недовольство компилятора, поскольку "abcd" является строкой, а не
int. При вызове pow(2,i) компилятор преобразует 2 к типу float, как
того требует функция. Функция pow может быть определена например
так:
- стр 30 -
float pow(float x, int n)
{
if (n < 0) error("извините, отрицателный показатель для pow()");
switch (n) {
case 0: return 1;
case 1: return x;
default: return x*pow(x,n-1);
}
}
Первая часть определения функции задает имя функции, тип
возвращаемого ею значения (если таковое имеется) и типы и имена ее
параметров (если они есть). Значение возвращается из функции с
помощью оператора return.
Разные функции обычно имеют разные имена, но функциям,
выполняющим сходные действия над объектами различных типов, иногда
лучше дать возможность иметь одинаковые имена. Если типы их
параметров различны, то компилятор всегда может различить их и
выбрать для вызова нужную функцию. Может, например, иметься одна
функция возведения в степень для целых переменных и другая для
переменных с плавающей точкой:
overload pow;
int pow(int, int);
double pow(double, double);
//...
x=pow(2,10);
y=pow(2.0,10.0);
Описание
overload pow;
сообщает компилятору, что использование имени pow более чем для
одной функции является умышленным.
Если функция не возвращает значения, то ее следует описать как
void:
void swap(int* p, int* q) // поменять местами
{
int t = *p;
*p = *q;
*q = t;
}
1.6 Структура программы
Программа на C++ обычно состоит из большого числа исходных
файлов, каждый из которых содержит описания типов, функций,
переменных и констант. Чтобы имя можно было использовать в разных
исходных файлах для ссылки на один и тот же объект, оно должно
быть описано как внешнее. Например:
- стр 31 -
extern double sqrt(double);
extern instream cin;
Самый обычный способ обеспечить согласованность исходных файлов -
это поместить такие описания в отдельные файлы, называемые
заголовочными (или хэдер) файлами, а затем включить, то есть
скопировать, эти заголовочные файлы во все файлы, где нужны эти
описания. Например, если описание sqrt хранится в заголовочном
файле для стандартных математических функций math.h, и вы хотите
извлечь квадратный корень из 4, можно написать:
#include
//...
x = sqrt(4);
Поскольку обычные заголовочные файлы включаются во многие исходные
файлы, они не содержат описаний, которые не должны повторяться.
Например, тела функций даются только для inline-подставляемых
функций (#1.12) и инициализаторы даются только для констант
(#1.3.1). За исключением этих случаев, заголовочный файл является
хранилищем информации о типах. Он обеспечивает интерфейс между
отдельно компилируемыми частями программы.
В команде включения include имя файла, заключенное в угловые
скобки, например , относится к файлу с этим именем в
стандартном каталоге (часто это /usr/include/CC); на файлы,
находящиеся в каких-либо других местах ссылаются с помощью имен,
заключенных в двойные кавычки. Например:
#include "math1.h"
#include "/usr/bs/math2.h"
включит math1.h из текущего пользовательского каталога, а math2.h
из каталога /usr/bs.
Здесь приводится очень маленький законченный пример программы, в
котором строка определяется в одном файле, а ее печать производится
в другом. Файл header.h определяет необходимые типы:
// header.h
extern char* prog_name;
extern void f();
В файле main.c находится главная программа:
// main.c
#include "header.h"
char* prog_name = "дурацкий, но полный";
main()
{
f();
}
а файл f.c печатает строку:
- стр 32 -
// f.c
#include
#include "header.h"
void f()
{
cout << prog_name << "\n";
}
Скомпилировать и запустить программу вы можете например так:
$ CC main.c f.c -o silly
$ silly
дурацкий, но полный
$
1.7 Классы
Давайте посмотрим, как мы могли бы определить тип потока вывода
ostream. Чтобы упростить задачу, предположим, что для буферизации
определен тип streambuf. Тип streambuf на самом деле определен в
, где также находится и настоящее определение ostream.
Пожалуйста, не испытывайте примеры, определяющие ostream в этом и
последующих разделах; пока вы не сможете полностью избежать
использования , компилятор будет возражать против
переопределений.
Определение типа, определяемого пользователем (который в C++
называется class, т.е. класс), специфицирует данные, необходимые
для представления объекта этого типа, и множество операций для
работы с этими объектами. Определение имеет две части: закрытую
(private) часть, содержащую информацию, которой может пользоваться
только его разработчик, и открытую (public) часть, представляющую
интерфейс типа с пользователем:
class ostream {
streambuf* buf;
int state;
public:
void put(char*);
void put(long);
void put(double);
}
Описания после метки public задают интерфейс: пользователь может
обращаться только к трем функциям put(). Описания перед меткой
public задают представление объекта класса ostream; имена buf и
state могут использоваться только функциями put(), описанными в
открытой части.
class определяет тип, а не объект данных, поэтому чтобы
использовать ostream, мы должны один такой объект описать (так же,
как мы описываем переменные типа int):
ostream my_out;
- стр 33 -
Считая, что my_out был соответствующим образом проинициализирован
(как, объясняется в #1.10), его можно использовать например так:
my_out.put("Hello, world\n");
С помощью операции точка выбирается член класса для данного
объекта этого класса. Здесь для объекта my_out вызывается член
функция put().
