轻轻松松从C一路走到C++系列文章之一
 

2011-3-9 来源:网络

 
     摘要C++技术固然是很时髦的,许多C用户都想在尽可能短的时间内为自己贴上C++的标签。介绍C++的书很多,但只有那些已经侥幸入门的用户才偶尔去翻翻,仍有不少在C++门口徘徊的流浪汉。

  本文只针对C用户,最好是一位很不错的老用户(譬如他在遇到最简单的问题时都尝试着使用指针),通过一些C和更好的C++(本文用的是Borland C++3.1版本)例程介绍有关C++的一些知识,让读者朋友们“浅入深出”,轻轻松松C to C++!

  一、标签!标签!

  快快为你的程序贴上C++的标签,让你看起来很像个合格的C++用户……

  1.注释(comment)

  C++的注释允许采取两种形式。第一种是传统C采用的/*和*/,另一种新采用的则是//,它表示从//至行尾皆为注释部分。读者朋友完全可以通过//使你的代码带上C++的气息,如test0l:

//test01.cpp
#include <iostream.h>
//I'm a C++user!
//…and C is out of date.

void main()
{
cout<<"Hello world!\n"; //prints a string
}

Hello-world!

  如果你尝试着在test0l. exe中找到这些高级的注释,很简单,它们不会在那里的。

  2. cincout

  你可能从test0l中嗅出什么味儿来了,在C++中,其次的贵族是cout,而不是很老土的printf ( )。左移操作符‘<<’的含义被重写,称作“输出操作符”或“插入操作符”。你可以使用‘<<’将一大堆的数据像糖葫芦一样串起来,然后再用cout输出:

  cout << "ASCII code of "<< 'a' << " is:" <<97;

ASCII code of a is:97
如何来输出一个地址的值呢?在C中可以通过格式控制符”%p”来实现,如:
printf ("%p,&i);
类似地,C++也是这样:
cout << & i;
但对字符串就不同啦!因为:
char * String="Waterloo Bridge";
cout << String; //prints ‘Waterloo Bridge'
只会输出String的内容。但方法还是有的,如采取强制类型转换:
cout<<(void *)String;
cin采取的操作符是’>>’,称作“输入操作符”或“提取操作符”。在头文件iostream.h中有cin cout的原型定义,cin语句的书写格式与cout的完全一样:
cin>>i; //ok
cin>>&i; //error. Illegal structure operation
看到了?别再傻傻地送一个scanf()常用的’&’地址符给它。
C++另外提供了一个操纵算子endl,它的功能和’\n’完全一样,如test0l中的cout语句可改版为:
cout << ”Hello world!”
3.即时声明

这是笔者杜撰的一个术语,它的原文为declarations mixed with statements,意即允许变量的声明与语句的混合使用。传统C程序提倡用户将声明和语句分开,如下形式:
int i=100;
float f; //declarations
i++;
f=1.0/i; //statements
而C++抛弃这点可读性,允许用户采取更自由的书写形式: int i=100;
i++;
float f =1. 0/i;
即时声明常见于for循环语句中: for(int i = 0; i < 16; i++)
for(int j = 0; j < 16; j++)
putpixel(j i Color[i][j]);

  这种形式允许在语句段中任点声明新的变量并不失时机地使用它(而不必在所有的声明结束之后)。

  特别地,C++强化了数据类型的类概念,对于以上出现的“int i=1 j=2;”完全可以写成:int i(1) j (2);再如:

  char * Stringl("Youth Studio.”);
    char String2[]("Computer Fan.“);

  这不属于“即时声明”的范畴,但这些特性足以让你的代码与先前愚昧的C产品区别开来。

  4.作用域(scope)及其存取操作符(scope qualifier operator)

  即时声明使C语言的作用域的概念尤显重要,例如以下语句包含着一条错误,因为ch变量在if块外失去了作用域。

if(ok)
char ch='!';
else
ch='?'; //error. access outside condition
作用域对应于某一变量的生存周期,它通常表现为以下五种:

  块作用域
    开始于声明点,结束于块尾,块是由{}括起的一段区域

  函数作用域
    函数作用域只有语句标号,标号名可以和goto语句一起在函数体任何地方

  函数原型作用域
    在函数原型中的参量说明表中声明的标识符具有函数原型作用域

  文件作用域
    在所有块和类的外部声明的标识符(全局变量)具有文件作用域

  类作用域
    类的成员具有类作用域
    具有不同作用域的变量可以同名,如test02:

//test02.cpp
#include <iostream.h>
int i=0;
void main()
{
cout << i << ' '; //global 'int i' visible
{
float i(0.01); //global 'int i' overrided
cout<< i << ' ';
}
cout<<i<<endl; //global 'int i' visible again
}
0 0.01 0

  编译器并未给出错误信息。

  作用域与可见性并不是同一概念,具有作用域不一定具有可见性,而具有可见性一定具有作用域。

  在test02中,float i的使用使全局int i失去可见性,这种情形被称作隐藏(override)。但这并不意味着int i失去了作用域,在main()函数运行过程中,int i始终存在。

  有一种办法来引用这丢了名份的全局i,即使用C++提供的作用域存取操作符::,它表示引用的变量具有文件作用域,如下例程:

//test03.cpp
#include <iostream.h>
enum {boy girl};
char i = boy;
void main()
{
{
float i(0.01);
cout << "i=" << i << endl;
::i=girl; //modify global 'i'
}
cout << "I am a " << (i ? "girl." : "boy.");
} i=0.01
I am a girl.

在上例中,通过::操作符,第8行语句偷偷地改写了i所属的性别。更妙的是,::之前还可以加上某些类的名称,它表示引用的变量是该类的成员。

  5. new delete

  许多C用户肯定不会忘记alloc()和free()函数族,它们曾经为动态内存分配与释放的操作做出了很大的贡献,如:

char *cp = malloc(sizeof(char));
int *ip=calloc(sizeof(int) 10);
free(ip);
free(cp);

  C++允许用户使用这些函数,但它同时也提供了两个类似的操作符new和delete,它们分别用来分配和释放内存,形式如下:p = new TYPE;delete p;因此以上的cp操作可改版为:char*cp=new char;delete cp;new delete操作符同样亦可作用于C中的结构变量,如:struct COMPLEX*cp = new struct COMPLEX;delete cp;当不能成功地分配所需要的内存时,new将返回NULL.对于字符型变量可以如下初始化:char ch('A'); //char ch='A'对应地,new可以同时对变量的值进行初始化,如:char p=new char ('A‘); //cp='A' new不需要用户再使用sizeof运算符来提供尺寸,它能自动识别操作数的类型及尺寸大小,这虽然比malloc)函数聪明不了多少,但起码使用起来会比它方便得多。当然,正如calloc()函数,new也可以用于数组,形式如下:p = new TYPE[Size] ;对应的内存释放形式:delete [] p;同理首例中ip操作可以改版为:int * ip=new int[10];delete [] ip;用new分配多维数组的形式为:p = new TYPE [c0] [c1]…… [cN];从来没有太快活的事情,例如以下使用非法:int***ip2=(int***)new int[m] [n][k]; //error. Constant expression required int***ip 1=(int***)new int[m][2][81; //ok C++最多只允许数组第一维的尺寸(即c0)是个变量,而其它的都应该为确定的编译时期常量。使用new分配数组时,也不能再提供初始值:char*String =new char[ 20] ("Scent of a Woman"); //error: Array allocated using 'new' may not have an initializer

  6.引用(reference)

(1)函数参数引用以下例程中的Swap()函数对数据交换毫无用处:

//test04. cpp
#include <iostream.h>
void Swap(int va int vb)
{
int temp=va;
va=vb;
vb=temp;
cout << "&va=" << &va << "&vb=" << &vb << endl;
}
void main()
{
int a(1) b(2);
cout << "&a=" << &a << "&b=" << &b << endl;
Swap(a b);
cout << "a=" << a << " b=" << b << endl;
}
&a=0x0012FF7C&b=0x0012FF78
&va=0x0012FF24&vb=0x0012FF28
a=1

  b=2c语言对参数的调用采取拷贝传值方式,在实际函数体内,使用的只是与实参等值的另一份拷贝,而并非实参本身(它们所占的地址不同),这就是Swap()忙了半天却什么好处都没捞到的原因,它改变的只是地址0x0012FF24和0x0012FF28处的值。当然,可采取似乎更先进的指针来改写以上的Swap ()函数: //test05. cpp
#include <iostream.h>

void Swap(int * vap int * vbp)
{
int temp = *vap;
*vap = *vbp;
*vbp = temp;
cout << "vap=" << vap << "vbp=" <<vbp << endl;
cout << "&vap=" << &vap << "&vbp=" << &vbp << endl;
}
void main()
{
int a(1) b(2);
int * ap = &a * bp = &b;
cout << "ap=" << ap << "bp=" << bp << endl;
cout << "&ap=" << &ap << "&bp=" << &bp << endl;
Swap(ap bp);
cout << "a=" << a << "b=" << b <<endl;
}
ap=0x0012FF7Cbp=0x0012FF78
&ap=0x0012FF74&bp=0x0012FF70
vap=0x0012FF7Cvbp=0x0012FF78
&vap=0x0012FF1C&vbp=0x0012FF20
a=2b=1

  在上例中,参数的调用仍采取的是拷贝传值方式,Swap()拷贝一份实参的值(其中的内容即a b的地址),但这并不表明vapvbp与实参apbp占据同一内存单元。对实际数据操作时,传统的拷贝方式并不值得欢迎,C++为此提出了引用方式,它允许函数使用实参本身(其它一些高级语言,如BASIC FORTRAN即采取这种方式)。以下是相应的程序:

//test06. cpp
#include <iostream.h>
void Swap(int & va int & vb)
{
int temp=va;
va=vb;
vb=temp;
cout << "&va=" << &va << "&vb=" << &vb << endl;
}
void main()
{
int a(1) b(2);
cout << "&a=" << &a << "&b=" << &b << endl;
Swap(a b);
cout << "a=" << a << "b=" << b << endl;
}

&a=0x0012FF7C&b=0x0012FF78
&va=0x0012FF7C&vb=0x0012FF78
a=2b=1

很明显,a b与vavb的地址完全重合。
对int&的写法别把眼睛瞪得太大,你顶多只能撇撇嘴,然后不动声色地说:“就这么回事!加上&就表明引用方式呗!”

  (2)简单变量引用简单变量引用可以为同一变量取不同的名字,以下是个例子:int Rat;int & Mouse=Rat;这样定义之后,Rat就是Mouse(用中文说就是:老鼠就是老鼠),这两个名字指向同一内存单元,如:Mouse=Mickey; //Rat=Mickey一种更浅显的理解是把引用看成伪装的指针,例如,Mouse很可能被编译器解释成:*(& Rat),这种理解可能是正确的。

  由于引用严格来说不是对象(?!),在使用时应该注意到以下几点:①引用在声明时必须进行初始化;②不能声明引用的引用;③不能声明引用数组成指向引用的指针(但可以声明对指针的引用);④为引用提供的初始值必须是一个变量。

  当初始值是一个常量或是一个使用const修饰的变量,或者引用类型与变量类型不一致时,编译器则为之建立一个临时变量,然后对该临时变量进行引用。例如:

int & refl = 50; //int temp=50 &refl=temp
float a=100.0;
int & ref2 = a; / / int temp=a&ref2=temp

(3)函数返回引用函数可以返回一个引用。观察程序test07: //test07.cpp
#include <iostream.h>
char &Value (char*a int index)
{
return a[index];
}

void main()
{
char String[20] = "a monkey!";
Value(String 2) = 'd';
cout << String << endl;
}

  a donkey!

  这个程序利用函数返回引用写出了诸如Value (String 2) ='d‘这样令人费解的语句。在这种情况下,函数允许用在赋值运算符的左边。

  函数返回引用也常常应用于操作符重载函数。

  7.缺省参数(default value)

  从事过DOS环境下图形设计的朋友(至少我在这个陷阱里曾经摸了两年时间)肯定熟悉initgraph()函数,它的原型为:void far initgraph(int far *GraphDriver int far*GraphMode char far*DriverPath);也许你会为它再定做一个函数:

void InitGraph(int Driver int Mode)
{
initgraph(& Driver &Mode ““);
}
    一段时间下来,你肯定有了你最钟情的调用方式,例如你就喜欢使用640 * 480 * 16这种工作模式。

  既然如此,你完全可以将函数InitGraph ( )声明成具有缺省的图形模式参数,如下:void InitGraph(int Driver = VGA int Mode = VGAHI);这样,每次你只需简单地使用语句InitGraph ();即可进入你所喜爱的那种模式。当然,当你使用InitGraph (CGA CGAHI );机器也会毫不犹豫地切入到指定的CGAHI模式,而与正常的函数没有两样。

  这就是缺省参数的用法!为了提供更丰富的功能,一些函数要求用户提供更多的参数(注意到许多Windows程序员的烟灰缸旁边都有一本很厚很厚的Windows函数接口手册),而实际上,这些参数中的某几项常常是被固定引用的,因此,就可以将它们设定为缺省参数,例如以下函数:void Putpixel(int x int y int Color=BLACK char Mode =COPY_PUT);将可能在((x y)处以Color颜色、Mode模式画一个点,缺省情况下,颜色为黑色,写点模式为覆盖方式。

  以下对函数的调用合法:Putpixel (100 100); // Putpixel(100 100 BLACK COPY _PUT)

  PutPixel (100 100 RED); // PutPixel(100 100 RED COPY_ PUT)

  PutPixel(100 100 RED XOR_PUT);而以下调用形式并不合法:Putpixel();Putpixel (100) ;Putpixel(100 100 XOR_PUT);前两种形式缺少参数,因为x、y值并没有缺省值;第三种形式则天真地以为编译器会将其处理成:PutPixel (100 100 BLACK XOR_PUT);并且不会产生任何二义性问题,不幸的是,C++并不赞成这样做。 作为一条经验,缺省参数序列中最容易改变其调用值的应尽量写在前面,最可能使用其缺省值的(即最稳定的)置于后端。如果将以上函数原型声明成如下形式:void Putpixel(int Color = BLACK char Mode = COPY_PUT int x=100 int y=100);包括你自己,也不会喜欢它。



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