Страница:
while (cin) (* // ... if (curr_tok == PRINT) continue; cout «„ expr() «« «\n“; *)
эквивалентно
while (cin) (* // ... if (curr_tok == PRINT) goto end_of_loop; cout «„ expr() «« «\n“; end_of_loop *)
Более подробно циклы описываются в #с.9.
3.1.6 Параметры командной строки
3.2 Краткая сводка операций
3.2.1 Круглые скобки
3.2.2 Порядок вычисления
3.2.3 Увеличение и уменьшение*
3.2.4 Побитовые логические операции
3.2.5 Преобразование типа
3.3 Сводка операторов
3.3.1 Проверки
3.3.2 Goto
3.4 Комментарии и Выравнивание
эквивалентно
while (cin) (* // ... if (curr_tok == PRINT) goto end_of_loop; cout «„ expr() «« «\n“; end_of_loop *)
Более подробно циклы описываются в #с.9.
3.1.6 Параметры командной строки
После того, как программа была написана и оттестирована, я заметил, что часто набирать выражения на клавиатуре в стадартный ввод надоедает, поскольку обычно использование прораммы состоит в вычислении одного выражения. Если бы можно было представлять это выражение как параметр командной стрки, не приходилось бы так много нажимать на клавиши.
Как уже говорилось, программа запускается вызовом main(). Когда это происходит, main() получает два параметра указывающий число параметров, обычно называемый argc и вектор параметров, обычно называемый argv. Параметры – это символные строки, поэтому argv имеет тип char*[argc]. Имя программы (так, как оно стоит в командной строке) передается в качестве argv[0], поэтому argc всегда не меньше единицы. Например, в случае команды
dc 150/1.1934
параметры имеют значения:
argc 2 argv[0] «dc» argv[1] «150/1.1934»
Научиться пользоваться параметрами командной строки неложно. Сложность состоит в том, как использовать их без препрограммирования. В данном случае это оказывается совсем просто, поскольку поток ввода можно связать с символьной строкой, а не с файлом (#8.5). Например, можно заставить cin читать символы из стандартного ввода:
int main(int argc, char* argv[]) (* switch(argc) (* case 1: // читать из стандартного ввода break; case 2: // читать параметр строку cin = *new istream(strlen(argv[1]),argv[1]); break; default: error(«слишком много параметров»); return 1; *) // как раньше *)
Программа осталась без изменений, за исключением добаления в main() параметров и использования этих параметров в
операторе switch. Можно было бы легко модифицировать main() так, чтобы она получала несколько параметров командной стрки, но это оказывается ненужным, особенно потому, что неколько выражений можно передавать как один параметр: dc «rate=1.1934;150/rate;19.75/rate;217/rate»
Здесь кавычки необходимы, поскольку ; является разделтелем команд в системе UNIX.
Как уже говорилось, программа запускается вызовом main(). Когда это происходит, main() получает два параметра указывающий число параметров, обычно называемый argc и вектор параметров, обычно называемый argv. Параметры – это символные строки, поэтому argv имеет тип char*[argc]. Имя программы (так, как оно стоит в командной строке) передается в качестве argv[0], поэтому argc всегда не меньше единицы. Например, в случае команды
dc 150/1.1934
параметры имеют значения:
argc 2 argv[0] «dc» argv[1] «150/1.1934»
Научиться пользоваться параметрами командной строки неложно. Сложность состоит в том, как использовать их без препрограммирования. В данном случае это оказывается совсем просто, поскольку поток ввода можно связать с символьной строкой, а не с файлом (#8.5). Например, можно заставить cin читать символы из стандартного ввода:
int main(int argc, char* argv[]) (* switch(argc) (* case 1: // читать из стандартного ввода break; case 2: // читать параметр строку cin = *new istream(strlen(argv[1]),argv[1]); break; default: error(«слишком много параметров»); return 1; *) // как раньше *)
Программа осталась без изменений, за исключением добаления в main() параметров и использования этих параметров в
операторе switch. Можно было бы легко модифицировать main() так, чтобы она получала несколько параметров командной стрки, но это оказывается ненужным, особенно потому, что неколько выражений можно передавать как один параметр: dc «rate=1.1934;150/rate;19.75/rate;217/rate»
Здесь кавычки необходимы, поскольку ; является разделтелем команд в системе UNIX.
3.2 Краткая сводка операций
Операции С++ подробно и систематически описываются в #с. 7; прочитайте, пожалуйста, этот раздел. Здесь же приводится операция краткая сводка и некоторые примеры. После каждой операции приведено одно или более ее общеупотребительных наваний и пример ее использования. В этих примерах имя_класса – это имя класса, член – имя члена, объект – выражение, дающее в результате объект класса, указатель – выражение, дающее в результате указатель, выр – выражение, а lvalue – выражение, денотирующее неконстантный объект. Тип может быть совершенно произвольным именем типа (со * () и т.п.) только когда он стоит в скобках, во всех остальных случаях существуют огранчения.
Унарные операции и операции присваивания правоассоцитивны, все остальные левоассоциативны. Это значит, что a=b=c означает a=(b=c), a+b+c означает (a+b)+c, и *p++ означает *(p ++), а не (*p)++.
