.5.2 Проверка типа
- •1.5.3 Множественное наследование
- •1.5.4 Инкапсуляция
- •1.6 Пределы совершенства
- •2.1 Описания
- •2.1.1 Область видимости
- •2.1.2 Объекты и адреса
- •2.1.3 Время жизни объектов
- •2.2 Имена
- •2.3 Типы
- •2.3.1 Основные типы
- •2.3.2 Неявное преобразование типа
- •2.3.3 Производные типы
- •2.3.4 Тип void
- •2.3.5 Указатели
- •2.3.6 Массивы
- •2.3.7 Указатели и массивы
- •2.3.8 Структуры
- •2.3.9 Эквивалентность типов
- •2.3.10 Ссылки
- •2.4 Литералы
- •2.4.1 Целые константы
- •2.4.2 Константы с плавающей точкой
- •2.4.3 Символьные константы
- •2.4.4 Строки
- •2.4.5 Нуль
- •2.5 Поименованные константы
- •2.5.1. Перечисления
- •2.6. Экономия памяти
- •2.6.1 Поля
- •2.6.2. Объединения
- •2.7 Упражнения
- •3.1 Калькулятор
- •3.1.1 Анализатор
- •3.1.2 Функция ввода
- •3.1.3 Таблица имен
- •3.1.4 Обработка ошибок
- •3.1.5 Драйвер
- •3.1.6 Параметры командной строки
- •3.2 Сводка операций
- •3.2.1 Скобки
- •3.2.2 Порядок вычислений
- •3.2.3 Инкремент и декремент
- •3.2.4 Поразрядные логические операции
- •3.2.5 Преобразование типа
- •3.2.6 Свободная память
- •3.3 Сводка операторов
- •3.3.1 Выбирающие операторы
- •3.3.2 Оператор goto
- •3.4 Комментарии и расположение текста
- •3.5 Упражнения
- •4.1 Введение
- •4.2 Связывание
- •4.3 Заголовочные файлы
- •4.3.1 Единственный заголовочный файл
- •4.3.2 Множественные заголовочные файлы
- •4.4 Связывание с программами на других языках
- •4.5 Как создать библиотеку
- •4.6 Функции
- •4.6.1 Описания функций
- •4.6.2 Определения функций
- •4.6.3 Передача параметров
- •4.6.4 Возвращаемое значение
- •4.6.5 Параметр-массив
- •4.6.6 Перегрузка имени функции
- •4.6.7 Стандартные значения параметров
- •4.6.8 Неопределенное число параметров
- •4.6.9 Указатель на функцию
- •4.7 Макросредства
- •4.8 Упражнения
- •5.1 Введение и краткий обзор
- •5.2 Классы и члены
- •5.2.1 Функции-члены
- •5.2.2 Классы
- •5.2.3 Ссылка на себя
- •5.2.4 Инициализация
- •5.2.5 Удаление
- •5.2.6 Подстановка
- •5.3 Интерфейсы и реализации
- •5.3.1 Альтернативные реализации
- •5.3.2 Законченный пример класса
- •5.4 Еще о классах
- •5.4.1 Друзья
- •5.4.2 Уточнение имени члена
- •5.4.3 Вложенные классы
- •5.4.4 Статические члены
- •5.4.5 Указатели на члены
- •5.4.6 Структуры и объединения
- •5.5 Конструкторы и деструкторы
- •5.5.1 Локальные переменные
- •5.5.2 Статическая память
- •5.5.3 Свободная память
- •5.5.4 Объекты класса как члены
- •5.5.5 Массивы объектов класса
- •5.5.6 Небольшие объекты
- •5.6 Упражнения
- •6.1 Введение и краткий обзор
- •6.2 Производные классы
- •6.2.1 Функции-члены
- •6.2.2 Конструкторы и деструкторы
- •6.2.3 Иерархия классов
- •6.2.4 Поля типа
- •6.2.5 Виртуальные функции
- •6.3 Абстрактные классы
- •6.4 Пример законченной программы
- •6.4.1 Монитор экрана
