|
|
R.8.3 Определения функций
Определения функций имеют вид определение-функции: спецификации-описания opt описатель инициализатор-ctor тело-функции тело-функции: составной-оператор Конструкция описатель из определения-функции должна содержать описатель вида D1 ( список-описаний-параметров ) список-спецификаций-cv opt в соответствии с определениями из §R.8.2.5. Формальные параметры относятся к области видимости самого большого блока тела-функции. Приведем пример полного определения функции. int max(int a, int b, int c) { int m = (a › b) ? a : b; return (m › c) ? m : c; } Здесь int представляет спецификации-описания, max(int a, int b, int c) - описатель, а {/*… */} - тело-функции. Конструкция инициализатор-ctor используется только в конструкторах, см. §R.9.3.1 и §R.12.6. Конструкция список-спецификаций-cv может участвовать: в описании нестатической функции-члена, в определении нестатической функции-члена или в описании указателя на функцию-член, см. §R.9.3.1. Она относится к типу функции. Отметим, что неиспользуемым формальным параметрам имена можно не давать, например, void print(int a, int) { printf("a = %d\n",a); }
R.8.4 Инициализаторы
За описателем может идти начальное значение описываемого идентификатора. инициализатор: = выражение-присваивания = { список-инициализаторов , opt } ( список-выражений ) список-инициализаторов: выражение-присваивания список-инициализаторов, выражение-присваивания { список-инициализаторов , opt } Автоматические, регистровые, статические и внешние переменные можно инициализировать произвольными выражениями, содержащими константы и описанные ранее переменные и функции. int f(int); int a = 2; int b = f(a); int c(b); Указатель типа const T*, т.е. указатель на константу T, может инициализироваться указателем типа T*, но инициализация для указателей в обратном порядке незаконна. Объекты типа T можно инициализировать объектами типа T независимо от использования спецификаций const или volatile в типах инициализируемой переменной или инициализатора, например, int a; const int b = a; int c = b;
const int* p0 = &a; const int* p1 =&b; int* p2 = &b; // ошибка: указатель без const // настраивается на объект const int *const p3 = p2; int *const p4 = p1; // ошибка: указатель без const // настраивается на объект const const int* p5 = p1; Здесь причина обеих ошибок одна: если допустить подобную инициализацию, она позволит изменять с помощью указателя без соответствующей спецификации значение чего-то, что было описано как const. На выражения для стандартных значений параметров накладывается больше ограничений, см. §R.8.2.6. Инициализация объектов классов с помощью конструкторов описывается в §R.12.6.1. Копирование объектов классов описывается в §R.12.8. Порядок инициализации статических объектов определяется в §R.3.4 и §R.6.7. Гарантируется, что переменные статического класса памяти (§R.3.5), которые не были инициализированы, в качестве начального значения получат 0, приведенный к нужному типу. То же справедливо для статических членов объектов класса. Начальные значения автоматических и регистровых переменных, которые не были инициализированы, неопределены. Если инициализатор относится к указателю или объекту арифметического типа, он состоит из одного выражения (возможно в скобках). В качестве начального значения объекта берется значение выражения, происходят такие же преобразования типа, как и в случае присваивания. Заметим, что поскольку () не является инициализатором, описание X a(); задает не объект a типа класс X, а является описанием функции без параметров, возвращающей X. Инициализатор для статического члена принадлежит области видимости члена класса, например, int a;
struct X { static int a; static int b; };
int X::a = 1; int X::b = a; // X::b = X::a
R.8.4.1 Агрегат
Агрегатом называется массив или объект типа класс (§R.9), не имеющий конструкторов (§R.12.1), частных или защищенных членов (§R.11), базовых классов (§R.10) и виртуальных функций (§R.10.2). Если агрегат инициализируется, то инициализатором должен быть список-инициализаторов, который состоит из заключенного в фигурные скобки списка, разделенного запятыми, инициализаторов для членов агрегата. Инициализаторы идут в возрастающем порядке индексов или членов агрегата. Если агрегат содержит вложенные агрегаты, это правило применяется рекурсивно для членов вложенных агрегатов. Если инициализаторов в списке меньше, чем членов агрегата, то он дополняется нулевыми значениями соответствующих типов. Например, в следующем фрагменте struct S {int a; char* b; int c;} S ss = {1, "asdf"}; ss.a инициализируется значением 1, ss.b - "asdf", а ss.c - 0. Кроме того, агрегат, являющийся классом, можно инициализировать объектом этого класса или класса, являющегося общим производным от него (§R.12.8). Фигурные скобки разбираются следующим образом. Если список-инициализаторов начинается левой фигурной скобкой, то список инициализаторов, разделенных запятыми, задает значения членам агрегата, причем считается ошибкой, если инициализаторов больше, чем членов. Иначе, если список-инициализаторов или вложенный агрегат не начинается левой фигурной скобкой, то из списка используется такое число элементов, которое нужно для инициализации членов текущего агрегата; все оставшиеся элементы используются для инициализации членов следующего агрегата, в который вложен текущий агрегат. Например, в определении int x[] = {1, 3, 5}; массив x инициализируется как одномерный массив из трех элементов, поскольку размер массива не указан, и приведено три инициализатора. Приведем пример инициализации с полной скобочной структурой. float y[4][3] = { {1, 3, 5}, {2, 4, 6}, {3, 5, 7}, }; Здесь значения 1, 3, 5 инициализируют первую строку массива y[0], т.е. y[0][0], y[0][1] и y[0][2]. Аналогично, следующие две строки инициализируют y[1] и y[2]. Инициализаторы приведены не полностью, поэтому y[3] инициализируется нулями. Точно такого же результата можно достичь с помощью такой инициализации: float y[4][3] = { 1, 3, 5, 2, 4, 6, 3, 5, 7, }; Последний (самый правый) индекс изменяется быстрее всего. В последнем примере инициализатор для y начинается левой фигурной скобкой, но для y[0] скобки не задано, поэтому из списка используется три элемента, также по три последовательных элемента используется для y[1] и y[2]. В следующем примере float y[4][3] = { {1}, {2}, {3}, {4} }; инициализируется первый столбец y (который рассматривается как двумерный массив), а остальные столбцы принимают значение 0. Инициализация массива объектов типа класс с помощью конструкторов описывается в §R.12.6.1. Инициализатор для объединения без конструктора должен быть или отдельным выражением типа объединения, или заключенным в фигурные скобки, инициализатором первого члена объединения, например, union u {i nt a; char* b; };
u a = {1}; u b = a; u c = 1; // ошибка u d = {0, "asdf"}; // ошибка u e = {"asdf"}; // ошибка Число инициализаторов не должно превышать числа членов или элементов, которые инициализируются. Например, следующая инициализация ошибочна: char cv[4] = {'a', 's', 'd', 'f', 0}; // ошибка
R.8.4.2 Символьные массивы
Массив символов (неважно, знаковых или беззнаковых) можно инициализировать строкой-литералом: символы строки последовательно инициализируют элементы массива. Следующее определение дает пример символьного массива, элементы которого инициализируются строкой: char msg[] = "Syntax error on line %s\n"; Заметим, что поскольку '\n' задает один символ, и поскольку добавляется завершающий символ '\0', sizeof(msg) равно 25. Нельзя задавать больше инициализаторов, чем есть элементов в массиве, поэтому следующий пример ошибочен: здесь нет места для подразумевающегося символа конца строки ('\0'): char cv[4] = "asdf"; // ошибка
R.8.4.3 Ссылки
Переменная, описанная как T&, т.е. "ссылка на тип T" (§R.8.2.2), должна инициализироваться объектом типа T или объектом, который можно преобразовать к типу T, например, void f() { int i; int& r = i; // `r' ссылается на `i' r = 1; // `i' принимает значение 1 int* p = &r; // `p' указывает на `i' int& rr = r; // `rr' ссылается на то, на что ссылалось `r', // т.е. на `i' }; Ссылку после инициализации нельзя изменять так, чтобы она обозначала другой объект. Отметим, что инициализация ссылки трактуется совсем не так, как присваивание ссылке. Передача параметра (§R.5.2.2) и операция возврата значения функции (§R.6.6.3) считаются инициализацией. Инициализатор для ссылки можно опускать только в описании параметра (§R.8.2.5), в описании возвращаемого функцией типа, в описании члена класса при описании самого класса (§R.9.2) и там, где явно использована спецификация extern, например, int& r1; // ошибка: нет инициализации extern int& r2; // нормально Если инициализатор для ссылки на тип T является адресом типа T или типом, производным от T (§R.10), для которого T служит доступным базовым типом (§R.4.6), ссылка будет обозначать значение, заданное инициализатором. Иначе, в том и только том случае, когда ссылка обозначает объект со спецификацией const, будет создан объект типа T и проинициализирован значением, заданным инициализатором. Теперь ссылка играет роль имени этого объекта, например, double d = 1.0;