Сводка Операций (часть 1) =========================================================== :: разрешение области видимости имя_класса :: член :: глобальное :: имя =========================================================== -» выбор члена указатель-»член [] индексация указатель [ выр ] () вызов функции выр (список_выр) () построение значения тип (список_выр) sizeof размер объекта sizeof выр sizeof размер типа sizeof ( тип ) =========================================================== ++ приращение после lvalue++ ++ приращение до ++lvalue – уменьшение после lvalue– – уменьшение до –lvalue ~ дополнение ~ выр ! не ! выр – унарный минус – выр + унарный плюс + выр amp; адрес объекта amp; lvalue * разыменование * выр new создание (размещение) new тип delete уничтожение (освобождение) delete указатель delete[] уничтожение вектора delete[ выр ] указатель () приведение (преобразование типа) ( тип ) выр =========================================================== * умножение выр * выр / деление выр / выр % взятие по модулю (остаток) выр % выр =========================================================== + сложение (плюс) выр + выр – вычитание (минус) выр – выр =========================================================== «„ сдвиг влево lvalue „„ выр ““ сдвиг вправо lvalue “» выр =========================================================== « меньше выр « выр
«= меньше или равно выр „= выр “ больше выр » выр »= больше или равно выр »= выр =========================================================== == равно выр == выр != не равно выр != выр =========================================================== amp; побитовое И выр amp; выр =========================================================== ^ побитовое исключающее ИЛИ выр ^ выр =========================================================== ! побитовое включающее ИЛИ выр ! выр =========================================================== amp; amp; логическое И выр amp; amp; выр =========================================================== !! логическое включающее ИЛИ выр !! выр =========================================================== ? : арифметический if выр ? выр : выр =========================================================== = простое присваивание lvalue = выр *= умножить и присвоить lvalue = выр /= разделить и присвоить lvalue /= выр %= взять по модулю и присвоить lvalue %= выр += сложить и присвоить lvalue += выр -= вычесть и присвоить lvalue -= выр «„= сдвинуть влево и присвоить lvalue „„= выр ““= сдвинуть вправо и присвоить lvalue “»= выр amp;= И и присвоить lvalue amp;= выр != включающее ИЛИ и присвоить lvalue != выр ^= исключающее ИЛИ и присвоить lvalue ^= выр =========================================================== , запятая (следование) выр , выр ===========================================================
В каждой очерченной части находятся операции с одинаквым приоритетом. Операция имеет приоритет больше, чем оперции из частей, расположенных ниже. Например: a+b*c означает a +(b*c), так как * имеет приоритет выше, чем +, а a+b-c ознчает (a+b)-c, поскольку + и – имеют одинаковый приоритет (и поскольку + левоассоциативен).
Унарные операции и операции присваивания правоассоцитивны, все остальные левоассоциативны. Это значит, что a=b=c означает a=(b=c), a+b+c означает (a+b)+c, и *p++ означает *(p ++), а не (*p)++.
Сводка Операций (часть 1) =========================================================== :: разрешение области видимости имя_класса :: член :: глобальное :: имя =========================================================== -» выбор члена указатель-»член [] индексация указатель [ выр ] () вызов функции выр (список_выр) () построение значения тип (список_выр) sizeof размер объекта sizeof выр sizeof размер типа sizeof ( тип ) =========================================================== ++ приращение после lvalue++ ++ приращение до ++lvalue – уменьшение после lvalue– – уменьшение до –lvalue ~ дополнение ~ выр ! не ! выр – унарный минус – выр + унарный плюс + выр amp; адрес объекта amp; lvalue * разыменование * выр new создание (размещение) new тип delete уничтожение (освобождение) delete указатель delete[] уничтожение вектора delete[ выр ] указатель () приведение (преобразование типа) ( тип ) выр =========================================================== * умножение выр * выр / деление выр / выр % взятие по модулю (остаток) выр % выр =========================================================== + сложение (плюс) выр + выр – вычитание (минус) выр – выр =========================================================== «„ сдвиг влево lvalue „„ выр ““ сдвиг вправо lvalue “» выр =========================================================== « меньше выр « выр
«= меньше или равно выр „= выр “ больше выр » выр »= больше или равно выр »= выр =========================================================== == равно выр == выр != не равно выр != выр =========================================================== amp; побитовое И выр amp; выр =========================================================== ^ побитовое исключающее ИЛИ выр ^ выр =========================================================== ! побитовое включающее ИЛИ выр ! выр =========================================================== amp; amp; логическое И выр amp; amp; выр =========================================================== !! логическое включающее ИЛИ выр !! выр =========================================================== ? : арифметический if выр ? выр : выр =========================================================== = простое присваивание lvalue = выр *= умножить и присвоить lvalue = выр /= разделить и присвоить lvalue /= выр %= взять по модулю и присвоить lvalue %= выр += сложить и присвоить lvalue += выр -= вычесть и присвоить lvalue -= выр «„= сдвинуть влево и присвоить lvalue „„= выр ““= сдвинуть вправо и присвоить lvalue “»= выр amp;= И и присвоить lvalue amp;= выр != включающее ИЛИ и присвоить lvalue != выр ^= исключающее ИЛИ и присвоить lvalue ^= выр =========================================================== , запятая (следование) выр , выр ===========================================================
В каждой очерченной части находятся операции с одинаквым приоритетом. Операция имеет приоритет больше, чем оперции из частей, расположенных ниже. Например: a+b*c означает a +(b*c), так как * имеет приоритет выше, чем +, а a+b-c ознчает (a+b)-c, поскольку + и – имеют одинаковый приоритет (и поскольку + левоассоциативен).
3.2.1 Круглые скобки
Скобками синтаксис С++ злоупотребляет; количество спосбов их использования приводит в замешательство: они применются для заключения в них параметров в вызовах функций, в них заключается тип в преобразовании типа (приведении к типу), в именах типов для обозначения функций, а также для разрешения конфликтов приоритетов. К счастью, последнее требуется не слишком часто, потому что уровни приоритета и правила ассоцативности определены таким образом, чтобы выражения «работали ожидаемым образом» (то есть, отражали наиболее привычный спсоб употребления). Например, значение
if (i«=0 !! max«i) // ...
очевидно. Тем не менее, всегда, когда программист сомнвается относительно этих правил, следует употреблять скобки, и некоторые программисты предпочитают немного более длинное и менее элегантное
if ( (i«=0) !! (max«i) ) // ...
При усложнении подвыражений употребление скобок станвится более обычным явлением, но сложные подвыражения являюся источником ошибок, поэтому если вы чувствуете потребность в скобках, попробуйте оборвать выражение и использовать дополнительную переменную. Есть и такие случаи, когда приоритты операций не приводят к «очевидному» результату. Например в
if (i amp;mask == 0) // ...
не происходит применения маски mask к i и последующей проверки результата на ноль. Поскольку == имеет приоритет вше, чем amp;, выражение интерпретируется как i amp;(mask==0). В этом случае скобки оказываются важны:
if ((i amp;mask) == 0) // ...
Но, с другой стороны, то, что следующее выражение не рботает так, как может ожидать наивный пользователь, ничего не значит:
if (0 «= a «= 99) // ...