- •6.4.2 Библиотека фигур
- •6.4.3 Прикладная программа
- •6.5 Множественное наследование
- •6.5.1 Множественное вхождение базового класса
- •6.5.2 Разрешение неоднозначности
- •6.5.3 Виртуальные базовые классы
- •6.6 Контроль доступа
- •6.6.1 Защищенные члены
- •6.6.2 Доступ к базовым классам
- •6.7 Свободная память
- •6.7.1 Виртуальные конструкторы
- •6.7.2 Указание размещения
- •6.8 Упражнения
- •7.1 Введение
- •7.2 Операторные функции
- •7.2.1 Бинарные и унарные операции
- •7.2.2 Предопределенные свойства операций
- •7.2.3 Операторные функции и пользовательские типы
- •7.3 Пользовательские операции преобразования типа
- •7.3.1 Конструкторы
- •7.3.2 Операции преобразования
- •7.3.3 Неоднозначности
- •7.4 Литералы
- •7.5 Большие объекты
- •7.6 Присваивание и инициализация
- •7.7 Индексация
- •7.8 Вызов функции
- •7.9 Косвенное обращение
- •7.10 Инкремент и декремент
- •7.11 Строковый класс
- •7.12 Друзья и члены
- •7.13 Предостережения
- •7.14 Упражнения
- •8.1 Введение
- •8.2 Простой шаблон типа
- •8.3 Шаблоны типа для списка
- •8.3.1 Список с принудительной связью
- •8.3.2 Список без принудительной связи
- •8.3.3 Реализация списка
- •8.3.4 Итерация
- •8.4 Шаблоны типа для функций
- •8.4.1 Простой шаблон типа для глобальной функции
- •8.4.2 Производные классы позволяют ввести новые операции
- •8.4.3 Передача операций как параметров функций
- •8.4.4 Неявная передача операций
- •8.4.5 Введение операций с помощью параметров шаблонного класса
- •8.5 Разрешение перегрузки для шаблонной функции
- •8.6 Параметры шаблона типа
- •8.7 Шаблоны типа и производные классы
- •8.7.1 Задание реализации с помощью параметров шаблона
- •8.8 Ассоциативный массив
- •8.9 Упражнения
- •9.1 Обработка ошибок
- •9.1.1 Особые ситуации и традиционная обработка ошибок
- •9.1.2 Другие точки зрения на особые ситуации
- •9.2 Различение особых ситуаций
- •9.3 Имена особых ситуаций
- •9.3.1 Группирование особых ситуаций
- •9.3.2 Производные особые ситуации
- •9.4 Запросы ресурсов
- •9.4.1 Конструкторы и деструкторы
- •9.4.2 Предостережения
- •9.4.3 Исчерпание ресурса
- •9.4.4 Особые ситуации и конструкторы
- •9.5 Особые ситуации могут не быть ошибками
- •9.6 Задание интерфейса
- •9.6.1 Неожиданные особые ситуации
- •9.7 Неперехваченные особые ситуации
- •9.8 Другие способы обработки ошибок
- •9.9 Упражнения
- •10.1 Введение
- •10.2 Вывод
- •10.2.1 Вывод встроенных типов
- •10.2.2 Вывод пользовательских типов
- •10.3 Ввод
- •10.3.1 Ввод встроенных типов
- •10.3.2 Состояния потока
- •10.3.3 Ввод пользовательских типов
- •10.4 Форматирование
- •10.4.1 Класс ios
- •10.4.1.1 Связывание потоков
- •10.4.1.2 Поля вывода
- •10.4.1.3 Состояние формата
- •10.4.1.4 Вывод целых
- •10.4.1.5 Выравнивание полей
- •10.4.1.6 Вывод плавающих чисел.
- •10.4.2 Манипуляторы
- •10.4.2.1 Стандартные манипуляторы ввода-вывода
- •10.4.3 Члены ostream
- •10.4.4 Члены istream
- •10.5 Файлы и потоки
- •10.5.1 Закрытие потоков
- •10.5.2 Строковые потоки
- •10.5.3 Буферизация
- •10.6 Ввод-вывод в с
- •10.7 Упражнения
- •11.1 Введение
- •11.2 Цели и средства
- •11.3 Процесс развития
- •11.3.1 Цикл развития
- •11.3.2 Цели проектирования
- •11.3.3 Шаги проектирования
- •11.3.3.1 Шаг 1: определение классов
- •11.3.3.2 Шаг 2: определение набора операций
- •11.3.3.3 Шаг 3: указание зависимостей
- •11.3.3.4 Шаг 4: определение интерфейсов
- •11.3.3.5 Перестройка иерархии классов
- •11.3.3.6 Использование моделей
- •11.3.4 Эксперимент и анализ
- •11.3.5 Тестирование
- •11.3.6 Сопровождение
- •11.3.7 Эффективность
- •11.4 Управление проектом
- •11.4.1 Повторное использование
- •11.4.2 Размер
- •11.4.3 Человеческий фактор
- •11.5 Свод правил
- •11.6 Список литературы с комментариями
- •12.1 Проектирование и язык программирования.
- •12.1.1 Игнорирование классов
- •12.1.2 Игнорирование наследования
- •12.1.3 Игнорирование статического контроля типов
- •12.1.4 Гибридный проект
- •12.2 Классы
- •12.2.1 Что представляют классы?
- •12.2.2 Иерархии классов
- •12.2.3 Зависимости в рамках иерархии классов.
- •12.2.4 Отношения принадлежности
- •12.2.5 Принадлежность и наследование
- •12.2.6 Отношения использования
- •12.2.7 Отношения внутри класса
- •12.2.7.1 Инварианты
- •12.2.7.2 Инкапсуляция
- •12.2.8 Программируемые отношения
- •12.3 Компоненты
- •12.4 Интерфейсы и реализации
- •12.5 Свод правил
- •13.1 Введение
- •13.2 Конкретные типы
- •13.3 Абстрактные типы
- •13.4 Узловые классы
- •13.5 Динамическая информация о типе
- •13.5.1 Информация о типе
- •13.5.2 Класс Type_info
- •13.5.3 Как создать систему динамических запросов о типе
- •13.5.4 Расширенная динамическая информация о типе
- •13.5.5 Правильное и неправильное использование динамической
- •13.6 Обширный интерфейс
- •13.7 Каркас области приложения
- •13.8 Интерфейсные классы
- •13.9 Управляющие классы
- •13.10 Управление памятью
- •13.10.1 Сборщик мусора
- •13.10.2 Контейнеры и удаление
- •13.10.3 Функции размещения и освобождения
- •13.11 Упражнения
4.6.7 Стандартные значения параметров
В общем случае у функции может быть больше параметров, чем в самых
простых и наиболее часто используемых случаях. В частности, это
свойственно функциям, строящим объекты (например, конструкторам,
см. $$5.2.4). Для более гибкого использования этих функций иногда
применяются необязательные параметры. Рассмотрим в качестве примера
функцию печати целого числа. Вполне разумно применить в качестве
необязательного параметра основание счисления печатаемого числа,
хотя в большинстве случаев числа будут печататься как десятичные
целые значения. Следующая функция
void print (int value, int base =10);
void F()
{
print(31);
print(31,10);
print(31,16);
print(31,2);
}
напечатает такие числа:
31 31 1f 11111
Вместо стандартного значения параметра можно было бы использовать
перегрузку функции print:
void print(int value, int base);
inline void print(int value) { print(value,10); }
Однако в последнем варианте текст программы не столь явно демонстрирует
желание иметь одну функцию print, но при этом обеспечить удобную и
краткую форму записи.
Тип стандартного параметра сверяется с типом указанного значения
при трансляции описания функции, а значение этого параметра вычисляется
в момент вызова функции. Задавать стандартное значение можно только
для завершающих подряд идущих параметров:
int f(int, int =0, char* =0); // нормально
int g(int =0, int =0, char*); // ошибка
int h(int =0, int, char* =0); // ошибка
Отметим, что в данном контексте наличие пробела между символами * и =
весьма существенно, поскольку *= является операцией присваивания:
int nasty(char*=0); // синтаксическая ошибка
4.6.8 Неопределенное число параметров
Существуют функции, в описании которых невозможно указать число
и типы всех допустимых параметров. Тогда список формальных
параметров завершается эллипсисом (...), что означает:
"и, возможно, еще несколько аргументов". Например:
int printf(const char* ...);
При вызове printf обязательно должен быть указан параметр
типа char*, однако могут быть (а могут и не быть) еще другие
параметры. Например:
printf("Hello, world\n");
printf("My name is %s %s\n", first_name, second_name);
printf("%d + %d = %d\n", 2,3,5);
Такие функции пользуются для распознавания своих фактических
параметров недоступной транслятору информацией. В случае функции
printf первый параметр является строкой, специфицирующей формат вывода.
Она может содержать специальные символы, которые позволяют правильно
воспринять последующие параметры. Например, %s означает -"будет
фактический параметр типа char*", %d означает -"будет фактический
параметр типа int" (см. $$10.6). Но транслятор этого не знает, и
поэтому он не может убедиться, что объявленные параметры действительно
присутствуют в вызове и имеют соответствующие типы. Например,
следующий вызов
printf("My name is %s %s\n",2);
нормально транслируется, но приведет (в лучшем случае) к неожиданной
выдаче. Можете проверить сами.
Очевидно, что раз параметр неописан, то транслятор не имеет сведений
для контроля и стандартных преобразований типа этого параметра.
Поэтому char или short передаются как int, а float как double, хотя
пользователь, возможно, имел в виду другое.
В хорошо продуманной программе может потребоваться, в виде
исключения, лишь несколько функций, в которых указаны не все типы
параметров. Чтобы обойти контроль типов параметров, лучше использовать
перегрузку функций или стандартные значения параметров, чем
параметры, типы которых не были описаны. Эллипсис становится
необходимым только тогда, когда могут меняться не только типы, но
и число параметров. Чаще всего эллипсис используется
для определения интерфейса с библиотекой стандартных функций на С,
если этим функциям нет замены:
extern "C" int fprintf(FILE*, const char* ...);
extern "C" int execl(const char* ...);
Есть стандартный набор макроопределений, находящийся в <stdarg.h>,
для выбора незаданных параметров этих функций. Рассмотрим функцию
реакции на ошибку, первый параметр которой показывает степень тяжести
ошибки. За ним может следовать произвольное число строк. Нужно
составить сообщение об ошибке с учетом, что каждое слово из него
передается как отдельная строка:
extern void error(int ...)
extern char* itoa(int);
main(int argc, char* argv[])
{
switch (argc) {
case 1:
error(0,argv[0],(char*)0);
break;
case 2:
error(0,argv[0],argv[1],(char*)0);
break;
default:
error(1,argv[0],
"With",itoa(argc-1),"arguments",(char*)0);
}
// ...
}
Функция itoa возвращает строку символов, представляющую ее целый
параметр. Функцию реакции на ошибку можно определить так:
#include <stdarg.h>
void error(int severity ...)
/*
за "severity" (степень тяжести ошибки) следует
список строк, завершающийся нулем
*/
{
va_list ap;
va_start(ap,severity); // начало параметров
for (;;) {
char* p = va_arg(ap,char*);
if (p == 0) break;
cerr << p << ' ';
}
va_end(ap); // очистка параметров
cerr << '\n';
if (severity) exit(severity);
}
Вначале при вызове va_start() определяется и инициализируется
va_list. Параметрами макроопределения va_start являются имя типа
va_list и последний формальный параметр. Для выборки по порядку
неописанных параметров используется макроопределение va_arg().
В каждом обращении к va_arg нужно задавать тип ожидаемого фактического
параметра. В va_arg() предполагается, что параметр такого типа
присутствует в вызове, но обычно нет возможности проверить это.
Перед выходом из функции, в которой было обращение к va_start,
необходимо вызвать va_end. Причина в том, что в va_start()
могут быть такие операции со стеком, из-за которых корректный возврат
из функции становится невозможным. В va_end() устраняются все
нежелательные изменения стека.
Приведение 0 к (char*)0 необходимо потому, что sizeof(int)
не обязано совпадать с sizeof(char*). Этот пример демонстрирует
все те сложности, с которыми приходится сталкиваться
программисту, если он решил обойти контроль типов, используя
эллипсис.