Функция может определяться так:
void ostream::put(char* p)
{
while (*p) buf.sputc(*p++);
}
где sputc() - функция, которая помещает символ в streambuf.
Префикс ostream необходим, чтобы отличить put() ostream'а от других
функций с именем put().
Для обращения к функции члену должен быть указан объект класса. В
функции члене можно ссылаться на этот объект неявно, как это
делалось выше в ostream::put(): в каждом вызове buf относится к
члену buf объекта, для которого функция вызвана.
Можно также ссылаться на этот объект явно посредством указателя с
именем this. В функции члене класса X this неявно описан как X*
(указатель на X) и инициализирован указателем на тот объект, для
которого эта функция вызвана. Определение ostream::put() можно
также записать в виде:
void ostream::put(char* p)
{
while (*p) this->buf.sputc(*p++);
}
Операция -> применяется для выбора члена объекта, заданного
указателем.
1.8 Перегрузка операций
Настоящий класс ostream определяет операцию <<, чтобы сделать
удобным вывод нескольких объектов одним оператором. Давайте
посмотрим, как это сделано.
Чтобы определить @, где @ - некоторая операция языка C++, для
каждого определяемого пользователем типа вы определяете функцию с
именем operator@, которая получает параметры соответствующего типа.
Например:
- стр 34 -
class ostream {
//...
ostream operator<<(char*);
};
ostream ostream::operator<<(char* p)
{
while (*p) buf.sputc(*p++);
return *this;
}
определяет операцию << как член класса ostream, поэтому s<
");
а если применить операцию взятия адреса, то вы получите адрес
объекта, на который ссылается ссылка:
&s1 == &my_out
Первая очевидная польза от ссылок состоит в том, чтобы обеспечить
передачу адреса объекта, а не самого объекта, в фукнкцию вывода (в
некоторых языках это называется передачей параметра по ссылке):
ostream& operator<<(ostream& s, complex z) {
return s << "(" << z.real << "," << z.imag << ")";
}
Достаточно интересно, что тело функции осталось без изменений, но
если вы будете осуществлять присваивание s, то будете
воздействовать на сам объект, а не на его копию. В данном случае
то, что возвращается ссылка, также повышает эффективность,
поскольку очевидный способ реализации ссылки - это указатель, а
передача указателя гораздо дешевле, чем передача большой структуры
данных.
Ссылки также существенны для определения потока ввода, поскольку
операция ввода получает в качестве операнда переменную для
считывания. Если бы ссылки не использовались, то пользователь
должен был бы явно передавать указатели в функции ввода.
class istream {
//...
int state;
public:
istream& operator>>(char&);
istream& operator>>(char*);
istream& operator>>(int&);
istream& operator>>(long&);
//...
};
Заметьте, что для чтения long и int используются разные функции,
тогда как для их печати требовалась только одна. Это вполне обычно,
и причина в том, что int может быть преобразовано в long по
стандартным правилам неявного преобразования (#с.6.6), избавляя
таким образом программиста от беспокойства по поводу написания
обеих функций ввода.
- стр 36 -
1.10 Конструкторы
Определение ostream как класса сделало члены данные закрытыми.
Только функция член имеет доступ к закрытым членам, поэтому надо
предусмотреть функцию для инициализации. Такая функция называется
конструктором и отличается тем, что имеет то же имя, что и ее
класс:
class ostream {
//...
ostream(streambuf*);
ostream(int size, char* s);
};
Здесь задано два конструктора. Один получает вышеупомянутый
streambuf для реального вывода, другой получает размер и указатель
на символ для форматирования строки. В описании необходимый для
конструктора список параметров присоединяется к имени. Теперь вы
можете, например, описать такие потоки:
ostream my_out(&some_stream_buffer);
char xx[256];
ostream xx_stream(256,xx);
Описание my_out не только задает соответствующий объем памяти
где-то в другом месте, оно также вызывает конструктор
ostream::ostream(streambuf*), чтобы инициализировать его параметром
&some_stream_buffer, предположительно указателем на подходящий
объект класса streambuf. Описание конструкторов для класса не
только дает способ инициализации объектов, но также обеспечивает
то, что все объекты этого класса будут проинициализированы. Если