Глава 4 Функции и Файлы

Итерация свойственна человеку, рекурсия божественна.

- Л. Питер Дойч

Все нетривиальные программы собираются из нескольких раздельно компилируемых единиц (их принято называть просто файлами). В этой главе описано, как раздельно откомпилирован­ные функции могут обращаться друг к другу, как такие функции могут совместно пользоваться данными (разделять данные), и как можно обеспечить согласованность типов, которые использу­ются в разных файлах программы. Функции обсуждаются довольно подробно. Сюда входят передача параметров, параметры по умол­чанию, перегрузка имен функций, и, конечно же, описание и оп­ределение функций. В конце описываются макросы.

4.1 Введение

Иметь всю программу в одном файле обычно невозможно, поскольку коды стандартных библиотек и операционной системы находятся где-то в другом месте. Кроме того, хранить весь текст пользовательской программы в одном файле как правило непрактично и неудобно. Способ организации программы в файлы может помочь читающему охватить всю структуру программы, а также может дать возможность компилятору реализовать эту структуру. Поскольку единицей компиляции является файл, то во всех случаях, когда в файл вносится изменение (сколь бы мало оно ни было), весь файл нужно компилировать заново. Даже для программы умеренных размеров время, затрачиваемое на переком­пиляцию, можно значительно снизить с помощью разбиения прог­раммы на файлы подходящих размеров.

Рассмотрим пример с калькулятором. Он был представлен в виде одного исходного файла. Если вы его набили, то у вас на­верняка были небольшие трудности с расположением описаний в правильном порядке, и пришлось использовать по меньшей мере одно "фальшивое" описание, чтобы компилятор смог обработать взаимно рекурсивные функции expr(), term() и prim(). В тексте уже отмечалось, что программа состоит из четырех частей (лек­сического анализатора, программы синтаксического разбора, таблицы имен и драйвера), но это никак не было отражено в тексте самой программы. По сути дела, калькулятор был написан по-другому. Так это не делается; даже если в этой программе "на выброс" пренебречь всеми соображениями методологии прог­раммирования, эксплуатации и эффективности компиляции, автор все равно разобьет эту программу в 200 строк на несколько файлов, чтобы программировать было приятнее.

Программа, состоящая из нескольких раздельно компилируе­мых файлов, должна быть согласованной в смысле использования имен и типов, точно так же, как и программа, состоящая из од­ного исходного файла. В принципе, это может обеспечить и ком­поновщик*. Компоновщик - это программа, стыкующая отдельно скомпилированные части вместе. Компоновщик часто (путая) на­зывают загрузчиком. В UNIX'е компоновщик называется ld. Одна­ко компоновщики, имеющиеся в большинстве систем, обеспечивают очень слабую поддержку проверки согласованности.

--------------------

* или линкер. (прим. перев.)

Программист может скомпенсировать недостаток поддержки со стороны компоновщика, предоставив дополнительную информа­цию о типах (описания). После этого согласованность программы обеспечивается проверкой согласованности описаний, которые находятся в отдельно компилируемых частях. Средства, которые это обеспечивают, в вашей системе будут. С++ разработан так, чтобы способствовать такой явной компоновке*.

--------------------

* C разработан так, чтобы в большинстве случаев позво­лять осуществлять неявную компоновку. Применение C, однако, возросло неимоверно, поэтому случаи, когда можно использовать неявную линковку, сейчас составляют незначительное меньшинс­тво. (прим. автора)