Materiał uzyskany ze strony: http://edu.pjwstk.edu.pl/wyklady/pro/scb/prg2cpp_files/node1.html Słowa kluczowe i nazwy Nazwy (identyfikatory) są wprowadzane do jednostki kompilacji (pliku wraz z innymi plikami włączonymi za pomocą #include) poprzez deklarację. Deklaracja określa własności i sposób interpretacji nazwy (zmiennej, funkcji, itd.). Zazwyczaj (choć, jak zobaczymy, nie zawsze) deklaracja wiąże się z definicją, czyli z przydziałem pamięci na nazwany obiekt. Obowiązuje przy tym zasada jednej definicji. W jednostce kompilacji nie może być więcej niż jednej definicji tej samej zmiennej, funkcji, klasy, wyliczenia lub wzorca. Zasada ta nie dotyczy jednak deklaracji, które mogą się zwykle powtarzać. Język C++ definiuje pewne słowa kluczowe, jako identyfikatory zarezerwowane: nie mogą pojawić się w innym znaczeniu niż nadane im w standardzie języka. Poniższa tabela przedstawia słowa kluczowe języka C++. Nie wszystkie są rzeczywiście używane; niektóre zarezerwowane zostały dla przyszłych zastosowań. Tabela: Słowa kluczowe języka C++ and and_eq asm auto bitand bitor bool break case catch char class compl const const_cast continue default delete do double dynamic_cast else enum explicit export extern false float for friend goto if inline int long mutable namespace new not not_eq operator or or_eq private protected public register reinterpret_cast return short signed sizeof static static_cast struct switch template this throw true try typedef typeid typename union unsigned using virtual void volatile wchar_t while xor xor_eq
Legalne identyfikatory, inne niż podane tu słowa kluczowe, mogą w zasadzie zawierać dowolną liczbę znaków alfanumerycznych (liter i cyfr) oraz znaki podkreślenia. W szczególności nie wolno w nazwach stosować znaków walut (np. znaku dolara). Tak jak w innych językach, pierwszy znak nazwy nie może być cyfrą. Litery duże i małe są rozróżnialne; nazwa val_x jest inna niż np. nazwa val_x. Jeśli nazwa składa się z kilku słów, to oddzielamy je znakami podkreślenia ( numer_klienta) lub każde słowo, z wyjątkiem, być może, pierwszego, rozpoczynamy od litery dużej ( numerklienta) - jest to tzw. notacja węgierska. Zasięg i widoczność zmiennych Zasięg (ang. scope) deklaracji to ta część programu, gdzie deklaracja jest aktywna, czyli nazwa deklarowana może być użyta i odnosi się do tej właśnie deklaracji. Zakres widoczności (ang. visibility) natomiast to ten fragment (fragmenty), w których nazwa może być użyta bez żadnej kwalifikacji (nazwą klasy, przestrzeni nazw itd.). Zakres widoczności zadeklarowanej zmiennej może być węższy niż zasięg deklaracji na skutek przesłonięcia. Zmienne zadeklarowane poza wszystkimi funkcjami mają zasięg od miejsca deklaracji do końca pliku (a właściwie jednostki translacji), w szczególności obejmuje on wszystke funkcje zdefiniowane w tym module po wystąpieniu deklaracji. Zmienne (ogólnie: nazwy) zadeklarowane poza wszystkimi funkcjami nazywamy zmiennymi globalnymi. W odróżnieniu od zmiennych lokalnych, definiowanych wewnątrz funkcji, są one automatycznie inicjowane zerami odpowiedniego typu (dotyczy to również wskaźników). Ich czas życia to okres od początku do końca działania programu. Zmienne lokalne są deklarowane wewnątrz funkcji, a ogólniej bloku ograniczonego nawiasami klamrowymi. Ich zasięg obejmuje część programu od miejsca deklaracji do końca tego bloku. Parametry funkcji można uważać za zmienne lokalne zdefiniowane na samym początku funkcji i inicjowane w trakcie wykonania wartościami argumentów wywołania. Czasem życia niestatycznej zmiennej lokalnej jest czas od napotkania jej definicji przez przepływ sterowania do jego wyjścia z funkcji, a ogólniej z najwęższego bloku, w którym ta definicja wystąpiła: w tym momencie zmienne są z pamięci usuwane. W szczególności oznacza to, że kiedy przepływ sterowania powraca do tej samej funkcji (bloku), zmienne lokalne są tworzone na nowo i nie pamiętają swoich wcześniejszych wartości. Takimi zmiennymi są też zmienne deklarowane w części inicjalizacyjnej pętli for (część w nawiasie okrągłym przed pierwszym średnikiem) jak i zmienne deklarowane w części warunkowej instrukcji if, while, for, switch: ich zasięgiem jest ciało danej instrukcji. Zmienne globalne mogą być przesłonięte, jeśli wewnątrz funkcji (lub bloku) zadeklarujemy inną zmienną o tej samej nazwie, (choć niekoniecznie tym samym typie). Wówczas nazwa tej zmiennej w ciele funkcji odnosi się do zmiennej lokalnej. Zmienna globalna istnieje, ale jest w zakresie funkcji (bloku) niewidoczna. Nie znaczy to, że nie mamy do niej dostępu. Do przesłoniętej zmiennej globalnej możemy odwołać się poprzez operator zasięgu ' ::' ( czterokropek ). Jeśli na przykład przesłonięta została zmienna o nazwie k, to do globalnej zmiennej o tej nazwie odwołać się można poprzez nazwę kwalifikowaną ::k. Inicjalizację, operator zasięgu i widoczność zmiennych globalnych ilustruje poniższy program; demonstruje też deklarowanie zmiennych wewnątrz bloku: jeśli wewnątrz bloku
zasłonimy zmienną lokalną, to ta lokalna zmienna staje się w tym bloku całkowicie niewidoczna, podczas gdy zmienna globalna o tej samej nazwie jest widoczna w dalszym ciągu, jeśli użyjemy operatora zasięgu. P33: przesl.cpp Widoczność i przesłanianie zmiennych 1. #include <iostream> 2. using namespace std; 3. 4. int k; 5. 6. int main(void) 7. { 8. cout << " k: " << k << endl; 9. cout << "::k: " << ::k << endl; 10. 11. int k = 10; 12. 13. cout << " k: " << k << endl; 14. cout << "::k: " << ::k << endl; 15. 16. ::k = 1; 17. 18. cout << " k: " << k << endl; 19. cout << "::k: " << ::k << endl; 20. 21. { 22. int k = 77; 23. cout << "W bloku:" << endl; 24. cout << " k: " << k << endl; 25. cout << "::k: " << ::k << endl; 26. } 27. 28. cout << "Po bloku:" << endl; 29. cout << " k: " << k << endl; 30. cout << "::k: " << ::k << endl; 31. } Zmienna k zadeklarowana w linii 4 jest zmienną globalną. Jest, zatem widoczna i w funkcji main. W liniach 8 i 9 drukujemy wartości k - ponieważ k nie zostało przesłonięte inną zmienną, w tym miejscu programu zarówno k, jak i ::k odnoszą się do tej samej zmiennej - zmiennej globalnej. W linii 11 wprowadzamy lokalną dla funkcji main zmienną k. Przesłania ona globalne k; od tej pory użycie w funkcji main nazwy k oznacza odniesienie się do zmiennej lokalnej. Tym niemniej, zmienna globalna jest wciąż dostępna: trzeba tylko odnosić się do niej za pomocą pełnej nazwy kwalifikowanej operatorem zakresu - widzimy to w linii 14. Podobnie, wewnątrz funkcji można zmienić wartość zmiennej globalnej, jeśli prawidłowo się do niej odwołujemy (linia 16). W liniach 21-26 wprowadzamy blok wewnętrzny zanurzony w bloku, jakim jest ciało funkcji main. Wprowadzona w tym bloku zmienna k całkowicie przesłania lokalną dla main zmienną k. Zauważmy tu na marginesie, że takie przesłonięcie byłoby nielegalne w Javie. Wewnątrz tego zagnieżdżonego bloku mamy dostęp wyłącznie do k z tego bloku i k globalnego. Możemy się o tym przekonać patrząc na wynik programu
k: 0 ::k: 0 k: 10 ::k: 0 k: 10 ::k: 1 W bloku: k: 77 ::k: 1 Po bloku: k: 10 ::k: 1 Instrukcja grupująca Instrukcje grupujące (ang. compound statement, grouping statement) stosuje się, gdy składnia języka wymaga wystąpienia w pewnym miejscu programu dokładnie jednej instrukcji, a tymczasem czynności, które mają być wykonane przez program za pomocą jednej instrukcji zapisane być nie mogą (lub prowadziłoby to do nieczytelnych konstrukcji). Istnieje, zatem w języku możliwość potraktowania wielu instrukcji jako jednej instrukcji złożonej (grupującej). Ma ona postać ujętej w nawiasy klamrowe sekwencji instrukcji, z których każda może być instrukcją pustą (sam średnik), niepustą pojedynczą (a więc zakończoną średnikiem) lub również instrukcją grupującą (ujętą w nawiasy klamrowe). Po nawiasie klamrowym kończącym instrukcję grupującą średnika nie stawiamy. Przykładem instrukcji grupującej jest definicja funkcji. Pamiętać trzeba, o czym już mówiliśmy, że fragment programu ujęty w nawiasy klamrowe tworzy blok. Zmienne zadeklarowane wewnątrz takiego bloku tworzonego przez instrukcję grupującą są lokalne dla tego bloku: po wyjściu sterowania z takiej instrukcji zmienne zadeklarowane wewnątrz nie są już znane (i w ogóle nie istnieją; są ze stosu usuwane). Więc { int i = 5; { int k = fun(i); i += k; } cout << "i=" << i << endl; } jest jedną instrukcją grupującą, złożoną z trzech instrukcji, z których jedna jest również instrukcją grupującą. Po wykonaniu tej instrukcji zmienne i i k nie istnieją i, w szczególności, zmienne o tej nazwie mogą być zadeklarowane w dalszej części ciała funkcji, w której instrukcja ta wystąpiła. Operatory Operatorami są pojawiające się w tekście programu leksemy (znak dodawania, znak gwiazdki, znak procentu) które są interpretowane jako żądanie wywołania odpowiednich funkcji operujących na danych określonych przez wyrażenia sąsiadujące z danym operatorem - są to argumenty tego operatora.
