Абстрактные контейнерные типы в качестве параметров

Абстрактные контейнерные типы, представленные в главе 6, также используются для объявления параметров функции. Например, можно определить putValues() как имеющую параметр типа vector<int> вместо встроенного типа массива.

Контейнерный тип является классом и обеспечивает значительно большую функциональность, чем встроенные массивы. Так, vector<int> “знает” собственный размер. В предыдущем подразделе мы видели, что размер параметра-массива неизвестен функции и для его передачи приходится задавать дополнительный параметр. Использование vector<int> позволяет обойти это ограничение. Например, можно изменить определение нашей putValues() на такое:

}

Функция main(), вызывающая нашу новую функцию putValues(), выглядит так:

}

Заметим, что параметр putValues()передается по значению. В подобных случаях контейнер со всеми своими элементами всегда копируется в стек вызванной функции. Поскольку операция копирования весьма неэффективна, такие параметры лучше объявлять как ссылки.

Как бы вы изменили объявление putValues()?

Вспомним, что если функция не модифицирует значение своего параметра, то предпочтительнее, чтобы он был ссылкой на константный тип:

void putValues( const vector<int> & ) { ...

Значения параметров по умолчанию

Значение параметра по умолчанию – это значение, которое разработчик считает подходящим в большинстве случаев употребления функции, хотя и не во всех. Оно освобождает программиста от необходимости уделять внимание каждой детали интерфейса функции.

Значения по умолчанию для одного или нескольких параметров функции задаются с помощью того же синтаксиса, который употребляется при инициализации переменных. Например, функция для создания и инициализации двумерного массива, моделирующего экран терминала, может использовать такие значения для высоты, ширины и символа фона экрана:

char background = ' ' );

Функция, для которой задано значение параметра по умолчанию, может вызываться по-разному. Если аргумент опущен, используется значение по умолчанию, в противном случае – значение переданного аргумента. Все следующие вызовы screenInit() корректны:

cursor = screenlnit(66, 256, '#');

Фактические аргументы сопоставляются с формальными параметрами позиционно (в порядке следования), и значения по умолчанию могут использоваться только для подстановки вместо отсутствующих последних аргументов. В нашем примере невозможно задать значение для background, не задавая его для height и width.

cursor = screenInit( , ,'?');

При разработке функции с параметрами по умолчанию придется позаботиться об их расположении. Те, для которых значения по умолчанию вряд ли будут употребляться, необходимо поместить в начало списка. Функция screenInit() предполагает (возможно, основываясь на опыте применения), что параметр height будет востребован пользователем наиболее часто.

Значения по умолчанию могут задаваться для всех параметров или только для некоторых. При этом параметры без таких значений должны идти раньше тех, для которых они указаны.

char background = ' ' );

Значение по умолчанию может указываться только один раз в файле. Следующая запись ошибочна:

int ff( int i = 0) { ... } // ошибка

По соглашению значение задается в объявлении функции, которое размещается в общедоступном заголовочном файле (описывающем интерфейс), а не в ее определении. Если же указать его в определении, это значение будет доступно только для вызовов функции внутри исходного файла, содержащего это определение.

Можно объявить функцию повторно и таким образом задать дополнительные параметры по умолчанию. Это удобно при настройке универсальной функции для конкретного приложения. Скажем, в системной библиотеке UNIX есть функция chmod(), изменяющая режим доступа к файлу. Ее объявление содержится в системном заголовочном файле <cstdlib>:

int chmod( char *filePath, int protMode );

protMode представляет собой режим доступа, а filePath – имя и каталог файла. Если в некотором приложении файл только читается, можно переобъявить функцию chmod(), задав для соответствующего параметра значение по умолчанию, чтобы не указывать его при каждом вызове:

int chmod( char *filePath, int protMode=0444 );

Если функция объявлена в заголовочном файле так:

file int ff( int a, int b, int с = 0 ); // ff.h

то как переобъявить ее, чтобы присвоить значение по умолчанию для параметра b? Следующая строка ошибочна, поскольку она повторно задает значение для с:

int ff( int a, int b = 0, int с = 0 ); // ошибка

Так выглядит правильное объявление:

int ff( int a, int b = 0, int с ); // правильно

В том месте, где мы переобъявляем функцию ff(), параметр b расположен правее других, не имеющих значения по умолчанию. Поэтому требование присваивать такие значения справа налево не нарушается. Теперь мы можем переобъявить ff() еще раз:

int ff( int a = 0, int b, int с ); // правильно

Значение по умолчанию не обязано быть константным выражением, можно использовать любое:

int с = cDefault() );

Если такое значение является выражением, то оно вычисляется во время вызова функции. В примере выше cDefault() работает каждый раз, когда происходит вызов функции ff() без указания третьего аргумента.

Многоточие

Иногда нельзя перечислить типы и количество всех возможных аргументов функции. В этих случаях список параметров представляется многоточием (...), которое отключает механизм проверки типов. Наличие многоточия говорит компилятору, что у функции может быть произвольное количество аргументов неизвестных заранее типов. Многоточие употребляется в двух форматах:

void foo( ... );

Первый формат предоставляет объявления для части параметров. В этом случае проверка типов для объявленных параметров производится, а для оставшихся фактических аргументов – нет. Запятая после объявления известных параметров необязательна.

