Бьерн Страуструп (947334), страница 24

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 24)

Запрет на преобразования типа для параметров-ссылок без спецификации

const введен для того, чтобы избежать нелепых ошибок, связанных

с использованием при передаче параметров временных переменных:

void update(float& i);

void g(double d)

{

float r;

update(2.0f); // ошибка: параметр-константа

update(r); // нормально: передается ссылка на r

update(d); // ошибка: здесь нужно преобразовывать тип

}

4.6.4 Возвращаемое значение

Если функция не описана как void, она должна возвращать значение.

Например:

int f() { } // ошибка

void g() { } // нормально

Возвращаемое значение указывается в операторе return в теле функции.

Например:

int fac(int n) { return (n>1) ? n*fac(n-1) : 1; }

В теле функции может быть несколько операторов return:

int fac(int n)

{

if (n > 1)

return n*fac(n-1);

else

return 1;

}

Подобно передаче параметров, операция возвращения значения функции

эквивалентна инициализации. Считается, что оператор return

инициализирует переменную, имеющую тип возвращаемого значения.

Тип выражения в операторе return сверяется с типом функции, и

производятся все стандартные и пользовательские преобразования

типа. Например:

double f()

{

// ...

return 1; // неявно преобразуется в double(1)

}

При каждом вызове функции создается новая копия ее формальных

параметров и автоматических переменных. Занятая ими память после

выхода из функции будет снова использоваться, поэтому неразумно

возвращать указатель на локальную переменную. Содержимое памяти,

на которую настроен такой указатель, может измениться непредсказуемым

образом:

int* f()

{

int local = 1;

// ...

return &local; // ошибка

}

Эта ошибка не столь типична, как сходная ошибка, когда тип функции -

ссылка:

int& f()

{

int local = 1;

// ...

return local; // ошибка

}

К счастью, транслятор предупреждает о том, что возвращается ссылка

на локальную переменную. Вот другой пример:

int& f() { return 1; } // ошибка

4.6.5 Параметр-массив

Если в качестве параметра функции указан массив, то передается

указатель на его первый элемент. Например:

int strlen(const char*);

void f()

{

char v[] = "массив";

strlen(v);

strlen("Николай");

}

Это означает, что фактический параметр типа T[] преобразуется к типу T*,

и затем передается. Поэтому присваивание элементу формального

параметра-массива изменяет этот элемент. Иными словами,

массивы отличаются от других типов тем, что они не передаются

и не могут передаваться по значению.

В вызываемой функции размер передаваемого массива неизвестен.

Это неприятно, но есть несколько способов обойти данную трудность.

Прежде всего, все строки оканчиваются нулевым символом, и значит их

размер легко вычислить. Можно передавать еще один параметр,

задающий размер массива. Другой способ: определить

структуру, содержащую указатель на массив и размер массива, и

передавать ее как параметр (см. также $$1.2.5). Например:

void compute1(int* vec_ptr, int vec_size); // 1-ый способ

struct vec { // 2-ой способ

int* ptr;

int size;

};

void compute2(vec v);

Сложнее с многомерными массивами, но часто вместо них можно

использовать массив указателей, сведя эти случаи к одномерным

массивам. Например:

char* day[] = {

"mon", "tue", "wed", "thu", "fri", "sat", "sun"

};

Теперь рассмотрим функцию, работающую с двумерным массивом - матрицей.

Если размеры обоих индексов известны на этапе трансляции, то

проблем нет:

void print_m34(int m[3][4])

{

for (int i = 0; i<3; i++) {

for (int j = 0; j<4; J++)

cout << ' ' << m[i][j];

cout << '\n';

}

}

Конечно, матрица по-прежнему передается как указатель, а размерности

приведены просто для полноты описания.

Первая размерность для вычисления адреса элемента неважна

($$R.8.2.4), поэтому ее можно передавать как параметр:

void print_mi4(int m[][4], int dim1)

{

for ( int i = 0; i<dim1; i++) {

for ( int j = 0; j<4; j++)

cout << ' ' << m[i][j];

cout << '\n';

}

}

Самый сложный случай - когда надо передавать обе размерности.

