straustrup2 (852740), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Собственно уже для основных операций С++ применяется перегрузка. Действительно:для операций сложения есть только одно имя +, но оно используется для сложения и целых чисел, ичисел с плавающей точкой, и указателей. Такой подход легко можно распространить на операции,определенные пользователем, т.е. на функции. Например:void print(int);void print(const char*)// печать целого// печать строки символовДля транслятора в таких перегруженных функциях общее только одно - имя.
Очевидно, по смыслу такиефункции сходны, но язык не способствует и не препятствует выделению перегруженных функций. Такимобразом, определение перегруженных функций служит, прежде всего, для удобства записи. Но дляфункций с такими традиционными именами, как sqrt, print или open, нельзя этим удобством111Бьерн Страуструп.Язык программирования С++пренебрегать.
Если само имя играет важную семантическую роль, например, в таких операциях, как + , *и << ($$7.2), или для конструктора класса ($$5.2.4 и $$7.3.1), то такое удобство становитсясущественным фактором. При вызове функции с именем f транслятор должен разобраться, какуюименно функцию f следует вызывать. Для этого сравниваются типы фактических параметров,указанные в вызове, с типами формальных параметров всех описаний функций с именем f. Врезультате вызывается та функция, у которой формальные параметры наилучшим образомсопоставились с параметрами вызова, или выдается ошибка если такой функции не нашлось.Например:void print(double);void print(long);void f(){print(1L);print(1.0);print(1);////////print(long)print(double)ошибка, неоднозначность: что вызыватьprint(long(1)) или print(double(1)) ?}Подробно правила сопоставления параметров описаны в $$R.13.2.
Здесь достаточно привести их суть.Правила применяются в следующем порядке по убыванию их приоритета:[1] Точное сопоставление: сопоставление произошло без всяких преобразований типа илитолько с неизбежными преобразованиями (например, имени массива в указатель, именифункции в указатель на функцию и типа T в const T).[2] Сопоставление с использованием стандартных целочисленных преобразований,определенных в $$R.4.1 (т.е. char в int, short в int и их беззнаковых двойников в int), а такжепреобразований float в double.[3] Сопоставление с использованием стандартных преобразований, определенных в $$R.4(например, int в double, derived* в base*, unsigned в int).[4] Сопоставление с использованием пользовательских преобразований ($$R.12.3).[5] Сопоставление с использованием эллипсиса ...
в описании функции.Если найдены два сопоставления по самому приоритетному правилу, то вызов считаетсянеоднозначным, а значит ошибочным. Эти правила сопоставления параметров работают с учетомправил преобразований числовых типов для С и С++. Пусть имеются такие описания функции print:voidvoidvoidvoidvoidprint(int);print(const char*);print(double);print(long);print(char);Тогда результаты следующих вызовов print() будут такими:void h(char c, int i, short s, float f){print(c);// точное сопоставление: вызывается print(char)print(i);// точное сопоставление: вызывается print(int)print(s);// стандартное целочисленное преобразование:// вызывается print(int)print(f);// стандартное преобразование:// вызывается print(double)print('a');// точное сопоставление: вызывается print(char)print(49);// точное сопоставление: вызывается print(int)print(0);// точное сопоставление: вызывается print(int)print("a");// точное сопоставление:// вызывается print(const char*)}112Бьерн Страуструп.Язык программирования С++Обращение print(0) приводит к вызову print(int), ведь 0 имеет тип int.
Обращение print('a') приводит квызову print(char), т.к. 'a' - типа char ($$R.2.5.2).Отметим, что на разрешение неопределенности при перегрузке не влияет порядок описанийрассматриваемых функций, а типы возвращаемых функциями значений вообще не учитываются.Исходя из этих правил можно гарантировать, что если эффективность или точность вычисленийзначительно различаются для рассматриваемых типов, то вызывается функция, реализующая самыйпростой алгоритм. Например:int pow(int, int);double pow(double, double);// из <math.h>complex pow(double, complex);// из <complex.h>complex pow(complex, int);complex pow(complex, double);complex pow(complex, complex);void k(complex z){int i = pow(2,2);// вызывается pow(int,int)double d = pow(2.0,2); // вызывается pow(double,double)complex z2 = pow(2,z); // вызывается pow(double,complex)complex z3 = pow(z,2); // вызывается pow(complex,int)complex z4 = pow(z,z); // вызывается pow(complex,complex)}4.6.7 Стандартные значения параметровВ общем случае у функции может быть больше параметров, чем в самых простых и наиболее частоиспользуемых случаях.