Operatory generalnie dzielą się na jedno- i dwuargumentowe. Jak w większości programowania, w C/C++ zapis operatorów dwuargumentowych jest infiksowy (wrostkowy), czyli operator stawiany jest pomiędzy swoimi argumentami. Z kolei zapis operatorów jednoargumentowych, z dwoma wyjątkami, jest prefiksowy (przedrostkowy), czyli operator stawiamy przed argumentem. Istnieje w C/C++ również jeden operator trzyargumentowy: operator selekcji (operator warunkowy). Priorytety i wiązanie Zapis infiksowy, wygodny i naturalny dla ludzi, prowadzi jednak do sytuacji, gdy z samego zapisu nie wynika kolejność wykonania działań w złożonych wyrażeniach. Na przykład w wyrażeniu a + b / c zmienna b może być traktowana, jako prawy argument operatora dodawania albo lewy argument operatora dzielenia. W pierwszym przypadku obliczymy (a + b)/c, a w drugim a (b/c) otrzymując różny wynik. Aby uniknąć tego rodzaju wieloznaczności, wprowadzono pojęcie priorytetu operatorów. Według priorytetu operatory dzielą się na szereg grup, w ramach, których priorytety są jednakowe. W sytuacjach, jak opisana, powyżej, gdy to samo wyrażenie może być potraktowane, jako argument dwóch operatorów, najpierw zostanie wykonana operacja opisywana przez ten z tych dwóch operatorów, który ma wyższy priorytet. Jeśli natomiast oba mają ten sam priorytet, kolejność wykonywania operacji będzie określona ich wiązaniem: od lewej do prawej dla operatorów o wiązaniu lewym i od prawej do lewej dla operatorów o wiązaniu prawym. Aby ta reguła nie prowadziła do sprzeczności, operatory o takim samym priorytecie muszą mieć taki sam kierunek wiązania (co w istocie zachodzi). A zatem w wyrażeniu a + b / c najpierw zostanie wykonane dzielenie, gdyż ma wyższy priorytet od dodawania. Ale w wyrażeniu a + b - c najpierw zostanie wykonane dodawanie, gdyż ma ten sam priorytet, co odejmowanie, a oba operatory mają wiązanie lewe (do a dodawane jest b) Dla operatora przypisania wiązanie jest prawe. Tak, więc w wyrażeniu a=b=c przypisanie b=c wykonane zostanie najpierw, a jego wynik (wartość b po tej operacji) przypisany będzie do zmiennej a. Ale np. operator wyboru składowej ( kropka ) ma wiązanie lewe, zatem obiekt.sklad1.sklad2 oznacza: najpierw wybierz składową sklad1 obiektu obiekt, potem z wynikowego obiektu składową sklad2. Wszystkie prefiksowe (przedrostkowe) operatory jednoargumentowe mają wiązanie prawe: najpierw działa operator z prawej strony, czyli bliższy argumentu. Tak, więc *++p to to samo co *(++p), natomiast ++*p to ++(*p), bo choć przedrostkowy operator inkrementacji ' ++' i operator wyłuskania wartości (dereferencji) ' *' mają ten sam priorytet, oba mają wiązanie prawe. Operatory zasięgu Operatory te, o najwyższym priorytecie, wymienione w tabeli operatorów na pozycjach 1-3, zapisywane za pomocą symbolu czterokropka (' ::'). Przypomnijmy, że ::x jest nazwą