double& rd = d; // rd ссылается на `d' const double& rcd = d; // rcd ссылается на `d'
double& rd2 = 1; // ошибка: несоответствие типа const double& rcd2 = 1; // rcd2 ссылается на временный объект // со значением `1' Ссылку на volatile T можно инициализировать объектом типа volatile T или просто T, но не const T. Ссылку на const T можно инициализировать const T, просто T или чем-то, что можно преобразовать в тип T, но не volatile T. Ссылку на тип T (без const или volatile) можно инициализировать только объектом типа T. Время жизни временного объекта, созданного при описанной инициализации, определяется текущей областью видимости, в которой он был создан (§R.3.5). Отметим, что ссылку на класс B можно инициализировать объектом класса D при условии, что В является однозначно определенным и доступным базовым классом для D (тогда говорят, что "D есть B"), см. §R.4.7.
R.9 классы
Класс есть тип. Его имя используется как имя-класса (§R.9.1), т.е. становится зарезервированным словом в его области видимости. имя-класса: идентификатор Для образования конструкции имя-класса используются спецификации-класса и спецификации-сложного-типа (§R.7.1.6). Объект класса состоит из последовательности (возможно пустой) членов. спецификация-класса: заголовок-класса {список-членов opt} заголовок-класса: служебное-слово-класса идентификатор opt спец-базовых opt служебное-слово-класса имя-класса спец-базовых opt служебное-слово-класса: class struct union Имя класса можно использовать в качестве конструкции имя-класса даже в списке-членов самого этого класса. Обычно спецификацию-класса называют описанием класса. Класс считается определенным, как только появится спецификация-класса, несмотря на то, что его функции-члены могут быть еще неопределены. Объекты пустого класса имеют ненулевой размер. Объекты типа класс можно присваивать, передавать в качестве параметров функций и получать в качестве значения, возвращаемого функцией (за исключением объектов тех классов, для которых копирование ограничено, см. §R.12.8). Другие возможные операции, такие, как сравнение на равенство, могут определяться пользователем, см. §R.13.4. Структурой называется класс, описанный со служебным-словом-класса struct; ее члены и базовые классы (§R.10) считаются общими по определению (§R.11). Объединением называется класс, описанный со служебным-словом-класса union; его члены считаются общими по определению, и в любой момент времени объединение содержит только один член (§R.9.5).
R.9.1 Имена класса
Описание класса порождает новый тип. Например, ниже описываются три переменные трех различных типов: struct X { int a; }; struct Y { int a; }; X a1; Y a2; int a3; Отсюда следует, что такие присваивания приводят к несоответствию типов: a1 = a2; // ошибка: Y присваивается X a1 = a3; // ошибка: int присваивается X Ниже описывается перегрузка (§R.13) функции f(), а не просто повторное описание той же функции: int f(X); int f(Y); По той же причине нельзя дважды определять класс, это видно из примера ниже, где дважды определен S: struct S { int a; }; struct S { int a; }; // ошибка, повторное определение Описание класса включает имя класса в ту область видимости, внутри которой оно произошло, и закрывает любой класс, объект, функцию или другое описание этого имени в объемлющей области видимости (§R.3.2). Если имя класса описано в такой области видимости, где уже был описан объект с таким же именем, функция или элемент перечисления, то обращаться к классу можно только с помощью конструкции спецификация-сложного-типа (§R.7.1.6), например: struct stat { //… };
stat gstt; // просто `stat' используется для // определения переменной int stat(struct stat*); // переопределение `stat' как функции
void f() { struct stat* ps; // нужен префикс struct // для задания структуры stat //… stat(ps); // вызов stat() //… } Конструкция спецификация-сложного-типа вместе со служебным-словом-класса, но без описания объекта или функции также может служить для задания имени класса, как и описание класса, однако в этом случае класс не считается определенным, например: struct s { int a; };
void g() { struct s; // скрывает глобальную структуру `s' s* p; // используется локальная структура `s' struct s { char* p; }; // описание локальной структуры `s' } Такие правила позволяют классам ссылаться друг на друга при их описании, пример, class vector;
class matrix { //… friend vector operator*(matrix&, vector&); };
