- •Глава 2 Описания и Константы 48
- •Глава 3 Выражения и Операторы 78
- •Глава 4 Функции и Файлы 109
- •Глава 5 Классы 130
- •Глава 6 Перегрузка Операций 164
- •Глава 7 Производные Классы 186
- •Глава 8 Потоки 219
- •Предисловие
- •Структура Этой Книги
- •Замечания по Реализации
- •Заметки для Читателя
- •Упражнения
- •Замечания по Проекту Языка
- •Исторические Замечания
- •Эффективность и Структура
- •Философские Замечания
- •Правила Правой Руки*
- •Замечания для Программистов на c
- •Библиографические Ссылки
- •1.1 Введение
- •1.1.1 Вывод
- •1.1.2 Компиляция
- •1.1.3 Ввод
- •1.2 Комментарии
- •1.3 Типы и Описания
- •1.3.1 Основные Типы
- •1.3.2 Производные Типы
- •1.4 Выражения и Операторы
- •1.4.1 Выражения
- •1.4.6 Операторы switch
- •1.4.7 Оператор while
- •1.4.8 Оператор for
- •1.4.9 Описания
- •1.5 Функции
- •1.6 Структура программы
- •1.7 Классы
- •1.8 Перегрузка операций
- •1.9 Ссылки
- •1.10 Конструкторы
- •1.11 Вектора
- •1.12 Inline-подстановка
- •1.13 Производные классы
- •1.14 Еще об операциях
- •1.15 Друзья (friend)
- •1.16 Обобщенные Вектора
- •1.17 Полиморфные Вектора
- •1.18 Виртуальные Функции
- •Глава 2 Описания и Константы
- •2.1 Описания
- •2.1.1 Область Видимости
- •2.1.2 Объекты и Адреса (Lvalue)
- •2.1.3 Время Жизни
- •2.2 Имена
- •2.3 Типы
- •2.3.1 Основные Типы
- •2.3.2 Неявное Преобразование Типа
- •2.3.3 Производные Типы
- •2.3.5 Указатели
- •2.3.6 Вектора
- •2.3.7 Указатели и Вектора
- •2.3.8 Структуры
- •2.3.9 Эквивалентность типов
- •2.3.10 Ссылки
- •2.3.11 Регистры
- •2.4 Константы
- •2.4.1 Целые Константы
- •2.4.2 Константы с Плавающей Точкой
- •2.4.3 Символьные Константы
- •2.4.4 Строки
- •2.4.5 Ноль
- •2.4.7 Перечисления
- •2.5 Экономия Пространства
- •2.5.1 Поля
- •2.5.2 Объединения
- •2.6 Упражнения
- •Глава 3 Выражения и Операторы
- •3.1 Настольный калькулятор
- •3.1.1 Программа синтаксического разбора
- •3.1.2 Функция ввода
- •3.1.3 Таблица имен
- •3.1.4 Обработка ошибок
- •3.1.5 Драйвер
- •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
- •3.2.6 Свободная память
- •3.3 Сводка операторов
- •3.3.1 Проверки
- •3.4 Комментарии и Выравнивание
- •3.5 Упражнения
- •Глава 4 Функции и Файлы
- •4.1 Введение
- •4.2 Компоновка
- •4.3 Заголовочные Файлы
- •4.3.1 Один Заголовочный Файл
- •4.3.2 Множественные Заголовочные Файлы
- •4.3.3 Сокрытие Данных
- •4.4 Файлы как Модули
- •4.5 Как Создать Библиотеку
- •4.6 Функции
- •4.6.1 Описания Функций
- •4.6.2 Определения Функций
- •4.6.3 Передача Параметров
- •4.6.4 Возврат Значения
- •4.6.5 Векторные Параметры
- •Void compute1(int* vec_ptr, int vec_size); // один способ
- •4.6.6 Параметры по Умолчанию
- •4.6.7 Перегрузка Имен Функций
- •4.6.8 Незаданное Число Параметров
- •Глава 5 Классы
- •5.1 Знакомство и Краткий Обзор
- •5.2 Классы и Члены
- •5.2.1 Функции Члены
- •5.2.2 Классы
- •5.2.3 Ссылки на Себя
- •5.2.4 Инициализация
- •5.2.5 Очистка
- •5.3 Интерфейсы и Реализации
- •5.3.1 Альтернативные Реализации
- •5.3.2 Законченный Класс