Оно допустимо, но интерпретируется оно как (0«=a)«=99, где результат первого подвыражения или 0 или 1, но не a (если только a не равно 1). Чтобы проверить, лежит ли a в диапазоне 0...99, можно написать
if (0«=a amp; amp; a«=99) // ...
if (i«=0 !! max«i) // ...
очевидно. Тем не менее, всегда, когда программист сомнвается относительно этих правил, следует употреблять скобки, и некоторые программисты предпочитают немного более длинное и менее элегантное
if ( (i«=0) !! (max«i) ) // ...
При усложнении подвыражений употребление скобок станвится более обычным явлением, но сложные подвыражения являюся источником ошибок, поэтому если вы чувствуете потребность в скобках, попробуйте оборвать выражение и использовать дополнительную переменную. Есть и такие случаи, когда приоритты операций не приводят к «очевидному» результату. Например в
if (i amp;mask == 0) // ...
не происходит применения маски mask к i и последующей проверки результата на ноль. Поскольку == имеет приоритет вше, чем amp;, выражение интерпретируется как i amp;(mask==0). В этом случае скобки оказываются важны:
if ((i amp;mask) == 0) // ...
Но, с другой стороны, то, что следующее выражение не рботает так, как может ожидать наивный пользователь, ничего не значит:
if (0 «= a «= 99) // ...
Оно допустимо, но интерпретируется оно как (0«=a)«=99, где результат первого подвыражения или 0 или 1, но не a (если только a не равно 1). Чтобы проверить, лежит ли a в диапазоне 0...99, можно написать
if (0«=a amp; amp; a«=99) // ...
3.2.2 Порядок вычисления
Порядок вычисления подвыражений в выражении неопределен. Например
int i = 1; v[i] = i++;
может вычисляться или как v[1]=1, или как v[2]=1. При отсутствии ограничений на порядок вычисления выражения может генерироваться более хороший код. Было бы замечательно, если бы компилятор предупреждал о подобных неоднозначностях, но большинство компиляторов этого не делают.
Относительно операций amp; amp; и !! гарантируется, что их левый операнд вычисляется раньше, чем правый. Например, b=(a=2,a=1) присвоит b 3.В #3.3.1приводятся примеры использования amp; amp; и !!. Заметьте, что операция следования , (запятая) логически отличается от запятой, которая используется для разделения параметров в вызове функции. Рассмотрим
f1(v[i],i++); // два параметра f2( (v[i],i++) ) // один параметр
В вызове f1 два параметра, v[i] и i++, и порядок вычиления выражений-параметров неопределен. Зависимость выражения -параметра от порядка вычисления – это очень плохой стиль, а также непереносимо. В вызове f2 один параметр, выражение с запятой, которое эквивалентно i++.
С помощью скобок нельзя задать порядок вычисления. Например, a*(b/c) может вычисляться и как (a*b)/c, поскольку * и / имеют одинаковый приоритет. В тех случаях, когда важен прядок вычисления, можно вводить дополнительную переменную, например, (t=b/c,a*t).
int i = 1; v[i] = i++;
может вычисляться или как v[1]=1, или как v[2]=1. При отсутствии ограничений на порядок вычисления выражения может генерироваться более хороший код. Было бы замечательно, если бы компилятор предупреждал о подобных неоднозначностях, но большинство компиляторов этого не делают.
Относительно операций amp; amp; и !! гарантируется, что их левый операнд вычисляется раньше, чем правый. Например, b=(a=2,a=1) присвоит b 3.В #3.3.1приводятся примеры использования amp; amp; и !!. Заметьте, что операция следования , (запятая) логически отличается от запятой, которая используется для разделения параметров в вызове функции. Рассмотрим
f1(v[i],i++); // два параметра f2( (v[i],i++) ) // один параметр
В вызове f1 два параметра, v[i] и i++, и порядок вычиления выражений-параметров неопределен. Зависимость выражения -параметра от порядка вычисления – это очень плохой стиль, а также непереносимо. В вызове f2 один параметр, выражение с запятой, которое эквивалентно i++.
С помощью скобок нельзя задать порядок вычисления. Например, a*(b/c) может вычисляться и как (a*b)/c, поскольку * и / имеют одинаковый приоритет. В тех случаях, когда важен прядок вычисления, можно вводить дополнительную переменную, например, (t=b/c,a*t).
3.2.3 Увеличение и уменьшение*
– * Следовало бы переводить как «инкремент» и «декремент», однако мы следовали терминологии, принятой в переводной литратуре по C, поскольку эти операции унаследованы от C. (прим.
перев.)
Операция ++ используется для явного выражения приращения вместо его неявного выражения с помощью комбинации сложения и присваивания. По определению ++lvalue означает lvalue+=1, что в свою очередь означает lvalue=lvalue+1 при условии, что lvalue не вызывает никаких побочных эффектов. Выражение, обозначающее (денотирующее) объект, который должен быть увличен, вычисляется один раз (только). Аналогично, уменьшение выражается операцией –. Операции ++ и – могут применяться и как префиксные, и как постфиксные. Значением ++x является нвое (то есть увеличенное) значение x. Например, y=++x эквивлентно y=(x+=1). Значение x++, напротив, есть старое значение x. Например, y=x++ эквивалентно y=(t=x,x+=1,t), где t – перменная того же типа, что и x.
Операции приращения особенно полезны для увеличения и уменьшения переменных в циклах. Например, оканчивающуюся нлем строку можно копировать так:
inline void cpy(char* p, const char* q) (* while (*p++ = *q++) ; *)
Напомню, что увеличение и уменьшение арифметических указателей, так же как сложение и вычитание указателей, осуществляется в терминах элементов вектора, на которые указывает указатель p++ приводит к тому, что p указывает на следующий элемент. Для указателя p типа T* по определению выполняется следующее:
long(p+1) == long(p)+sizeof(T);
перев.)
