Читать онлайн «Программирование». Страница 6

a(){…..b()…..}

b(){…..c()…..}

c(){…..a()…..}.

Все представленные функции a, b, c считаются рекурсивными, так как в случае вызова одной из них производится вызов других и самой себя.

Последовательность вызовов процедуры tn, если m = 3, можно проиллюстрировать древовидной структурой (рис. 2). Всякий раз при вызове процедуры tn под параметры n, i, j, w определяется память и запоминается место возврата. В случае возврата из процедуры tn память, которая выделяется под параметры n, i, j, w, освобождается и становится доступной память, которая выделена под параметры n, i, j, w предыдущим вызовом, а управление передается в место возврата.

Рис. Последовательность вызовов процедуры tn

Очень часто рекурсивные функции можно заменить нерекурсивными функциями или фрагментами. Это производится путем использования стеков для хранения точек вызова и вспомогательных переменных.

Рассмотрим ряд программ и частей программ на C++.

Прежде всего, рассмотрим программу, которая выводит строку выдачи:

#include

main()

{

cout << «Hello, world\n»; }

Строка #include дает знать компилятору, что он включил обычные возможности потока ввода и вывода, которые находятся в файле stream.h. Без таких описаний выражение cout << «Hello, world\n» не имело бы смысла. Операция << («поместить в») следует написать первый аргумент во второй (в нашем случае строку «Hello, world\n» в стандартный поток вывода cout). Строка представляет собой последовательность символов, которые заключены в двойные кавычки. В строке символ обратной косой \, после которого идет другой символ, обозначает один специальный символ; в рассмотренном случае \n служит символом новой строки. Получаем, что выводимые символы состоят из Hello, world и перевода строки. Остальная часть программы

main() {… }

задает функцию, названную main. Любая программа должна включать в себя функцию с именем main, и действие программы начинается с выполнения этой функции.

Откуда появились выходной поток cout и код, который реализует операцию вывода, были показаны в stream.h, т. е. были определены их типы, но не было дано каких-либо подробностей относительно их реализации. В стандартную библиотеку входит спецификация пространства и инициализирующий код для cout. Команда компиляции в C++ чаще всего называется CC. Она применяется так же, как команда cc для программ на C. Пусть программа с «Hello, world» находится в файле с именем hello.c, тогда можно ее скомпилировать и запустить приблизительно так ($ – системное приглашение):

$ CC hello.c $ a.out Hello,world

$

a. out является принимаемым по умолчанию именем исполняемого результата компиляции. Если необходимо назвать программу, можно осуществить это с помощью опции – o:

$ CC hello.c – o hello

$ hello Hello,world

$

Часто бывает необходимо вставлять в программу текст, который используется в качестве комментария только для читающего программу человека и не учитывается компилятором в программе. В C++ это возможно осуществить одним из двух способов. Символы /* начинают комментарий, который заканчивается символами */. Вся данная последовательность символов эквивалентна символу пропуска. Это очень полезно для многострочных комментариев и изъятия частей программы в процессе редактирования, но стоит учитывать, что комментарии /* */ не могут быть вложенными.

Символы // начинают комментарий, заканчивающийся в конце строки, на которой они появились. Как и в предыдущем случае, вся последовательность символов соответствует пропуску. Такой способ наиболее удобен для коротких комментариев. Символы // можно применять для того, чтобы закомментировать символы /* или */, а символами /* можно закомментировать //.

Любое имя или выражение имеет тип, который определяет операции, которые могут над ними осуществляться. К примеру, описание

int inch;

дает понять, что inch имеет тип int, т. е. inch – целая переменная.

Описание представляет собой оператор, который вводит имя в программе. Описание определяет тип этого имени. Тип назначает правильное использование имени или выражения. Для целых определены такие операции: +, —, * и /. После включения файла stream.h объект типа int способен также быть вторым операндом <<, когда первый операнд ostream.