class vector { //… friend vector operator*(matrix&, vector&); }; Описание friend (дружественные функции) обсуждается в §R.11.4, а функция operator в §R.13.4. Если класс, указанный как друг, пока еще не описан, его имя считается принадлежащим той же области видимости, в которой находится имя класса, содержащего описание friend (§R.11.4). В описании объектов или функций можно также использовать конструкцию спецификация-сложного-типа (§R.7.1.6). Ее использование отличается от описания класса тем, что если класс, чье имя указано в спецификации, находится в текущей области видимости, то имя из этой спецификации будет ссылаться на него, например: struct s { int a; }
void g() { struct* s p = new s; // обращение к глобальной `s' p-›a = 1; } Имя считается описанным сразу же после появления его идентификатора в описании. Отсюда следует, что в описании class A * A; A в начале задается, как имя класса, а затем оно переопределяется как имя указателя на объект этого класса, поэтому для обозначения этого класса следует использовать спецификацию-сложного типа class A. Такое "трюкачество" с именами может вызвать недоумение, и лучше его избегать. Конструкция имя-typedef (§R.7.1.3) обозначает класс и считается именем-класса, см. также §R.7.1.3.
R.9.2 Члены класса
список-членов: описание-члена список-членов opt спецификация-доступа : список-членов opt описание-члена: спецификации-описания opt список-описателей-членов opt ; определение-функции ; opt уточненное-имя ; список-описателей-членов: описатель-члена список-описателей-членов , описатель-члена описатель-члена: описатель спецификация-чистой opt идентификатор opt : выражение-константа спецификация-чистой: = 0 С помощью конструкции список-членов можно описать данные, функции, классы, элементы перечисления (§R.7.2), битовые поля, друзей (§R.11.4) и имена типов (§R.7.1.3, §R.9.1). Кроме того, список-членов может содержать описания, устанавливающие доступ к именам членов, см. §R.11.3. Никакой член не может быть дважды описан в списке-членов. Список-членов определяет все множество членов данного класса, т.е. нельзя добавить еще один член в каком-либо другом описании. Отметим, что одно имя может обозначать несколько функций-членов при условии, что их типы достаточно отличаются друг от друга (§R.13). Укажем, что описатель-члена не может содержать инициализатора (§R.8.4). Инициализация члена возможна с помощью конструктора, см. §R.12.1. Член не может иметь спецификацию auto, extern или register. Конструкция спецификации-описания может отсутствовать только в описании функции. Конструкция список-описателей-членов может опускаться только после конструкций спецификация-класса, спецификация-перечисления или спецификация-описания, если последняя имеет вид friend спецификация-сложного-типа. Конструкция спецификация-чистой используется только при описании виртуальной функции (§R.10.2). Если члены являются объектами классов, то эти классы должны быть ранее описаны. В частности, класс C1 не может содержать объект класса C1, но может содержать указатель или ссылку на класс C1. Если в типе нестатического члена используется массив, то все размеры всех индексов массива должны быть указаны. Приведем простой пример описания класса: struct tnode { char tword[20]; int count; tnode *left; tnode *right; }; Здесь класс содержит массив из двадцати символов, целое и два указателя на ту же структуру. После появления такого описания следующее: tnode s, *sp; задает s как объект типа tnode и sp как указатель на tnode. С учетом этих описаний s-›count обозначает член count структуры, на которую указывает sp; s.left обозначает указатель left на поддерево структуры s; s.right-›tword[0] обозначает первый символ члена tword поддерева структуры s, на которую указывает right. Нестатические члены класса, представляющие данные и описанные подряд и без использования спецификации-доступа, размещаются внутри объекта типа класс так, что позже описанные члены имеют большие адреса. Порядок размещения таких членов, если их описание перемежается описаниями со спецификацией-доступа, зависит от реализации (§R.11.1). Принятые в реализации правила выравнивания могут привести к тому, что два соседних члена не будут располагаться сразу друг за другом. К этому же могут привести правила выделения памяти для виртуальных функций (§R.10.2) и виртуальных базовых классов (§R.10.1); см. также §R.5.4. Функция-член (§R.9.3), имя которой совпадает с именем класса, является конструктором (§R.12.1). Имя статического члена данных, элемента перечисления, члена безымянного объединения или вложенного типа не может совпадать с именем класса.