Операция ++ используется для явного выражения приращения вместо его неявного выражения с помощью комбинации сложения и присваивания. По определению ++lvalue означает lvalue+=1, что в свою очередь означает lvalue=lvalue+1 при условии, что lvalue не вызывает никаких побочных эффектов. Выражение, обозначающее (денотирующее) объект, который должен быть увличен, вычисляется один раз (только). Аналогично, уменьшение выражается операцией –. Операции ++ и – могут применяться и как префиксные, и как постфиксные. Значением ++x является нвое (то есть увеличенное) значение x. Например, y=++x эквивлентно y=(x+=1). Значение x++, напротив, есть старое значение x. Например, y=x++ эквивалентно y=(t=x,x+=1,t), где t – перменная того же типа, что и x.
Операции приращения особенно полезны для увеличения и уменьшения переменных в циклах. Например, оканчивающуюся нлем строку можно копировать так:
inline void cpy(char* p, const char* q) (* while (*p++ = *q++) ; *)
Напомню, что увеличение и уменьшение арифметических указателей, так же как сложение и вычитание указателей, осуществляется в терминах элементов вектора, на которые указывает указатель p++ приводит к тому, что p указывает на следующий элемент. Для указателя p типа T* по определению выполняется следующее:
long(p+1) == long(p)+sizeof(T);
3.2.4 Побитовые логические операции
Побитовые логические операции
amp; ! ^ ~ »» ««
применяются к целым, то есть к объектам типа char, short, int, long и их unsigned аналогам, результаты тоже цлые.
Одно из стандартных применений побитовых логических опраций – реализация маленького множества (вектор битов). В этом случае каждый бит беззнакового целого представляет один член множества, а число членов ограничено числом битов. Бнарная операция amp; интерпретируется как пересечение, ! как объединение, а ^ как разность. Для наименования членов такого множества можно использовать перечисление. Вот маленький прмер, заимствованный из реализации (не пользовательского итерфейса) «stream.h»:
enum state_value (* _good=0, _eof=1, _fail=2, _bad=4 *); // хорошо, конец файла, ошибка, плохо
Определение _good не является необходимым. Я просто хтел, чтобы состояние, когда все в порядке, имело подходящее имя. Состояние потока можно установить заново следующим обрзом:
cout.state = _good;
Например, так можно проверить, не был ли испорчен поток или допущена операционная ошибка:
if (cout.state amp;(_bad!_fail)) // не good
Еще одни скобки необходимы, поскольку amp; имеет более всокий приоритет, чем !.
Функция, достигающая конца ввода, может сообщать об этом так:
cin.state != _eof;
Операция != используется потому, что поток уже может быть испорчен (то есть, state==_bad), поэтому
cin.state = _eof;
очистило бы этот признак. Различие двух потоков можно находить так:
state_value diff = cin.state^cout.state;
В случае типа stream_state (состояние потока) такая раность не очень нужна, но для других похожих типов она оказвается самой полезной. Например, при сравнении вектора бит, представляющего множество прерываний, которые обрабатываются, с другим, представляющим прерывания, ждущие обработки.
Следует заметить, что использование полей (#2.5.1) в действительности является сокращенной записью сдвига и маскрования для извлечения полей бит из слова. Это, конечно, моно сделать и с помощью побитовых логических операций, Например, извлечь средние 16 бит из 32-битового int можно следующим образом:
unsigned short middle(int a) (* return (a»»8) amp;0xffff; *)
Не путайте побитовые логические операции с логическими операциями:
amp; amp; !! !
Последние возвращают 0 или 1, и они главным образом ипользуются для записи проверки в операторах if, while или for (#3.3.1). Например, !0 (не ноль) есть значение 1, тогда как ~ 0 (дополнение нуля) есть набор битов все-единицы, который обычно является значением -1.
amp; ! ^ ~ »» ««
применяются к целым, то есть к объектам типа char, short, int, long и их unsigned аналогам, результаты тоже цлые.
Одно из стандартных применений побитовых логических опраций – реализация маленького множества (вектор битов). В этом случае каждый бит беззнакового целого представляет один член множества, а число членов ограничено числом битов. Бнарная операция amp; интерпретируется как пересечение, ! как объединение, а ^ как разность. Для наименования членов такого множества можно использовать перечисление. Вот маленький прмер, заимствованный из реализации (не пользовательского итерфейса) «stream.h»:
enum state_value (* _good=0, _eof=1, _fail=2, _bad=4 *); // хорошо, конец файла, ошибка, плохо
Определение _good не является необходимым. Я просто хтел, чтобы состояние, когда все в порядке, имело подходящее имя. Состояние потока можно установить заново следующим обрзом:
cout.state = _good;
Например, так можно проверить, не был ли испорчен поток или допущена операционная ошибка:
if (cout.state amp;(_bad!_fail)) // не good
Еще одни скобки необходимы, поскольку amp; имеет более всокий приоритет, чем !.
Функция, достигающая конца ввода, может сообщать об этом так:
cin.state != _eof;
Операция != используется потому, что поток уже может быть испорчен (то есть, state==_bad), поэтому
cin.state = _eof;
очистило бы этот признак. Различие двух потоков можно находить так:
state_value diff = cin.state^cout.state;
В случае типа stream_state (состояние потока) такая раность не очень нужна, но для других похожих типов она оказвается самой полезной. Например, при сравнении вектора бит, представляющего множество прерываний, которые обрабатываются, с другим, представляющим прерывания, ждущие обработки.
Следует заметить, что использование полей (#2.5.1) в действительности является сокращенной записью сдвига и маскрования для извлечения полей бит из слова. Это, конечно, моно сделать и с помощью побитовых логических операций, Например, извлечь средние 16 бит из 32-битового int можно следующим образом:
unsigned short middle(int a) (* return (a»»8) amp;0xffff; *)
Не путайте побитовые логические операции с логическими операциями:
amp; amp; !! !
Последние возвращают 0 или 1, и они главным образом ипользуются для записи проверки в операторах if, while или for (#3.3.1). Например, !0 (не ноль) есть значение 1, тогда как ~ 0 (дополнение нуля) есть набор битов все-единицы, который обычно является значением -1.
3.2.5 Преобразование типа
Бывает необходимо явно преобразовать значение одного тпа в значение другого. Явное преобразование типа дает значние одного типа для данного значения другого типа. Например:
float r = float(1);
перед присваиванием преобразует целое значение 1 к знчению с плавающей точкой 1.0. Результат преобразования типа не является lvalue, поэтому ему нельзя присваивать (если только тип не является ссылочным типом).
