И.Г. Головин, И.А. Волкова - Языки и методы программирования (1160773), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Объекты структур размещаются так же, как и переменные простых типов данных,в любом виде памяти — в зависимости от контекста объявления.Переменная структурного типа — это объект, а не ссылка (в этомсмысле структуры C# ведут себя, как объекты классов в C++). Поэтому при выполнении операции new Point [MAX_POINTS] создаетсямассив объектов, а не ссылок (так же, как и в C++).Цикл ввода точек имеет видwhile (есть еще_точки) {int х,у;ввести координаты очередной точки х и уpoints[i] .х = х;points [i] .у = у;// проверка на переполнение массива91if(++i == MAX_POINTS)break;}В этом случае меньше расход памяти, меньше работы у сборщикамусора: ему необходимо только утилизировать память от массива.Однако структуры нельзя использовать в качестве базовых и производных классов, поэтому они применимы только для небольшихи простых типов данных.
Отметим, что структуры языка C++ привнешней похожести на структуры языка C# являются полноценнымиклассами без какого-либо ограничения функциональности.Перегрузка стандартных операцийЯзыки C++ и C# позволяют перегружать некоторые стандартныеоперации, которые рассматриваются как функции языка. Количествоаргументов в этом случае должно совпадать с количеством аргументовстандартной операции.В C++ можно перегружать почти все операции (исключение составляет доступ к члену: «точка» и ряд других), включая присваивание, индексирование, вызов (круглые скобки) и другие достаточно«экзотические». Все они имеют один или два аргумента.В C# набор перегружаемых операций существенно уже и содержиттолько арифметико-логические операции. Кроме того, аргументыперегружаемых операций в C# могут быть только ссылками напользовательские классы.
В C++ допустимы любые типы аргументовперегружаемых операций.Синтаксис перегружаемой операции в C++ имеет видтип operator символ (аргументы)тело-функцииЗдесь тип — это тип возвращаемого значения, символ — этосимвол операции («+», «[ ]», «—>» и др.).Любые операции можно перегружать с помощью функции-члена.В этом случае первый (или единственный) аргумент операции рассматривается как объект класса, в котором перегружена операция.Адрес этого объекта передается в функцию-член как this, а второйаргумент (если он есть) передается в функцию-член как единственный аргумент:class X{X operator + (const Х& second); // двуместный +X operator + ();// одноместный +};В этом примере обе формы операции «+» (одноместная и двуместная) перегружены как функции-члены.
Транслятор трактуетобращение к этим операциям следующим образом:92X а,Ь, с;с = a+b; // эквивалентно с = а .operatort(Ь);а = +Ь; // эквивалентно а = b .operator+();Такая форма подходит не для всех операций (подробнее это рассматривается в подразд. 7.3). Некоторые операции (арифметикологические, включая комбинированные присваивания) можноперегружать внешней функцией (либо глобальной, либо функциейчленом другого класса):XXXсаoperator + (const Х& a, const Х& Ь) ; // двуместный +operator + (const Х& а); //одноместный +а , b , с;= а+b; // эквивалентно с = operator+(a, Ь ) ;= +Ь; // эквивалентно а = operator+(Ь);Однако компилятор не может различить по виду а +b, какойвариант имеется в виду. Он ищет либо внешнее определение, либофункцию-член.
Если присутствуют оба варианта, то это ошибка.Программист должен определить (для каждой формы операции отдельно), следует ли вообще перегружать эту форму операции, а еслиследует, то каким образом (метод либо внешняя функция).Наличие возможности перегрузки (вместе с механизмом конструкторов и других специальных функций-членов) позволяет определятьклассы, почти неотличимые от базисных типов, например тип комплексных чисел:struct complex {double re, im;complexS operator + = (complex x) {re += x.re, im += x.im);return *this;}};complex operator + (complex x, complex b ) {complex t = x;return x += b;}ostreamS operator << (ostreamS s, complex c){return s << ' (' << с .re + << 1, 1 << с .im << ') ';}istreams operator >> (istreamS s, complexS c){return s >> с .re >> c.im;93Последние перегрузки (операций сдвига) демонстрируют подходязыка C++ к реализации операций стандартного ввода-вывода.В стандартной библиотеке определены классы потоков ввода(istream) и вывода (ostream).
