10 Директивы препроцессора

Препроцессором называется первая фаза компилятора. Инструкции препроцессора называются директивами. Они должны начинаться с символа #, перед которым в строке могут находиться только пробельные символы.

10.1 Директива #include

Директива #include <имя_файла> вставляет содержимое указанного файла в ту точку исходного файла, где она записана. Включаемый файл также может содержать директивы #include. Поиск файла, если не указан полный путь, ведется в стандартных каталогах включаемых файлов. Вместо угловых скобок могут использоваться кавычки (" ") - в этом случае поиск файла ведется в каталоге, содержащем исходный файл, а затем уже в стандартных каталогах.

Директива #include является простейшим средством обеспечения согласованности объявлений в различных файлах, она включает в них информацию об интерфейсе из заголовочных файлов.

Заголовочные файлы обычно имеют расширение .h и могут содержать:

• определения типов, констант, встроенных функций, шаблонов, перечислений;

• объявления функций, данных, имен, шаблонов;

• пространства имен;

• директивы препроцессора;

• комментарии.

В заголовочном файле не должно быть определений функций и данных. Эти правила не являются требованием языка, а отражают разумный способ использования директивы.

10.2 Директива #define

Директива #definе определяет подстановку в тексте программы. Она используется для определения:

• символических констант: #define имя текст_подстановки (все вхождения имени заменяются на текст подстановки);

• макросов, которые выглядят как функции, но реализуются подстановкой их текста в текст программы: #define имя( параметры) текст_подстановки;

• символов, управляющих условной компиляцией. Они используются вместе с директивами #ifdef и #ifndef. Формат:

#define имя

Примеры:

#define VERSION 1

#define VASIA "Василий Иванович"

#define MAX(x,y) ((x)>(y)?(x):(y))

#define MUX

Имена рекомендуется записывать прописными буквами, чтобы зрительно отличать их от имен переменных и функций. Параметры макроса используются при макроподстановке, например, если в тексте программы используется вызов макроса у = MAX(sum1, sum2), он будет заменен на

у = ((sum1)>(sum2)?(sum1):(sum2));

Отсутствие круглых скобок может привести к неправильному порядку вычисления, поскольку препроцессор не оценивает вставляемый текст с точки зрения синтаксиса. Например, если к макросу #define sqr(x) (х*х) обратиться как sqr(y+l), в результате подстановки получится выражение (у+1*у+1).

Макросы и символические константы унаследованы из языка С, при написании программ на С++ их следует избегать. Вместо символических констант предпочтительнее использовать const или enum, а вместо макросов - встроенные функции или шаблоны.

11 Динамические структуры данных

Любая программа предназначена для обработки данных, от способа организации которых зависят алгоритмы работы, поэтому выбор структур данных должен предшествовать созданию алгоритмов. Выше были рассмотрены стандартные способы организации данных, предоставляемые языком С++, - основные и составные типы. Наиболее часто в программах используются массивы, структуры и их сочетания, например, массивы структур, полями которых являются массивы и структуры.

Если до начала работы с данными невозможно определить, сколько памяти потребуется для их хранения, память выделяется по мере необходимости отдельными блоками, связанными друг с другом с помощью указателей. Такой способ организации данных называется динамическими структурами данных, поскольку их размер изменяется во время выполнения программы. Из динамических структур в программах чаще всего используются линейные списки, стеки, очереди и бинарные деревья. Они различаются способами связи отдельных элементов и допустимыми операциями. Динамическая структура может занимать несмежные участки оперативной памяти.

Элемент любой динамической структуры данных представляет собой структуру (в смысле struct), содержащую, по крайней мере, два поля: для хранения данных и для указателя. Полей данных и указателей может быть несколько. Поля данных могут быть любого типа: основного, составного или типа указатель. Описание простейшего элемента (компоненты, узла) выглядит следующим образом:

struct Node{

Data d; // тип данных Data должен быть определен ранее

Node *р;

};

Рассмотрим реализацию основных операций с динамическими структурами данных.