Здесь "очевидное" решение просто непригодно:

void print_mij(int m[][], int dim1, int dim2) // ошибка

{

for ( int i = 0; i<dim1; i++) {

for ( int j = 0; j<dim2; j++)

cout << ' ' << m[i][j];

cout << '\n';

}

}

Во-первых, описание параметра m[][] недопустимо, поскольку для

вычисления адреса элемента многомерного массива нужно знать

вторую размерность. Во-вторых, выражение m[i][j]

вычисляется как *(*(m+i)+j), а это, по всей видимости, не то, что

имел в виду программист. Приведем правильное решение:

void print_mij(int** m, int dim1, int dim2)

{

for (int i = 0; i< dim1; i++) {

for (int j = 0; j<dim2; j++)

cout << ' ' << ((int*)m)[i*dim2+j]; // запутано

cout << '\n';

}

}

Выражение, используемое для выбора элемента матрицы, эквивалентно

тому, которое создает для этой же цели транслятор, когда известна

последняя размерность. Можно ввести дополнительную переменную,

чтобы это выражение стало понятнее:

int* v = (int*)m;

// ...

v[i*dim2+j]

Лучше такие достаточно запутанные места в программе упрятывать.

Можно определить тип многомерного массива с соответствующей

операцией индексирования. Тогда пользователь может и не знать, как

размещаются данные в массиве (см. упражнение 18 в $$7.13).

4.6.6 Перегрузка имени функции

Обычно имеет смысл давать разным функциям разные имена. Если же

несколько функций выполняет одно и то же действие над объектами

разных типов, то удобнее дать одинаковые имена всем этим функциям.

Перегрузкой имени называется его использование для обозначения

разных операций над разными типами. Собственно уже для основных

операций С++ применяется перегрузка. Действительно: для операций

сложения есть только одно имя +, но оно используется для сложения

и целых чисел, и чисел с плавающей точкой, и указателей. Такой

подход легко можно распространить на операции, определенные

пользователем, т.е. на функции. Например:

void print(int); // печать целого

void print(const char*) // печать строки символов

Для транслятора в таких перегруженных функциях общее только

одно - имя. Очевидно, по смыслу такие функции сходны, но язык

не способствует и не препятствует выделению перегруженных функций.

Таким образом, определение перегруженных функций служит, прежде

всего, для удобства записи. Но для функций с такими традиционными

именами, как sqrt, print или open, нельзя этим удобством 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 становится существенным

фактором. При вызове функции с именем f транслятор должен

разобраться, какую именно функцию f следует вызывать. Для этого

сравниваются типы фактических параметров, указанные в вызове, с типами

формальных параметров всех описаний функций с именем f. В результате

вызывается та функция, у которой формальные параметры наилучшим

образом сопоставились с параметрами вызова, или выдается ошибка

если такой функции не нашлось. Например:

void print(double);

void print(long);

void f()

{

print(1L); // print(long)

print(1.0); // print(double)

print(1); // ошибка, неоднозначность: что вызывать

// print(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 или только с неизбежными преобразованиями

(например, имени массива в указатель, имени функции 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 также

преобразований 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 считается неоднозначным, а значит ошибочным. Эти правила

сопоставления параметров работают с учетом правил преобразований

числовых типов для С и С++. Пусть имеются такие описания функции

print:

void print(int);

void print(const char*);

void print(double);

void print(long);

void 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*)

}

Обращение print(0) приводит к вызову print(int), ведь 0 имеет тип int.

Обращение print('a') приводит к вызову print(char), т.к. 'a' - типа

char ($$R.2.5.2).

Отметим, что на разрешение неопределенности при перегрузке не

влияет порядок описаний рассматриваемых функций, а типы возвращаемых

функциями значений вообще не учитываются.

Исходя из этих правил можно гарантировать, что если эффективность

или точность вычислений значительно различаются для

рассматриваемых типов, то вызывается функция, реализующая самый

простой 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 параметров

В общем случае у функции может быть больше параметров, чем в самых

простых и наиболее часто используемых случаях. В частности, это

свойственно функциям, строящим объекты (например, конструкторам,

см. $$5.2.4). Для более гибкого использования этих функций иногда

применяются необязательные параметры. Рассмотрим в качестве примера

функцию печати целого числа. Вполне разумно применить в качестве

необязательного параметра основание счисления печатаемого числа,

хотя в большинстве случаев числа будут печататься как десятичные

целые значения. Следующая функция

void 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 11111

Вместо 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 одну функцию 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 значение можно только

Характеристики

Список файлов книги