Для этих классов и всех базисныхтипов перегружены операции сдвига вправо (ввод) и сдвига влево(вывод) как глобальные функции. Операции всегда принимают первый аргумент, т. е. ссылку на поток, эта же ссылка является результатом операции. За счет ассоциативности операции выполняютсяслева направо. Для новых классов операции ввода-вывода перегружаются аналогично с использованием уже определенных операцийдля членов-данных.
Компилятор всегда находит по типу правогопараметра операций перегруженного сдвига требуемый вариантоперации, обходясь без адресов, списков параметров переменнойдлины и прочих особенностей библиотеки стандартного вводавывода языка С.Другие примеры перегрузки операций (например, присваиванияи индексирования) можно найти в следующем пункте.В C# нет понятия глобальной функции, а операции можноперегружать только статической функцией-членом класса-операндаоперации:struct Complex{public double Re, Im;public static Complex operator +(Complex 1, Complex r){ return new Complex(1.Re + r.Re, 1.Im + r.Im);}}Подробнее перегрузка операций в C++ и C# рассматривается в[23, 28].7.2. Специальные функции-членыМногие объектно-ориентированные языки программированиясодержат специальные функции-члены. Особая роль этих функцийсостоит в том, что компилятор выделяет их среди обычных методови может вставлять обращения к ним в нужных местах программы.К специальным функциям относятся:• конструкторы (C++, С#, Java);• деструкторы (C++) и финализаторы (С#, Java);• операторы преобразования (C++, С#).94Специальные функции-члены введены для решения следующихпроблем, возникающих при использовании новых типов данных:• инициализация объектов типа;• уничтожение объектов типа;• копирование объектов типа;• неявные преобразования объектов одного типа в другой.Проблема инициализации состоит в том, что после размещенияобъекта в памяти требуется выполнить действие (нередко нетривиальное) по его инициализации (например, в стеке из подразд.
7.1 необходимо обнулить индекс to p и разместить тело стека). В большинствеязыков программирования без классов программисту необходимо незабыть явно запрограммировать соответствующую операцию, причемтранслятор никак не контролирует соблюдение этого правила.Аналогичная проблема возникает при уничтожении объектов. Нередко объект захватывает какие-либо системные ресурсы в процессеинициализации и(или) функционирования, например размещаетв памяти свои члены-данные (как это делал объект-стек), открываетвнешние файлы, создает графические объекты типа курсоров. Вычислительные ресурсы не безграничны, поэтому все захваченные ресурсы необходимо освободить при уничтожении объекта.
В языках сосборкой мусора динамическая память освобождается автоматически(поэтому стек в Java и C# не нуждается в дополнительных действияхпо зачистке памяти), но забота об остальных видах ресурсов ложитсяна программиста.Объектно-ориентированные языки поддерживают автоматическое или полуавтоматическое выполнение операций по инициализации и освобождению ресурсов. Конструкторы отвечают за инициализацию объектов. Проблема освобождения захваченных ресурсов в C++ решается с помощью деструкторов, а в Java и C# — спомощью финализаторов и ряда дополнительных конструкций иинтерфейсов.Проблема копирования состоит в том, что объекты могут содержать ссылки на другие объекты.
При копировании таких ссылоквозникает дилемма: копировать либо только ссылку, либо полностьюсодержимое объекта, на который указывает ссылка. Первый вид копирования называется поверхностным, а второй — глубоким. Ответна вопрос, какую копию делать (поверхностную или глубокую), невсегда тривиален. Например, при копировании стека необходимополностью копировать содержимое его тела. А при копированиидинамических строк можно обойтись копированием ссылки, так какстроки являются неизменяемыми объектами (это одна из причинвысокой эффективности реализации динамических строк).В общем случае транслятор не в состоянии выбрать нужную семантику копирования, поэтому в языках программирования, которыемы рассматриваем, принята следующая схема: по умолчанию реализуется поверхностное копирование, но программисту предоставля-95ются средства для указания пользовательской (глубокой) семантикикопирования.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