R.9.3 Функции-члены
Функция, описанная как член (без спецификации friend §R.11.4), называется функция-член и вызывается в соответствии с синтаксисом члена класса (§R.5.2.4), например: struct tnode { char tword[20]; int count; tnode *left; tnode *right; void set(char*, tnode* l, tnode *r); }; Здесь set является функцией-членом и может вызываться так: void f(tnode n1, tnode n2) { n1.set("abc",&n2,0); n2.set("def",0,0); } Считается, что определение функции-члена принадлежит области видимости ее класса. Это означает, что в функции-члене (если она нестатическая, §R.9.4) можно непосредственно использовать имена членов ее класса. В статической функции-члене можно непосредственно использовать имена только статических членов, элементов перечисления и вложенных типов. Если определение функции-члена находится вне описания класса, ее имя следует уточнить именем класса с помощью операции ::, например: void tnode::set(char* w, tnode* l, tnode* r) { count = strlen(w)+1; if (sizeof(tword)‹=count) error("tnode string too long"); strcpy(tword,w); left = 1; right = r; } Обозначение tnode::set указывает, что функция set является членом и находится в области видимости класса tnode. Имена членов tword, count, left и right относятся к членам того объекта, с именем которого вызывалась Поэтому в вызове n1.set("abc",&n2,0) tword обозначает n1.tword, а в вызове n2.set("def",0,0) tword обозначает n2.tword. Функции strlen, error и strcpy должны быть описаны где-то в программе. Члены можно определять (§R.3.1) вне описания класса; если в описании класса они были описаны, но не определены, их не следует описывать заново, см. §R.3.3. После определения класса функции-члены этого класса можно использовать при описании друзей. Всякая вызываемая в программе функция-член должна иметь в точности одно определение. Результат вызова нестатической функции-члена (§R.9.4) класса X, когда она вызывается не с объектом класса X, неопределен.
R.9.3.1 Указатель this
В нестатической (§R.9.3) функции-члене служебное слово this обозначает указатель на объект, с которым эта функция вызывалась. В функции-члене класса X тип this есть X *const, если только функция-член не описана со спецификацией const или volatile; для этих случаев this имеет тип const X *const или volatile X *const соответственно. Если функция описана с указанием const и volatile, то тип this будет const volatile X *const, см. также §R.18.3.3. Приведем пример: struct s { int a; int f() const; int g() { return a++; } int h() const { return a++; } // ошибка };
int s::f() const { return a; } Операция a++ в теле функции s::h ошибочна, поскольку с ее помощью делается попытка изменить объект (часть его), с которым вызывалась функция s::h(). Это недопустимо для функции-члена, описанной со спецификацией const, т.к. this является указателем на const, иными словами, *this имеет спецификацию const. Функция-член const (т.е. функция-член, описанная со спецификацией const) может вызываться как для объектов const, так и для объектов без спецификации const, тогда как функция-член без спецификации const может вызываться только для объектов без спецификации const, например: void k(s& x, const s& y) { x.f(); x.g(); y.f(); y.g(); // ошибка } Здесь вызов y.g() является ошибкой, т.к. y есть const, а s::g() - функция-член без спецификации const, которая может изменять (и изменяет) объекты, для которых она вызывалась. Аналогично, только функция-член volatile (т.е. функция-член, описанная со спецификацией volatile) может вызываться для объектов со спецификацией volatile. Функция-член может быть одновременно const и volatile. Для объектов const или volatile могут вызываться конструкторы (§R.12.1) и деструкторы (§R.12.4). Конструкторы (§R.12.1) и деструкторы (§R.12.4) нельзя описывать со спецификациями const или volatile.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|