Есть два способа записи явного преобразования типа: трдиционная в C запись приведения к типу (double)a и функцинальная запись double(a). Функциональная запись не может прменяться для типов, которые не имеют простого имени. Например, чтобы преобразовать значение к указательному типу надо или использовать запись преобразования типа
char* p = (char*)0777;
или определить новое имя типа:
typedef char* Pchar; char* p = Pchar(0777);
По моему мнению, функциональная запись в нетривиальных случаях предпочтительна. Рассмотрим два эквивалентных примера
Pname n2 = Pbase(n1-»tp)-»b_name; //функциональная запись Pname n3 = ((Pbase)n2-»tp)-»b_name; // запись приведения // к типу Поскольку операция -» имеет больший приоритет, чем прведение, последнее выражение интерпретируется как
((Pbase)(n2-»tp))-»b_name
С помощью явного преобразования типа к указательным тпам можно симитировать, что объект имеет совершенно проивольный тип. Например:
any_type* p = (any_type*) amp;some_object;
позволит работать посредством p с некоторым объектом some_object как с любым типом any_type.
Когда преобразование типа не необходимо, его следует ибегать. Программы, в которых используется много явных преоразований типов, труднее понимать, чем те, в которых это не делается. Однако такие программы легче понимать, чем программы, просто не использующие типы для представления понятий блее высокого уровня (например, программу, которая оперирует регистром устройства с помощью сдвига и маскирования, вместо того, чтобы определить подходящую struct и оперировать ею, см. #2.5.2). Кроме того, правильность явного преобразования типа часто критическим образом зависит от понимания програмистом того, каким образом объекты различных типов обрабатваются в языке, и очень часто от подробностей реализации. Например:
int i = 1; char* pc = «asdf»; int* pi = amp;i;
i = (int)pc; pc = (char*)i; // остерегайтесь! значение pc может изм//ниться // на некоторых машинах // sizeof(int)«sizeof(char*) pi = (int*)pc; pc = (char*)pi; // остерегайтесь! значение pc может изм// ниться // на некоторых машинах char* // представляется иначе, чем int*
На многих машинах ничего плохого не произойдет, но на других результаты будут катастрофическими. Этот код в лучшем случае непереносим. Обычно можно без риска предполагать, что указатели на различные структуры имеют одинаковое представлние. Кроме того, любой указатель можно (без явного преобразвания типа) присвоить void*, а void* можно явно преобразовать к указателю любого типа.
В С++ явное преобразование типа оказывается ненужным во многих случаях, когда C (и другие языки) требуют его. Во мнгих программах явного преобразования типа можно совсем избжать, а во многих других его применение можно локализовать в
небольшом числе подпрограмм.
3.2.6 Свободная память
Именованный объект является либо статическим, либо автоматическим (см. #2.1.3). Статический объект размещается во время запуска программы и существует в течение всего выполнния программы. Автоматический объект размещается каждый раз при входе в его блок и существует только до тех пор, пока из этого блока не вышли. Однако часто бывает полезно создать нвый объект, существующий до тех пор, пока он не станет больше не нужен. В частности, часто полезно создать объект, который можно использовать после возврата из функции, где он создаеся. Такие объекты создает операция new, а впоследствии унитожать их можно операцией delete. Про объекты, выделенные с помощью операции new, говорят, что они в свободной памяти. Такими объектами обычно являются вершины деревьев или элеметы связанных списков, являющиеся частью большей структуры данных, размер которой не может быть известен на стадии копиляции. Рассмотрим, как можно было бы написать компилятор в духе написанного настольного калькулятора. Функции синтаксческого анализа могут строить древовидное представление выржений, которое будет использоваться при генерации кода. Например:
struct enode (* token_value oper; enode* left; enode* right; *);
enode* expr() (* enode* left = term();
for(;;) switch(curr_tok) (* case PLUS: case MINUS: get_token(); enode* n = new enode; n-»oper = curr_tok; n-»left = left; n-»right = term(); left = n; break; default: return left; *) *)
Получающееся дерево генератор кода может использовать например так:
void generate(enode* n) (* switch (n-»oper) (* case PLUS: // делает нечто соответствующее delete n; *) *)
Объект, созданный с помощью new, существует, пока он не будет явно уничтожен delete, после чего пространство, которое он занимал, опять может использоваться new. Никакого «сборщка мусора», который ищет объекты, на которые нет ссылок, и предоставляет их в распоряжение new, нет. Операция delete может применяться только к указателю, который был возвращен операцией new, или к нулю. Применение delete к нулю не вызвает никаких действий.
С помощью new можно также создавать вектора объектов. Например:
char* save_string(char* p) (* char* s = new char[strlen(p)+1]; strcpy(s,p); return s; *)
Следует заметить, что чтобы освободить пространство, вделенное new, delete должна иметь возможность определить размер выделенного объекта. Например:
int main(int argc, char* argv[]) (* if (argc « 2) exit(1); char* p = save_string(argv[1]); delete p; *)
Это приводит к тому, что объект, выделенный стандартной реализацией new, будет занимать больше места, чем статический объект (обычно, больше на одно слово).
Можно также явно указывать размер вектора в операции уничтожения delete. Например:
int main(int argc, char* argv[]) (* if (argc « 2) exit(1); int size = strlen(argv[1])+1; char* p = save_string(argv[1]); delete[size] p; *)
Заданный пользователем размер вектора игнорируется за исключением некоторых типов, определяемых пользователем (#5.5.5).
Операции свободной памяти реализуются функциями (#с.7.2.3):
void operator new(long); void operator delete(void*);
Стандартная реализация new не инициализирует возвращамый объект.
Что происходит, когда new не находит памяти для выделния? Поскольку даже виртуальная память конечна, это иногда должно происходить. Запрос вроде
char* p = new char[100000000];
как правило, приводит к каким-то неприятностям. Когда у new ничего не получается, она вызывает функцию, указываемую указателем _new_handler (указатели на функции обсуждаются в # 4.6.9). Вы можете задать указатель явно или использовать функцию set_new_handler(). Например:
#include «stream.h»
void out_of_store()
(* cerr «„ «операция new не прошла: за пределами памяти\n“; exit(1); *)
typedef void (*PF)(); // тип указатель на функцию
extern PF set_new_handler(PF);
main() (* set_new_handler(out_of_store); char* p = new char[100000000]; cout «„ "сделано, p = " «« long(p) «« «\n“; *)
как правило, не будет писать «сделано», а будет вместо этого выдавать
операция new не прошла: за пределами памяти
Функция _new_handler может делать и кое-что поумней, чем просто завершать выполнение программы. Если вы знаете, как работают new и delete, например, потому, что вы задали свои собственные operator new() и operator delete(), программа оработки может попытаться найти некоторое количество памяти, которое возвратит new. Другими словами, пользователь может сделать сборщик мусора, сделав, таким образом, использование delete необязательным. Но это, конечно, все-таки задача не для начинающего.
По историческим причинам new просто возвращает указатель 0, если она не может найти достаточное количество памяти и не был задан никакой _new_handler. Например
include «stream.h»
main() (* char* p = new char[100000000]; cout «„ "сделано, p = " «« long(p) «« «\n“; *)
выдаст
сделано, p = 0
Вам сделали предупреждение! Заметьте, что тот, кто задет _new_handler, берет на себя заботу по проверке истощения памяти при каждом использовании new в программе (за исключнием случая, когда пользователь задал отдельные подпрограммы для размещения объектов заданных типов, определяемых пользвателем, см. #5.5.6).
float r = float(1);
перед присваиванием преобразует целое значение 1 к знчению с плавающей точкой 1.0. Результат преобразования типа не является lvalue, поэтому ему нельзя присваивать (если только тип не является ссылочным типом).
Есть два способа записи явного преобразования типа: трдиционная в C запись приведения к типу (double)a и функцинальная запись double(a). Функциональная запись не может прменяться для типов, которые не имеют простого имени. Например, чтобы преобразовать значение к указательному типу надо или использовать запись преобразования типа
char* p = (char*)0777;
или определить новое имя типа:
typedef char* Pchar; char* p = Pchar(0777);
По моему мнению, функциональная запись в нетривиальных случаях предпочтительна. Рассмотрим два эквивалентных примера
Pname n2 = Pbase(n1-»tp)-»b_name; //функциональная запись Pname n3 = ((Pbase)n2-»tp)-»b_name; // запись приведения // к типу Поскольку операция -» имеет больший приоритет, чем прведение, последнее выражение интерпретируется как
((Pbase)(n2-»tp))-»b_name
С помощью явного преобразования типа к указательным тпам можно симитировать, что объект имеет совершенно проивольный тип. Например:
any_type* p = (any_type*) amp;some_object;
позволит работать посредством p с некоторым объектом some_object как с любым типом any_type.
Когда преобразование типа не необходимо, его следует ибегать. Программы, в которых используется много явных преоразований типов, труднее понимать, чем те, в которых это не делается. Однако такие программы легче понимать, чем программы, просто не использующие типы для представления понятий блее высокого уровня (например, программу, которая оперирует регистром устройства с помощью сдвига и маскирования, вместо того, чтобы определить подходящую struct и оперировать ею, см. #2.5.2). Кроме того, правильность явного преобразования типа часто критическим образом зависит от понимания програмистом того, каким образом объекты различных типов обрабатваются в языке, и очень часто от подробностей реализации. Например:
int i = 1; char* pc = «asdf»; int* pi = amp;i;
i = (int)pc; pc = (char*)i; // остерегайтесь! значение pc может изм//ниться // на некоторых машинах // sizeof(int)«sizeof(char*) pi = (int*)pc; pc = (char*)pi; // остерегайтесь! значение pc может изм// ниться // на некоторых машинах char* // представляется иначе, чем int*
На многих машинах ничего плохого не произойдет, но на других результаты будут катастрофическими. Этот код в лучшем случае непереносим. Обычно можно без риска предполагать, что указатели на различные структуры имеют одинаковое представлние. Кроме того, любой указатель можно (без явного преобразвания типа) присвоить void*, а void* можно явно преобразовать к указателю любого типа.
В С++ явное преобразование типа оказывается ненужным во многих случаях, когда C (и другие языки) требуют его. Во мнгих программах явного преобразования типа можно совсем избжать, а во многих других его применение можно локализовать в
небольшом числе подпрограмм.
3.2.6 Свободная память
Именованный объект является либо статическим, либо автоматическим (см. #2.1.3). Статический объект размещается во время запуска программы и существует в течение всего выполнния программы. Автоматический объект размещается каждый раз при входе в его блок и существует только до тех пор, пока из этого блока не вышли. Однако часто бывает полезно создать нвый объект, существующий до тех пор, пока он не станет больше не нужен. В частности, часто полезно создать объект, который можно использовать после возврата из функции, где он создаеся. Такие объекты создает операция new, а впоследствии унитожать их можно операцией delete. Про объекты, выделенные с помощью операции new, говорят, что они в свободной памяти. Такими объектами обычно являются вершины деревьев или элеметы связанных списков, являющиеся частью большей структуры данных, размер которой не может быть известен на стадии копиляции. Рассмотрим, как можно было бы написать компилятор в духе написанного настольного калькулятора. Функции синтаксческого анализа могут строить древовидное представление выржений, которое будет использоваться при генерации кода. Например:
struct enode (* token_value oper; enode* left; enode* right; *);
enode* expr() (* enode* left = term();
for(;;) switch(curr_tok) (* case PLUS: case MINUS: get_token(); enode* n = new enode; n-»oper = curr_tok; n-»left = left; n-»right = term(); left = n; break; default: return left; *) *)
Получающееся дерево генератор кода может использовать например так:
void generate(enode* n) (* switch (n-»oper) (* case PLUS: // делает нечто соответствующее delete n; *) *)
Объект, созданный с помощью new, существует, пока он не будет явно уничтожен delete, после чего пространство, которое он занимал, опять может использоваться new. Никакого «сборщка мусора», который ищет объекты, на которые нет ссылок, и предоставляет их в распоряжение new, нет. Операция delete может применяться только к указателю, который был возвращен операцией new, или к нулю. Применение delete к нулю не вызвает никаких действий.
С помощью new можно также создавать вектора объектов. Например:
char* save_string(char* p) (* char* s = new char[strlen(p)+1]; strcpy(s,p); return s; *)
Следует заметить, что чтобы освободить пространство, вделенное new, delete должна иметь возможность определить размер выделенного объекта. Например:
int main(int argc, char* argv[]) (* if (argc « 2) exit(1); char* p = save_string(argv[1]); delete p; *)
Это приводит к тому, что объект, выделенный стандартной реализацией new, будет занимать больше места, чем статический объект (обычно, больше на одно слово).
Можно также явно указывать размер вектора в операции уничтожения delete. Например:
int main(int argc, char* argv[]) (* if (argc « 2) exit(1); int size = strlen(argv[1])+1; char* p = save_string(argv[1]); delete[size] p; *)
Заданный пользователем размер вектора игнорируется за исключением некоторых типов, определяемых пользователем (#5.5.5).
Операции свободной памяти реализуются функциями (#с.7.2.3):
void operator new(long); void operator delete(void*);
Стандартная реализация new не инициализирует возвращамый объект.
Что происходит, когда new не находит памяти для выделния? Поскольку даже виртуальная память конечна, это иногда должно происходить. Запрос вроде
char* p = new char[100000000];
как правило, приводит к каким-то неприятностям. Когда у new ничего не получается, она вызывает функцию, указываемую указателем _new_handler (указатели на функции обсуждаются в # 4.6.9). Вы можете задать указатель явно или использовать функцию set_new_handler(). Например:
#include «stream.h»
void out_of_store()
(* cerr «„ «операция new не прошла: за пределами памяти\n“; exit(1); *)
typedef void (*PF)(); // тип указатель на функцию
extern PF set_new_handler(PF);
main() (* set_new_handler(out_of_store); char* p = new char[100000000]; cout «„ "сделано, p = " «« long(p) «« «\n“; *)
как правило, не будет писать «сделано», а будет вместо этого выдавать
операция new не прошла: за пределами памяти
Функция _new_handler может делать и кое-что поумней, чем просто завершать выполнение программы. Если вы знаете, как работают new и delete, например, потому, что вы задали свои собственные operator new() и operator delete(), программа оработки может попытаться найти некоторое количество памяти, которое возвратит new. Другими словами, пользователь может сделать сборщик мусора, сделав, таким образом, использование delete необязательным. Но это, конечно, все-таки задача не для начинающего.
По историческим причинам new просто возвращает указатель 0, если она не может найти достаточное количество памяти и не был задан никакой _new_handler. Например
include «stream.h»
main() (* char* p = new char[100000000]; cout «„ "сделано, p = " «« long(p) «« «\n“; *)
выдаст
сделано, p = 0
Вам сделали предупреждение! Заметьте, что тот, кто задет _new_handler, берет на себя заботу по проверке истощения памяти при каждом использовании new в программе (за исключнием случая, когда пользователь задал отдельные подпрограммы для размещения объектов заданных типов, определяемых пользвателем, см. #5.5.6).
3.3 Сводка операторов
Операторы С++ систематически и полностью изложены в #с.9, прочитайте, пожалуйста, этот раздел. А здесь приводится краткая сводка и некоторые примеры.
Синтаксис оператора – оператор: описание (*список_операторов opt*) выражение opt
if оператор if ( выражение ) оператор if ( выражение ) оператор else оператор switch оператор switch ( выражение ) оператор
while ( выражение ) оператор do оператор while (выражение) for ( оператор выражение opt; выражение opt ) оператор
case константное_выражение : оператор default : оператор break ; continue ;
return выражение opt ;
goto идентификатор ; идентификатор : оператор
список_операторов: оператор оператор список_операторов
Заметьте, что описание является оператором, и что нет операторов присваивания и вызова процедуры. Присваивание и вызов функции обрабатываются как выражения.
Синтаксис оператора – оператор: описание (*список_операторов opt*) выражение opt
if оператор if ( выражение ) оператор if ( выражение ) оператор else оператор switch оператор switch ( выражение ) оператор
while ( выражение ) оператор do оператор while (выражение) for ( оператор выражение opt; выражение opt ) оператор
case константное_выражение : оператор default : оператор break ; continue ;
return выражение opt ;
goto идентификатор ; идентификатор : оператор
список_операторов: оператор оператор список_операторов
Заметьте, что описание является оператором, и что нет операторов присваивания и вызова процедуры. Присваивание и вызов функции обрабатываются как выражения.
3.3.1 Проверки
Проверка значения может осуществляться или оператором if, или оператором switch:
if ( выражение ) оператор if ( выражение ) оператор else оператор switch ( выражение ) оператор
В С++ нет отдельного булевского типа. Операции сравнения
== != « „= “ »=
возвращают целое 1, если сравнение истинно, иначе возращают 0. Не так уж непривычно видеть, что ИСТИНА определена как 1, а ЛОЖЬ определена как 0.
В операторе if первый (или единственный) оператор выпоняется в том случае, если выражение ненулевое, иначе выполнется второй оператор (если он задан). Отсюда следует, что в качестве условия может использоваться любое целое выражение. В частности, если a целое, то
if (a) // ...
эквивалентно
if (a != 0) // ...
Логические операции amp; amp; !! ! наиболее часто используются в условиях. Операции amp; amp; и !! не будут вычислять второй аргмент, если это ненужно. Например:
if (p amp; amp; 1«p-»count) // ...
вначале проверяет, является ли p не нулем, и только если это так, то проверяет 1«p-»count.
Некоторые простые операторы if могут быть с удобством
заменены выражениями арифметического if. Например:
if (a «= d) max = b; else max = a;
лучше выражается так:
max = (a«=b) ? b : a;
Скобки вокруг условия необязательны, но я считаю, что когда они используются, программу легче читать.