В частности, это свойственно функциям, строящим объекты (например,конструкторам, см. $$5.2.4). Для более гибкого использования этих функций иногда применяютсянеобязательные параметры. Рассмотрим в качестве примера функцию печати целого числа. Вполнеразумно применить в качестве необязательного параметра основание счисления печатаемого числа,хотя в большинстве случаев числа будут печататься как десятичные целые значения. Следующаяфункцияvoid print (int value, int base =10);void F(){print(31);print(31,10);print(31,16);print(31,2);}напечатает такие числа:31 31 1f 11111Вместо стандартного значения параметра можно было бы использовать перегрузку функции print:void print(int value, int base);inline void print(int value) { print(value,10); }Однако в последнем варианте текст программы не столь явно демонстрирует желание иметь однуфункцию print, но при этом обеспечить удобную и краткую форму записи.Тип стандартного параметра сверяется с типом указанного значения при трансляции описания функции,а значение этого параметра вычисляется в момент вызова функции.
Задавать стандартное значениеможно только для завершающих подряд идущих параметров:int f(int, int =0, char* =0);int g(int =0, int =0, char*);int h(int =0, int, char* =0);// нормально// ошибка// ошибка113Бьерн Страуструп.Язык программирования С++Отметим, что в данном контексте наличие пробела между символами * и = весьма существенно,поскольку *= является операцией присваивания:int nasty(char*=0);// синтаксическая ошибка4.6.8 Неопределенное число параметровСуществуют функции, в описании которых невозможно указать число и типы всех допустимыхпараметров.
Тогда список формальных параметров завершается эллипсисом (...), что означает: "и,возможно, еще несколько аргументов". Например:int printf(const char* ...);При вызове printf обязательно должен быть указан параметр типа char*, однако могут быть (а могут и небыть) еще другие параметры. Например:printf("Hello, world\n");printf("My name is %s %s\n", first_name, second_name);printf("%d + %d = %d\n", 2,3,5);Такие функции пользуются для распознавания своих фактических параметров недоступной трансляторуинформацией.
В случае функции printf первый параметр является строкой, специфицирующей форматвывода. Она может содержать специальные символы, которые позволяют правильно воспринятьпоследующие параметры. Например, %s означает -"будет фактический параметр типа char*", %dозначает -"будет фактический параметр типа int" (см. $$10.6). Но транслятор этого не знает, и поэтомуон не может убедиться, что объявленные параметры действительно присутствуют в вызове и имеютсоответствующие типы. Например, следующий вызовprintf("My name is %s %s\n",2);нормально транслируется, но приведет (в лучшем случае) к неожиданной выдаче. Можете проверитьсами.Очевидно, что раз параметр неописан, то транслятор не имеет сведений для контроля и стандартныхпреобразований типа этого параметра. Поэтому char или short передаются как int, а float как double, хотяпользователь, возможно, имел в виду другое.В хорошо продуманной программе может потребоваться, в виде исключения, лишь несколько функций,в которых указаны не все типы параметров.
Чтобы обойти контроль типов параметров, лучшеиспользовать перегрузку функций или стандартные значения параметров, чем параметры, типыкоторых не были описаны. Эллипсис становится необходимым только тогда, когда могут меняться нетолько типы, но и число параметров.
Чаще всего эллипсис используется для определения интерфейсас библиотекой стандартных функций на С, если этим функциям нет замены:extern "C" int fprintf(FILE*, const char* ...);extern "C" int execl(const char* ...);Есть стандартный набор макроопределений, находящийся в <stdarg.h>, для выбора незаданныхпараметров этих функций. Рассмотрим функцию реакции на ошибку, первый параметр которойпоказывает степень тяжести ошибки. За ним может следовать произвольное число строк. Нужносоставить сообщение об ошибке с учетом, что каждое слово из него передается как отдельная строка:extern void error(int ...)extern char* itoa(int);main(int argc, char* argv[]){switch (argc) {case 1:error(0,argv[0],(char*)0);break;case 2:error(0,argv[0],argv[1],(char*)0);break;default:114Бьерн Страуструп.Язык программирования С++error(1,argv[0],"With",itoa(argc-1),"arguments",(char*)0);}// ...}Функция itoa возвращает строку символов, представляющую ее целый параметр.