- •5.4 Друзья и Объединения
- •5.4.1 Друзья
- •5.4.2 Уточнение* Имени Члена
- •5.4.3 Вложенные Классы
- •5.4.4 Статические Члены
- •5.4.5 Указатели на Члены
- •5.4.6 Структуры и Объединения
- •5.5 Конструкторы и Деструкторы
- •5.5.1 Предостережение
- •5.5.2 Статическая Память
- •5.5.3 Свободная Память
- •5.5.4 Объекты Класса как Члены
- •5.5.5 Вектора Объектов Класса
- •5.5.6 Небольшие Объекты
- •5.5.7 Предостережение
- •5.5.8 Объекты Переменного Размера
- •5.6 Упражнения
- •Глава 6 Перегрузка Операций
- •6.1 Введение
- •6.2 Функции Операции
- •6.2.1 Бинарные и Унарные Операции
- •6.2.2 Предопределенный Смысл Операций
- •6.2.3 Операции и Определяемые Пользователем Типы
- •6.3 Определяемое Пользователем Преобразование Типа
- •6.3.1 Конструкторы
- •6.3.2 Операции Преобразования
- •6.3.3 Неоднозначности
- •6.4 Константы
- •6.5 Большие Объекты
- •6.6 Присваивание и Инициализация
- •6.7 Индексирование
- •6.8 Вызов Функции
- •6.9 Класс String
- •6.10 Друзья и Члены
- •6.11 Предостережение
- •6.12 Упражнения
- •Глава 7 Производные Классы
- •7.1 Введение
- •7.2 Производные Классы
- •7.2.1 Построение Производного Класса
- •7.2.2 Функции Члены
- •7.2.3 Видимость
- •7.2.4 Указатели
- •7.2.5 Иерархия Типов
- •7.2.6 Конструкторы и Деструкторы
- •7.2.7 Поля Типа
- •7.2.8 Виртуальные Функции
- •7.3 Альтернативные Интерфейсы
- •7.3.1 Интерфейс
- •7.3.2 Реализация
- •7.3.3 Как Этим Пользоваться
- •7.3.4 Обработка Ошибок
- •7.3.5 Обобщенные Классы
- •7.3.6 Ограниченные Интерфейсы
- •7.4 Добавление к Классу
- •7.5 Неоднородные Списки
- •7.6 Законченная Программа
- •7.6.1 Администратор Экрана
- •7.6.2 Библиотека Фигур
- •Virtual point north() (*return point(0,0);*) // север
- •7.6.3 Прикладная Программа
- •7.7 Свободная Память
- •7.8 Упражнения
- •Глава 8 Потоки
- •8.1 Введение
- •8.2 Вывод
- •8.2.1 Вывод Встроенных Типов
- •8.2.2 Вывод Определяемых Пользователем Типов
- •8.2.3 Некоторые Подробности Разработки
- •8.2.4 Форматированный Вывод
- •8.2.5 Виртуальная Функция Вывода
- •8.3 Файлы и Потоки
- •8.3.1 Инициализация Потоков Вывода
- •8.3.2 Закрытие Потоков Вывода
- •8.3.3 Открытие Файлов
- •8.3.4 Копирование Потоков
- •8.4 Ввод
- •8.4.1 Ввод Встроенных Типов
- •8.4.2 Состояния Потока
- •8.4.3 Ввод Типов, Определяемых Пользователем
- •8.4.4 Инициализация Потоков Ввода
- •8.5 Работа со Строками
- •8.6 Буферизация
- •8.7 Эффективность
- •8.8 Упражнения
- •Справочное Руководство
- •1. Введение
- •2. Договоренности о Лексике
- •2.1 Комментарии
- •2.2 Идентификаторы (Имена)
- •2.3 Ключевые Слова
- •2.4 Константы
- •2.4.1 Целые Константы
- •2.4.2 Явно Заданные Длинные Константы
- •2.4.3 Символьные Константы
- •2.4.4 Константы с Плавающей Точкой
- •2.4.5 Перечислимые Константы
- •2.4.6 Описанные Константы
- •2.5 Строки
- •2.6 Харктеристики Аппаратного Обеспечения
- •3. Запись Синтаксиса
- •4. Имена и Типы
- •4.1 Область Видимости
- •4.2 Определения
- •4.3 Компоновка
- •4.4 Классы Памяти
- •4.5 Основные Типы
- •4.6 Производные Типы
- •5. Объекты и Lvalue (Адреса)
- •6. Преобразования
- •6.1 Символы и Целые
- •6.3 Плавающие и Целые
- •6.4 Указатели и Целые
- •6.6 Арифметические Преобразования
- •6.7 Преобразования Указателей
- •6.8 Преобразования Ссылок
- •7. Выражения
- •7.1 Основные Выражения
- •7.2 Унарные Операции
- •7.2.1 Увеличение и Уменьшение
- •7.2.3 Явное Преобразование Типа
- •7.2.4 Свободная Память
- •7.3 Мультипликативные Операции
- •7.4 Аддитивные Операции
- •7.5 Операции Сдвига
- •7.6 Операции Отношения
- •7.12 Операция Логическое или
- •7.13 Условная Операция
- •7.14 Операции Присваивания
- •7.15 Операция Запятая
- •7.16 Перегруженные Операции
- •7.16.1 Унарные Операции
- •7.16.2 Бинарные Операции
- •7.16.3 Особые Операции
- •8. Описания
- •8.1 Спецификаторы Класса Памяти
- •8.2 Спецификаторы Типа
- •8.3 Описатели
- •8.4 Смысл описателей
- •8.4.1 Примеры
- •8.4.2 Массивы, Указатели и Индексирование
- •8.5 Описания Классов
- •8.5.1 Статические Члены
- •8.5.2 Функции Члены
- •8.5.3 Производные Классы
- •8.5.4 Виртуальные Функции
- •8.5.5 Конструкторы
- •8.5.6 Преобразования
- •8.5.7 Деструкторы
- •8.5.8 Свободная Память
- •8.5.9 Видимость Имен Членов
- •8.5.10 Друзья
- •8.5.11 Функция Операция
- •8.5.12 Структуры
- •8.5.13 Объединения
- •8.5.14 Поля Бит
- •8.5.15 Вложенные Классы
- •8.6 Инициализация
- •8.6.1 Список Инициализаторов
- •8.6.2 Объекты Классов
- •8.6.3 Ссылки
- •8.6.4 Массивы Символов
- •8.7 Имена Типов
- •8.8 Typedef - Определение Типа
- •8.9 Перегруженные Имена Функций
- •8.10 Описания Перечислений
- •9.4 Оператор While
- •9.5 Оператор Do
- •9.6 Оператор For
- •9.7 Оператор Switch
- •9.8 Оператор Break
- •9.9 Оператор Continue
- •9.10 Оператор Return
- •10. Определения Функций
- •11. Командные Строки Компилятора
- •11.1 Замена Лексем
- •11.2 Включение Файлов
- •11.3 Условная Компиляция
- •11.4 Управление Строкой
- •12. Константные Выражения
- •13. Соображения Мобильности
- •14. Краткое Изложение Синтаксиса
- •14.1 Выражения
- •14.2 Описания
- •14.3 Операторы
- •14.4 Внешние определения
- •14.5 Препроцессор
- •15. Отличия от c
- •15.1 Расширения
- •15.2 Сводка Несовместимостей
- •15.3 Анахронизмы
Исторические Замечания
Безусловно, С++ восходит главным образом к C [7]. C сохранен как подможество, поэтому сделанного в C акцента на средствах низкого уровня достаточно, чтобы справляться с самыми насущными задачами системного программирования. C, в свою очередь, многим обязан своему предшественнику BCPL [9]. На самом деле, комментарии // (заново) введены в С++ из BCPL. Если вы знаете BCPL, то вы заметите, что в С++ по-прежнему нет VALOF блока. Еще одним источником вдохновения послужил язык Simula67 [2,3], из него была позаимствована концепция класса (вместе с производными классами и функциями членами). Это было сделано, чтобы способствовать модульности через использование виртуальных функций. Возможности С++ по перегрузке операций и свобода в расположении описаний везде, где может встречаться оператор, похожи на Алгол68 [14].
