Читать онлайн «Программирование». Страница 7

Во многих программах на C++ широко используются указатели.

Унарная операция * разыменовывает указатель, т. е. *p представляет собой объект, на который указывает p. Данная операция также именуется косвенной адресацией. Например, если имеется char* p, то *p – это символ, на который указывает p. Часто при работе с указателями применяются операция увеличения ++ и операция уменьшения —.

Самый простой вид оператора – оператор выражение. Он включает в себя выражение, за которым следует точка с запятой.

К примеру:

a = b*3 + c;

cout << «go go go»; lseek(fd,0,2); Простейший оператор – пустой оператор:

Он не делает ничего. Но он используется тогда, когда синтаксис требует присутствия оператора, а данный оператор не нужен.

Блок представляет собой возможно пустой список операторов, находящихся в фигурных скобках:

{a = b + 2; b++;}

Блок дает возможность рассматривать несколько операторов как один. Область видимости имени, которая описана в блоке, простирается до конца блока. Имя может быть невидимым с помощью описаний такого же имени во внутренних блоках.

Программа в следующем примере производит преобразование дюймов в сантиметры и сантиметров в дюймы; предполагается, что указаны единицы измерения вводимых данных, добавляется i для дюймов и c для сантиметров:

#include main()

{

const float fac = 2.54; float x, in, cm; char ch = 0;

cout << «введите длину: «; cin>> x >> ch;

if (ch == { // inch – дюймы

in = x;

cm = x*fac;

}

else if (ch == 'c') // cm – сантиметры in = x/fac; cm = x;

}

else

in = cm = 0;

cout << in << «in=» << cm << «cm\n»;}

Оператор switch дает возможность сопоставления значения с множеством констант. Проверки в предыдущем примере можно представить в следующем виде:

switch (ch) {

case

in = x;

cm = x*fac;

break;

case 'c':

in = x/fac;

cm = x;

break;

default:

in = cm = 0;

break;

}

Операторы break используются для выхода из оператора switch. Константы в вариантах case могут иметь различные значения, и если проверяемое значение не совпадает ни с одной из констант, принимается вариант default. Программист не обязательно должен предусматривать default.

Покажем копирование строки, когда заданы указатель p на ее первый символ и указатель q на целевую строку. По соглашению строка заканчивается символом с целым значением 0.

while (p!= 0) {

*q = *p; // скопировать символ q = q+1;

p = p+1;

}

*q = 0; // завершающий символ 0 скопирован не был.

После while любое условие должно находиться в круглых скобках. Условие вычисляется, и, если оно не нулевое, выполняется непосредственно следующий за ним оператор. Это происходит до тех пор, пока вычисление условия не даст ноль.

Можно применять операцию ++ для непосредственного указания увеличения, и проверка будет значительно проще:

while (*p) *q++ = *p++;

*q = 0;

где конструкция *p++ значит: «взять символ, на который задает p, затем увеличить p».

При использовании операции ++ к целой переменной к ней просто добавляется единица. Первая часть оператора for не обязательно должна быть описанием, она может быть простым оператором. К примеру:

for (i=0; i<10; i++) q[i]=»p[i];»

тоже по смыслу соответствует предыдущей записи при условии, что i соответствующим образом описано раньше.

Описание представляет собой оператор, который вводит имя в программе. Оно способно и инициализировать объект с этим именем. Выполнение описания значит, что при достижении потоком управления описания вычисляется инициализирующее выражение (инициализатор) и наблюдалась инициализация.

Например:

for (int i = 1; i

Функция является именованной частью программы, к которой можно обращаться из других частей программы любое количество раз. Покажем программу, печатающую степени числа 2:

extern float pow(float, int); //pow()

main()

{

for (int i=0; i<10; cout << pow(2,i) << «\n»; }

Первая строка функции – описание, которое указывает, что pow – функция, которая получает параметры типа float и int и возвращает float. Описание функции применяется для выполнения определенных обращений к функции в других местах. При вызове тип любого параметра функции сопоставляется с ожидаемым типом аналогично тому, как если бы инициализировалась переменная приведенного типа. Это дает гарантии надлежащей проверки и преобразования типов. К примеру, обращение pow (12.3, «abcd») вызовет недовольство компилятора, так как «abcd» является строкой, а не int. В случае вызова (2,i) компилятор преобразует 2 к типу float, т. е. требуется функция. Функция pow может быть определена, к примеру, следующим образом:

float pow(float x, int n)