Примером вынужденного использования многоточия служит функция printf() стандартной библиотеки С. Ее первый параметр является C-строкой:

int printf( const char* ... );

Это гарантирует, что при любом вызове printf() ей будет передан первый аргумент типа const char*. Содержание такой строки, называемой форматной, определяет, необходимы ли дополнительные аргументы при вызове. При наличии в строке формата метасимволов, начинающихся с символа %, функция ждет присутствия этих аргументов. Например, вызов

printf( "hello, world\n" );

имеет один строковый аргумент. Но

printf( "hello, %s\n", userName );

имеет два аргумента. Символ % говорит о наличии второго аргумента, а буква s, следующая за ним, определяет его тип – в данном случае символьную строку.

Большинство функций с многоточием в объявлении получают информацию о типах и количестве фактических параметров по значению явно объявленного параметра. Следовательно, первый формат многоточия употребляется чаще.

Отметим, что следующие объявления неэквивалентны:

void f( ... );

В первом случае f() объявлена как функция без параметров, во втором – как имеющая ноль или более параметров. Вызовы

f( cnt, a, b, с );

корректны только для второго объявления. Вызов

f();

применим к любой из двух функций.

Упражнение 7.4

Какие из следующих объявлений содержат ошибки? Объясните.

(c) void operate( int *matrix[] );

(e) void putValues( int (&ia)[] );

Упражнение 7.5

Повторные объявления всех приведенных ниже функций содержат ошибки. Найдите их.

void manip( int *pi, int first = 0, int end = 0 );

Упражнение 7.6

Даны объявления функций.

char background = ' ' );

Вызовы этих функций содержат ошибки. Найдите их и объясните.

print( arr, 5 );

Упражнение 7.7

Перепишите функцию putValues( vector<int> ), приведенную в подразделе 7.3.4, так, чтобы она работала с контейнером list<string>. Печатайте по одному значению на строке. Вот пример вывода для списка из двух строк:

( 2 )

<

"first string"

"second string"

>

Напишите функцию main(), вызывающую новый вариант putValues() со следующим списком строк:

"use less than eight parameters"

Упражнение 7.8

В каком случае вы применили бы параметр-указатель? А в каком – параметр-ссылку? Опишите достоинства и недостатки каждого способа.

Возврат значения

В теле функции может встретиться инструкция return. Она завершает выполнение функции. После этого управление возвращается той функции, из которой была вызвана данная. Инструкция return может употребляться в двух формах:

return expression;

Первая форма используется в функциях, для которых типом возвращаемого значения является void. Использовать return в таких случаях обязательно, если нужно принудительно завершить работу. (Такое применение return напоминает инструкцию break, представленную в разделе 5.8.) После конечной инструкции функции подразумевается наличие return. Например:

}

Во второй форме инструкции return указывается то значение, которое функция должна вернуть. Это значение может быть сколь угодно сложным выражением, даже содержать вызов функции. В реализации функции factorial(), которую мы рассмотрим в следующем разделе, используется return следующего вида:

return val * factorial(val-1);

В функции, не объявленная с void в качестве типа возвращаемого значения, обязательно использовать вторую форму return, иначе произойдет ошибка компиляции. Хотя компилятор не отвечает за правильность результата, он сможет гарантировать его наличие. Следующая программа не компилируется из-за двух мест, где программа завершается без возврата значения:

}

Если тип возвращаемого значения не точно соответствует указанному в объявлении функции, то применяется неявное преобразование типов. Если же стандартное приведение невозможно, происходит ошибка компиляции. (Преобразования типов рассматривались в разделе 4.1.4.)

По умолчанию возвращаемое значение передается по значению, т.е. вызывающая функция получает копию результата вычисления выражения, указанного в инструкции return. Например:

}

grow() возвращает вызывающей функции копию значения, хранящегося в переменной val.

Такое поведение можно изменить, если объявить, что возвращается указатель или ссылка. При возврате ссылки вызывающая функция получает l-значение для val и потому может модифицировать val или взять ее адрес. Вот как можно объявить, что grow() возвращает ссылку:

}

Если возвращается большой объект, то гораздо эффективнее перейти от возврата по значению к использованию ссылки или указателя. В некоторых случаях компилятор может сделать это автоматически. Такая оптимизация получила название именованное возвращаемое значение. (Она описывается в разделе 14.8.)

Объявляя функцию как возвращающую ссылку, программист должен помнить о двух возможных ошибках:

· возврат ссылки на локальный объект, время жизни которого ограничено временем выполнения функции. (О времени жизни локальных объектов речь пойдет в разделе 8.3.) По завершении функции такой ссылке соответствует область памяти, содержащая неопределенное значение. Например:

}

В таком случае тип возврата не должен быть ссылкой. Тогда локальная переменная может быть скопирована до окончания времени своей жизни:

Matrix add( ... )

· функция возвращает l-значение. Любая его модификация затрагивает сам объект. Например:

}

Для предотвращения нечаянной модификации возвращенного объекта нужно объявить тип возврата как const:

const int &get_val( ... )

Примером ситуации, когда l-значение возвращается намеренно, чтобы позволить модифицировать реальный объект, может служить перегруженный оператор взятия индекса для класса IntArray из раздела 2.3.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: