Дополнительные сведения о языке C++

Дополнительные сведения о языке C++

Файлы программы и единицы компиляции

При создании программ на языке C++ следует иметь в виду, что программирование на этом языке опирается на модульный принцип построения программы. Это значит, что программа, которая в результате выглядит как один файл с расширением. exe, во время разработки может состоять из множества файлов с расширением. cpp и.h. Файлы с расширением. cpp называются исходным кодом, а файлы с расширением. h – заголовочными файлами или заголовками. Поскольку каждый файл исходного кода подается на вход компилятора и из него образуется файл промежуточного объектного кода, файлы исходного кода являются единицами компиляци. Процесс создания программы состоит из трех этапов.

1. Работа препроцессора. На этом этапе директивы препроцессора заменяются кодом на языке C++. Чтобы облегчить работу программиста, в исходных кодах существует возможность указывать, какую часть кода надо компилировать, а какую пока не стоит. Есть возможность помещать в исходный код выражения, которые к началу компиляции должны превратиться в константы того или иного типа, есть возможность указывать, что в некое место файла исходного кода должен быть вставлен текст из другого файла. Результатом работы препроцессора является файл, в котором все эти действия выполнены и который можно подавать на вход компилятора.

2. Работа компилятора. Расширенные и преобразованные в соответствии с директивами препроцессора файлы исходного кода подаются на вход компилятора, на выходе которого получаются файлы объектного кода.

3. Работа линковщика. Файлы объектного кода связываются между собой в единый исполняемый файл с расширением. exe.

В общем случае за то, какие именно файлы будут обработаны препроцессором, скомпилированы, а потом собраны в исполняемый файл, отвечает специальная программа управления проектами. В большинстве версий языка С++ эта программа носит название make. На вход программы make подается специальный файл (makefile), в котором описывается состав проекта, опции препроцессора, компилятора и линковщика для каждой единицы компиляции, список доступных каталогов и прочие необходимые сведения. В случае eVC все стадии создания файла программы от работы препроцессора до линковки обычно не видны разработчику. Он лишь выполняет команду Build или Execute из пункта меню Build, и весь процесс выполняется за один шаг. Тем не мене в реальности «за ширмой» среды выполняются все этапы, и в качестве файла конфигурации проекта выступает файл с расширением. vcp.

Препроцессор и заголовочные файлы

Файлы заголовков

Файлы заголовков предназначены для хранения определений, которые одновременно применяются в нескольких единицах компиляции, и для объявления имен, которые должны быть видимы более чем в одном модуле программы. В файлах заголовков также объявляются имена и функции, реализация которых находится в бинарных файлах. Использование заголовочных файлов сокращает размер исходных текстов программы, поскольку в сами файлы исходных текстов вставляются только ссылки на заголовочные файлы (при помощи директивы #include). Эти ссылки заменяются текстом заголовочного файла в процессе работы препроцессора.

Какая информация может быть помещена в файлы заголовков? Строго говоря, разработчик может помещать в эти файлы любую информацию, поскольку сами файлы после работы препроцессора просто вставляются в основной файл на место директивы #include. Список хранящихся в этих файлах данных приведен ниже.

1. Объявления функций, которые могут быть использованы в нескольких модулях.

2. Описания классов.

3. Описания внешних переменных.

4. Определения макросов.

5. Определения типов, доступных для всего проекта.

Использование заголовочных файлов и функционирование препроцессора тесно связаны. Какие же директивы для управления работой препроцессора могут быть включены в исходные файлы и в файлы заголовков? Это показано в следующем примере.

Упражнение 4.7

1. Создать простое приложение и сохранить его с именем AdvancedCPP.

2. На вкладке FileView отыскать файл newres.h и двойным щелчком открыть его в редакторе кода. Поскольку этот файл содержит в себе множество директив препроцессора, он послужит хорошей иллюстрацией к их описанию.

Директива #include задает включение в текст данного файла текста другого файла, имя которого указано после директивы. В файле newres.h есть несколько директив #include.

#include <commctrl.h>

Выполнение этой инструкции приведет к тому, что перед компиляцией в этом месте в текст файла newres.h будет включен текст файла commctrl.h, но только для подачи на вход компилятору. Текст файла newres.h, хранимый на диске, изменен не будет.

Директива #define используется для создания символических констант, для определения макрофункций и для определения управляющего идентификатора.

#define AFXCE_IDR_SCRATCH_SHMENU 28700

Эта строка создает символическую константу AFXCE_IDR_SCRATCH_SHMENU со значением 28700. Теперь компилятор, обнаружив в тексте программы имя AFXCE_ IDR_SCRATCH_SHMENU, будет вместо него подставлять значение 28700. 4. Открыть в окне FileView файл aygshell.h. В этом файле нужно найти следующую строку кода:

#define CEM_UPCASEALLWORDS (WM_USER + 1)

Данное объявление говорит о том, что препроцессор, встретив вызов макрофункции CEM_UPCASEALLWORDS, вместо имени подставит выражение (WM_USER + 1). Макрофункция, как и любая другая функция, может принимать параметры. К примеру, объявление #define MF(a, b, c) (a*b*c/(a+b+c)) далее в тексте может быть использовано как MF(x, y, z). Вместо имени фунции с заданными аргументами препроцессор вставит тело функции, то есть (x*y*z/(x+y+z)). Файл newres.h начинается со строк:

#ifndef __NEWRES_H__ #define __NEWRES_H__

а завершается строкой:

#endif //__NEWRES_H__

Эти строки показывают еще одно применение директивы #define. Выражение #define __NEWRES_H__ при обработке препроцессором приведет к замене имени __NEWRES_H__ простым пробелом. На самом деле это выражение служит маркером для выполнения условной компиляции или условного включения. Таким образом, директива #define позволяет определить имя, которое нигде не появится в конечном тексте программы ни в виде символа, ни в виде значения, но будет служить условием выбора для самого препроцессора.

Эти строки дают возможность перейти к директивам условной компиляции (условного расширения). К этим директивам относятся #if, #ifdef, #ifndef, #endif, #else и #elif.

Директива условной компиляции #if позволяет управлять процессом компиляции проекта. Если выражение const_exp, стоящее после директивы #if в конструкции #if const_exp, имеет ненулевое значение, то текст, следующий за директивой #if до соответстующей ей директивы #endif, будет включен в текст, подаваемый на вход компилятора (а значит, и скомпилирован). В противном случае этот текст не попадет на вход компилятора и не войдет в программу.

Если имя ident, стоящее после директивы #ifdef в конструкции #if ident, определено в тексте программы, то текст, следующий за директивой #ifdef до соответстующей ей директивы #endif, будет включен в текст, подаваемый на вход компилятора.

Если имя ident, стоящее после директивы #ifndef в конструкции #ifndef ident, не определено в тексте программы, то текст, следующий за директивой #ifndef до соответствующей ей директивы #endif, будет включен в текст, подаваемый на вход компилятора.

В целом конструкция условной компиляции может выглядеть так, как показано в листинге 4.30.

#if cnst_ex1//Если выражение const_exp1 имеет значение true,

[text1]//тогда расширяется text1

[#elif cnst_ex2//иначе если cnst_ex2 имеет значение true,

text2]//тогда расширяется text2

[#elif cnst_ex3//иначе если cnst_ex3 имеет значение true,

text3]//тогда расширяется text3 … и так далее.

…

[#elif cnst_exN//если не был расширен ни один из предыдущих блоков,

textN]//расширяем текст textN

Теперь нужно проанализировать реальный код, который приведен в листинге 4.31. Листинг 4.31

/* Если имя __NEWRES_H__ не определено, */

#ifndef __NEWRES_H__

/* Определяем это имя и расширяем текст модуля */

#define __NEWRES_H__

[текст модуля]

Если имя __NEWRES_H__ уже было определено в какой-то части программы, то повторной вставки модуля в текст не последует. Такой прием используется для предотвращения многократного расширения в тексте программы одного и того же модуля, на который оказалось несколько ссылок директивы #include. Также этот механизм предотвращает ситуацию, когда два модуля оказались взаимно включены друг в друга. Это вполне возможно в сложных программах, где включаемые модули в свою очередь тоже содержат директивы #include.

Директива #undef удаляет объявление имени, сделанное при помощи директивы #define.

Редко используемая директива #line позволяет изменить нумерацию строк и имя файлов, выводимых макросами____ LINE__ и___ FILE__.

#import..officeoffice.olb

вставит описание интерфейсов из файла office.olb в текущий файл.

Директива #pragma позволяет вставлять в текст модулей директивы, свойственные только данной платформе или операционной системе. У каждого компилятора для каждой операционной системы свой набор директив #pragma.

Функции

Функции в C++ являются краеугольным камнем всей концепции программирования. Собственно говоря, функции как раз и выполняют всю работу, которую запланировал для своего приложения разработчик. Само выполнение программы, написанной на С++, начинается с вызова специальной функции. Для консольных приложений это будет функция main О, для приложений Windwos – WinMainO. Модуль, в котором определена эта функция, и является основным модулем программы.

У консольного приложения со стандартным ходом выполнения программы все остальные функции вызываются из функции mainO, и когда все определенные в mainO функции вызваны, завершается выполнение основной функции, а вместе с ней завершается и выполнение программы.

У приложения Windows сценарий работы программы выглядит иначе. Управление программой осуществляется не вызовами функций из основной функции WinMainO, а выполнением обработчиков событий. Запущенное приложение работает до тех пор, пока не получит сообщение WM_QUIT, сигнализирующее о том, что приложению следует закончить работу.

int WINAPI WinMain(

HINSTANCE hInstance,

HINSTANCE hPrevInstance,

LPWSTR lpCmdLine,

Параметры функции рассматриваются в следующем списке.

? hlnstance – уникальный идентификатор запускаемого экземляра приложения.

? hPrevInstance – уникальный идентификатор предыдущего запущенного экземпляра приложения. Для Pocket PC этот параметр всегда имеет значение NULL.

? lpCmdLine – строка, представляющая собой копию командной строки, при помощи которой было запущено приложение. При помощи этого параметра разработчик может обрабатывать информацию, переданную из командной строки.

? nShowCmd – целочисленная константа, определяющая, как именно основное окно приложения будет показано после запуска. Ее возможные значения перечислены в табл. 4.5.

В качестве возвращаемого значения функция WinMainO возвращает целочисленную константу, переданную ей как wParam сообщения WM_QUIT.

В стандарте C++ для того, чтобы объявить и реализовать функцию, необходимо разместить как объявление функции, так и реализацию. Реализация и прототип отличаются друг от друга только наличием тела функции, другими словами, реализация – это прототип с телом функции.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.