{

if (n < 0) error(«извините, отрицательный показатель для pow()»); switch(n) {case 0: return 1; case 1: return x; default: return x*pow(x,n-1);}}

Программа на C++ чаще всего включает в себя большое число исходных файлов, в каждом из которых находятся описания типов, функций, переменных и констант. Чтобы имя можно было применять в разных исходных файлах для ссылки на определенный объект, оно должно быть описано как внешнее. К примеру:

extern double sqrt(double); extern instream cin;

Самый простой способ обеспечить согласованность исходных файлов – помещение таких же описаний в отдельные файлы, которые называются заголовочными (или хэдер) файлами, после чего включить, т. е. скопировать, эти заголовочные файлы во все файлы, где необходимы эти описания. К примеру, если описание sqrt располагается в заголовочном файле для стандартных математических функций math.h и необходимо извлечь квадратный корень из 4, следует применить программу:

#include

//…

x = sqrt(4);

Так как обычные заголовочные файлы состоят из большого числа исходных файлов, в них нет описаний, которые не должны повторяться.

В команде включения include имя файла, которое располагается в угловых скобках, например, относится к файлу с таким именем в стандартном каталоге (обычно это /usr/include/CC); на файлы, хранящиеся в других местах, ссылаются, применяя имена, расположенные в двойных кавычках. Например:

#include «math1.h» #include «/usr/bs/math2.h»

включит math1.h из текущего пользовательского каталога, а math2.h из каталога /usr/bs.

Покажем, как мы могли бы определить тип потока вывода ostream. Для упрощения задачи предположим, что для буферизации определен тип streambuf. Тип streambuf определен в том месте, где также располагается и настоящее определение ostream. Значение типа, определяемого пользователем, специфицирует данные, которые нужны для представления объекта этого типа, и большое число операций для работы с этими объектами. Определение состоит из двух частей: закрытой (private) части, в которой находится информация, используемая только его разработчиком, и открытой (public) части, являющейся интерфейсом типа с пользователем.

Имя вводится в программе с помощью описания, которое задает его тип и, возможно, начальную величину. Даны понятия описания, определения, области видимости имен, времени существования объектов и типов.

Перед использованием имени (идентификатора) в C++ программе оно должно быть описано. То есть следует задать его тип, чтобы сообщить компилятору, к какого вида объектам относится имя. Рассмотрим несколько примеров, показывающих разнообразие описаний:

char ch;

int count = 1;

char* name = «Bjarne»;

struct complex {float re, im;};

complex cvar;

extern complex sqrt(complex);

extern int error_number;

typedef complex point;

float real(complex* p) {return p->re;};

const double pi = 3.1415926535897932385;

struct user;

Большинство описаний служит также определениями; т. е. они к тому же определяют для имени сущность, к которой оно относится. Для ch, count и cvar этой сущностью служит соответствующий объем памяти, который должен применяться как переменная, – эта память будет выделена. Для real это заданная функция, для constant pi это значение 3.1415926535897932385, для com28б plex этой сущностью служит новый тип. Для point это тип complex, поэтому point принимает смысл complex. Только описания

extern complex sqrt(complex); extern int errornumber; struct user;

не служат одновременно определениями. То есть объект, к которому они относятся, должен быть определен где-то еще. Код (тело) функции sqrt должен определяться определенным описанием, память для переменной errornumber типа int должна выделяться другим описанием, и какое-то другое описание типа user должно определять, что он из себя представляет. В C++ программе всегда должно присутствовать только одно определение каждого имени, но описаний может быть большое количество и все описания должны согласовываться с типом объекта, которого они касаются, поэтому в этом фрагменте есть две ошибки:

int count;

int count; // ошибка: переопределение exnern int errornumber; exnern int errornumber; // ошибка: несоответствие типов

Описание определяет имя в области видимости. Таким образом, имя может применяться только в некоторой части программы. Для имени, которое описано в функции (такое имя часто называют локальным), эта область видимости располагается от точки описания до конца блока, в котором появилось описание. Для имени не в функции и не в классе (называемого часто глобальным именем) область видимости находится от точки описания до конца файла, в котором появилось описание. Описание имени в блоке может прятать описание во внутреннем блоке или глобальное имя, т. е. можно переопределять имя внутри блока с целью ссылки на другой объект. После выхода из блока имя опять получает свое прежнее значение.