Название С++ - изобретение совсем недавнее (лета 1983-его). Более ранние версии языка использовались начиная с 1980-ого и были известны как "C с Классами". Первоначально язык был придуман потому, что автор хотел написать событийно управляемые модели для чего был бы идеален Simula67, если не принимать во внимание эффективность. "C с Классами" использовался для крупных проектов моделирования, в которых строго тестировались возможности написания программ, требующих (только) минимального пространства памяти и времени на выполнение. В "C с Классами" не хватало перегрузки операций, ссылок, виртуальных функций и многих деталей. С++ был впервые введен за пределами исследовательской группы автора в июле 1983го. Однако тогда многие особенности С++ были еще не придуманы.
Название С++ выдумал Рик Масситти. Название указывает на эволюционную природу перехода к нему от C. "++" - это операция приращения в C. Чуть более короткое имя C+ является синтаксической ошибкой, кроме того, оно уже было использовано как имя совсем другого языка. Знатоки семантики C находят, что С++ хуже, чем ++C. Названия D язык не получил, поскольку он является расширением C и в нем не делается попыток исцелиться от проблем путем выбрасывания различных особенностей. Еще одну интерпретацию названия С++ можно найти в приложении к Оруэллу [8].
Изначально С++ был разработан, чтобы автору и его друзьям не приходилось программировать на ассемблере, C или других современных языках высокого уровня. Основным его предназначением было сделать написание хороших программ более простым и приятным для отдельного программиста. Плана разработки С++ на бумаге никогда не было. Проект, документация и реализация двигались одновременно. Разумеется, внешний интерфейс С++ был написан на С++. Никогда не существовало "Проекта С++" и "Комитета по разработке С++". Поэтому С++ развивался и продолжает развиваться во всех направлениях, чтобы справляться со сложностями, с которыми сталкиваются пользователи, а также в процессе дискуссий автора с его друзьями и коллегами.
В качестве базового языка для С++ был выбран C, потому что он
[1] многоцелевой, лаконичный и относительно низкого уровня,
[2] отвечает большинству задач системного программирования,
[3] идет везде и на всем и
[4] пригоден в среде программирования UNIX.
В C есть свои сложности, но в наспех спроектированном языке тоже были бы свои, а сложности C нам известны. Самое главное, работа с C позволила "C с Классами" быть полезным (правда, неудобным) инструментом в ходе первых месяцев раздумий о добавлении к C Simula-подобных классов.
С++ стал использоваться шире, и по мере того, как возможности, предоставляемые им помимо возможностей C, становились все более существенными, вновь и вновь поднимался вопрос о том, сохранять ли совместимость с C. Ясно, что отказавшись от определенной части наследия C можно было бы избежать ряда проблем (см., например, Сэти [12]). Это не было сделано, потому что
[1] есть миллионы строк на C, которые могли бы принести пользу в С++ при условии, что их не нужно было бы полностью переписывать с C на С++,
[2] есть сотни тысяч строк библиотечных функций и сервисных программ, написанных на C, которые можно было бы использовать из или на С++ при условии, что С++ полностью совместим с C по загрузке и синтаксически очень похож на C,
[3] есть десятки тысяч программистов, которые знают C, и которым, поэтому, нужно только научиться использовать новые особенности С++, а не заново изучать его основы и
[4] поскольку С++ и C будут использоваться на одних и тех же системах одними и теми же людьми, отличия должны быть либо очень большими, либо очень маленькими, чтобы свести к минимуму ошибки и недоразумения.
Позднее была проведена проверка определения С++, чтобы удостовериться в том, что любая конструкция, допустимая и в C и в С++, действительно означает в обоих языках одно и то же.
Язык C сам эволюционировал за последние несколько лет, частично под влиянием развития С++ (см. Ростлер [11]). Предварительный грубый ANSI стандарт C [10] содержит синтаксис описаний функций, заимствованный из "C с Классами". Заимствование идей идет в обе стороны. Например, указатель void* был придуман для ANSI C и впервые реализован в С++. Когда ANSI стандарт разовьется несколько дальше, придет время пересмотреть С++, чтобы удалить необоснованную несовместимость. Будет, например, модернизирован препроцессор (#с.11), и нужно будет, вероятно, отрегулировать правила выполнения плавающей арифметики. Это не должно оказаться болезненным, и C и ANSI C очень близки к тому, чтобы стать подмножествами С++ (см. #с.11).