Некоторые простые операторы switch можно по-другому зписать в виде набора операторов if. Например:
switch (val) (* case 1: f(); break; case 2; g(); break; default: h(); break; *)
иначе можно было бы записать так:
if (val == 1) f(); else if (val == 2) g(); else h();
Смысл тот же, однако первый вариант (switch) предпочттельнее, поскольку в этом случае явно выражается сущность действия (сопоставление значения с рядом констант). Поэтому в нетривиальных случаях оператор switch читается легче.
Заботьтесь о том, что switch должен как-то завершаться, если только вы не хотите, чтобы выполнялся следующий case. Например:
switch (val) (* // осторожно case 1: cout «„ „case 1\n“; case 2; cout „« «case 2\n“; default: cout «« «default: case не найден\n“; *)
при val==1 напечатает
case 1 case 2 default: case не найден
к великому изумлению непосвященного. Самый обычный спсоб завершить случай – это break, иногда можно даже использвать goto. Например:
switch (val) (* // осторожно
case 0: cout «„ „case 0\n“; case1: case 1: cout „„ «case 1\n“; return; case 2; cout «« «case 2\n“; goto case1; default: cout «« «default: case не найден\n“; return; *)
При обращении к нему с val==2 выдаст
case 2 case 1
Заметьте, что метка case не подходит как метка для упоребления в операторе goto:
goto case 1; // синтаксическая ошибка
if ( выражение ) оператор if ( выражение ) оператор else оператор switch ( выражение ) оператор
В С++ нет отдельного булевского типа. Операции сравнения
== != « „= “ »=
возвращают целое 1, если сравнение истинно, иначе возращают 0. Не так уж непривычно видеть, что ИСТИНА определена как 1, а ЛОЖЬ определена как 0.
В операторе if первый (или единственный) оператор выпоняется в том случае, если выражение ненулевое, иначе выполнется второй оператор (если он задан). Отсюда следует, что в качестве условия может использоваться любое целое выражение. В частности, если a целое, то
if (a) // ...
эквивалентно
if (a != 0) // ...
Логические операции amp; amp; !! ! наиболее часто используются в условиях. Операции amp; amp; и !! не будут вычислять второй аргмент, если это ненужно. Например:
if (p amp; amp; 1«p-»count) // ...
вначале проверяет, является ли p не нулем, и только если это так, то проверяет 1«p-»count.
Некоторые простые операторы if могут быть с удобством
заменены выражениями арифметического if. Например:
if (a «= d) max = b; else max = a;
лучше выражается так:
max = (a«=b) ? b : a;
Скобки вокруг условия необязательны, но я считаю, что когда они используются, программу легче читать.
Некоторые простые операторы switch можно по-другому зписать в виде набора операторов if. Например:
switch (val) (* case 1: f(); break; case 2; g(); break; default: h(); break; *)
иначе можно было бы записать так:
if (val == 1) f(); else if (val == 2) g(); else h();
Смысл тот же, однако первый вариант (switch) предпочттельнее, поскольку в этом случае явно выражается сущность действия (сопоставление значения с рядом констант). Поэтому в нетривиальных случаях оператор switch читается легче.
Заботьтесь о том, что switch должен как-то завершаться, если только вы не хотите, чтобы выполнялся следующий case. Например:
switch (val) (* // осторожно case 1: cout «„ „case 1\n“; case 2; cout „« «case 2\n“; default: cout «« «default: case не найден\n“; *)
при val==1 напечатает
case 1 case 2 default: case не найден
к великому изумлению непосвященного. Самый обычный спсоб завершить случай – это break, иногда можно даже использвать goto. Например:
switch (val) (* // осторожно
case 0: cout «„ „case 0\n“; case1: case 1: cout „„ «case 1\n“; return; case 2; cout «« «case 2\n“; goto case1; default: cout «« «default: case не найден\n“; return; *)
При обращении к нему с val==2 выдаст
case 2 case 1
Заметьте, что метка case не подходит как метка для упоребления в операторе goto:
goto case 1; // синтаксическая ошибка
3.3.2 Goto
С++ снабжен имеющим дурную репутацию оператором goto.
goto идентификатор; идентификатор : оператор
В общем, в программировании высокого уровня он имеет очень мало применений, но он может быть очень полезен, когда С++ программа генерируется программой, а не пишется непоредственно человеком. Например, операторы goto можно исползовать в синтаксическом анализаторе, порождаемом генератором синтаксических анализаторов. Оператор goto может быть также важен в тех редких случаях, когда важна наилучшая эффектиность, например, во внутреннем цикле какой-нибудь программы, работающей в реальном времени.
Одно из немногих разумных применений состоит в выходе из вложенного цикла или переключателя (break лишь прекращает вполнение самого внутреннего охватывающего его цикла или преключателя). Например:
for (int i = 0; i«n; i++) for (int j = 0; j«m; j++) if (nm[i][j] == a) goto found // найдено // не найдено // ...
found: // найдено // nm[i][j] == a
Имеется также оператор continue, который по сути делает переход на конец оператора цикла, как объясняется в #3.1.5.
goto идентификатор; идентификатор : оператор
В общем, в программировании высокого уровня он имеет очень мало применений, но он может быть очень полезен, когда С++ программа генерируется программой, а не пишется непоредственно человеком. Например, операторы goto можно исползовать в синтаксическом анализаторе, порождаемом генератором синтаксических анализаторов. Оператор goto может быть также важен в тех редких случаях, когда важна наилучшая эффектиность, например, во внутреннем цикле какой-нибудь программы, работающей в реальном времени.
Одно из немногих разумных применений состоит в выходе из вложенного цикла или переключателя (break лишь прекращает вполнение самого внутреннего охватывающего его цикла или преключателя). Например:
for (int i = 0; i«n; i++) for (int j = 0; j«m; j++) if (nm[i][j] == a) goto found // найдено // не найдено // ...
found: // найдено // nm[i][j] == a
Имеется также оператор continue, который по сути делает переход на конец оператора цикла, как объясняется в #3.1.5.
3.4 Комментарии и Выравнивание
Продуманное использование комментариев и согласованное использование отступов может сделать чтение и понимание прораммы намного более приятным. Существует несколько различных стилей согласованного использования отступов. Автор не видит никаких серьезных оснований предпочесть один другому (хотя как и у большинства, у меня есть свои предпочтения). Сказаное относится также и к стилю комментариев.