globalnej zmiennej x zadeklarowanej poza wszystkimi funkcjami i klasami. Użycie czterokropka jest konieczne tylko wtedy, gdy nazwa (w naszym przypadku x) jest w danym bloku (funkcji) nazwą innej zmiennej, lokalnej, która wobec tego przesłoniła zmienną globalną o tej samej nazwie. W tabeli poniżej przedstawiono wszystkie operatory języka C++. Operatory podzielone są na 17 grup - każda grupa odpowiada operatorom o tym samym priorytecie. Grupy wymienione są w kolejności od grupy operatorów o priorytecie najwyższym, w dół według malejącego priorytetu. Tabela: Operatory w języku C++ Priorytet 17 1 zasięg klasy klasa::sklad 2 zasięg przestrzeni nazw pnazw::sklad 3 zasięg globalny ::nazw Priorytet 16 4 wybór składowej obiekt.sklad 5 wybór składowej wsk->sklad 6 wybór elementu przez indeks wsk[wyr] 7 wywołanie funkcji wyr(lista_wyr) 8 konstrukcja wartości typ(lista_wyr) 9 przyrostkowe zmniejszenie lwart- - 10 przyrostkowe zwiększenie lwart++ 11 statyczna identyfikacja typu typeid(typ) 12 dynamiczna identyfikacja typu typeid(wyr) 13 statyczna konwersja static_cast<typ>(wyr) 14 dynamiczna konwersja dynamic_cast<typ>(wyr) 15 konwersja wymuszona reinterpret_cast<typ>(wyr) 16 konwersja uzmienniająca const_cast<typ>(wyr) Priorytet 15 17 pobranie rozmiaru obiektu sizeof wyr 18 pobranie rozmiaru typu sizeof(typ) 19 przedrostkowe zmniejszenie - -lwart 20 przedrostkowe zwiększenie ++lwart 21 negacja bitowa wyr 22 negacja logiczna!wyr 23 minus jednoargumentowy -wyr
24 plus jednoargumentowy +wyr 25 wyłuskanie adresu &lwart 26 dereferencja *wyr 27 przydział pamięci na obiekt new typ 28 przydział pam. na obiekt z inicjowaniem new typ(lista_wyr) 29 lokalizujący przydział pamięci new (lista_wyr) typ 30 jak wyżej, z inicjowaniem new (lista_wyr) typ(lista_wyr) 31 zwolnienie pamięci delete wsk 32 zwolnienie pamięci tablicowej delete [] wsk 33 rzutowanie (konwersja) (typ)wyr Priorytet 14 34 wybór składowej przez wskaźnik wsk->*wsk 35 wybór składowej przez wskaźnik wsk.*wsk Priorytet 13 36 mnożenie wyr * wyr 37 dzielenie wyr / wyr 38 reszta z dzielenia wyr % wyr Priorytet 12 39 dodawanie wyr + wyr 40 odejmowanie wyr - wyr Priorytet 11 41 przesunięcie bitowe w lewo wyr << wyr 42 przesunięcie bitowe w prawo wyr >> wyr Priorytet 10 43 mniejsze od wyr < wyr 44 mniejsze lub równe wyr <= wyr 45 większe od wyr > wyr 46 większe lub równe wyr >= wyr Priorytet 9 47 równe wyr = = wyr 48 nierówne wyr! = wyr Priorytet 8 49 koniunkcja bitowa wyr & wyr Priorytet 7
50 bitowa różnica symetryczna wyr ^ wyr Priorytet 6 51 alternatywa bitowa wyr wyr Priorytet 5 52 koniunkcja (iloczyn) logiczna wyr && wyr 53 alternatywa (suma) logiczna Priorytet 4 Priorytet 3 wyr wyr 54 selekcja wyr? wyr : wyr Priorytet 2 55 przypisanie lwart = wyr 56 dodawanie z przypisaniem lwart += wyr 57 odejmowanie z przypisaniem lwart -= wyr 58 mnożenie z przypisaniem lwart *= wyr 59 dzielenie z przypisaniem lwart /= wyr 60 reszta z przypisaniem lwart %= wyr 61 przesunięcie w lewo z przypisaniem lwart << wyr 62 przesunięcie w prawo z przypisaniem lwart >> wyr 63 iloczyn bitowy z przypisaniem lwart &= wyr 64 alternatywa bitowa z przypisaniem lwart = wyr 65 różnica bitowa z przypisaniem lwart ^= wyr Priorytet 1 66 zgłoszenie wyjątku throw wyr 67 operator przecinkowy wyr, wyr Omówienie szczegółowe można znaleźć tutaj: http://edu.pjwstk.edu.pl/wyklady/pro/scb/prg2cpp_files/node59.html