Тип объекта задает не только применяемые к нему операции, но и смысл этих операций. К примеру, оператор:

cout << inch << «in=» << inch*2.54 << «cm\n»; правильно обрабатывает четыре вводных значения разными способами. Строки печатаются буквально, а целое inch и значение с плавающей точкой inch*2.54 изменяются из их внутреннего представления в подходящее для человеческого восприятия символьное представление. В C++ существует несколько основных типов и несколько способов создавать новые.

Основные типы, которые наиболее непосредственно отвечают средствам аппаратного обеспечения, имеют вид: char short int long float double.

Первые четыре типа применяются для представления целых, последние два – для представления чисел с плавающей точкой. Переменная типа char обладает размером, естественным для хранения символа на этой машине (обычно байт), а переменная типа int обладает размерами, соответствующими целой арифметике на этой машине (обычно слово).

Диапазон целых чисел, которые можно представить типом, определяется его размерами. В C++ размеры определяются единицами размера данных типа char, поэтому char по определению обладает единичным размером.

Соотношение между основными типами можно представить так:

1 = sizeof(char) <= sizeof(short) <=«sizeof(int)» <=«sizeof(long)» sizeof(float) <=«sizeof(double)»

В итоге предполагать что-то еще относительно основных типов неразумно. Например, то, что целое достаточно для хранения указателя, справедливо не для всех машин. В основном типе можно использовать прилагательное const. Это дает тип, который имеет те же свойства, что и первоначальный тип, за исключением того, что значение переменных типа const не может меняться после инициализации.

const float pi = 3.14; const char plus = +';

Символ, который заключен в одинарные кавычки, является символьной константой. Часто константа, которая определяется таким образом, не занимает память. Там, где необходимо, ее значение может использоваться непосредственно. Константе следует инициализироваться при описании. Для переменных инициализация не всегда обязательна, но очень рекомендуется. Оснований для применения локальной переменной без ее инициализации очень немного.

К каждой комбинации данных типов могут применяться арифметические операции: + (плюс, унарный и бинарный), – (минус, унарный и бинарный), * (умножение), / (деление).

Кроме этого применяются операции сравнения: = (равно),!= (не равно), < (меньше), > (больше), <= (меньше или равно), >= (больше или равно).

При присваивании и арифметических операциях C++ осуществляет все осмысленные изменения между основными типами, чтобы их можно было сочетать без ограничений:

double d = 1; int i = 1; d = d + i; i = d + i;

Рассмотрим операции, которые создают из основных типов новые типы: * (указатель на), *const (константный указатель на), & (ссылка на), [] (вектор), () (функция, возвращающая).

У всех векторов нижней границей индекса является ноль, поэтому в v десять элементов: v[0]… v[9].

В предметном указателе могут быть адреса объекта соответствующего типа:

char c;

// …

p = &c // p указывает на c

Унарное & – операция взятия адреса.

C++ обладает богатым набором операций, которые позволяют в выражениях образовывать новые значения и изменять значения переменных. Поток управления в программе определяется с помощью операторов, а описания применяются для введения в программе имен переменных, констант и т. д. Описания служат операторами, поэтому они свободно могут сочетаться с другими операторами.

Необходимо учесть, что операции из таблицы 1 применяются к целым и что не существует отдельного типа данных для логических действий.

Таблица 1

Операции, применяемые к целым операндам

Смысл операции определяется числом операндов; унарное & – операция взятия адреса, а бинарное & – операция логического И.

Смысл операции определяется также типом ее операндов: + в выражении a + b означает сложение с плавающей точкой, если тип операндов float, но целое сложение, если их тип int.

В C++ существует операция присваивания =, а не оператор при-сваивания, как в некоторых языках. То есть присваивание может употребляться в неожиданном контексте; например, x = sqrt(a = 3*x).

Выражение a = b = c значит присвоение c объекту b, а потом объекту a. Другое свойство операции присваивания – она способна совмещаться с большинством бинарных операций. К примеру, x[i + 3]* = 4 имеет значение x[i + 3] = x[i + 3]*4, за исключением того, что выражение x[i + 3] определяется только один раз. Это дает большую степень эффективности без необходимости употребления оптимизирующего компилятора. К тому же это менее длинно.