CtoC++新手指南

c++技術固然是很時髦的,許多c用戶都想在儘可能短的時間內為自己貼上c++的標籤。介紹c++的書很多,但只有那些已經僥倖入門的用戶才偶爾去翻翻,仍有不少在c++門口徘徊的流浪漢。

本文只針對c用戶,最好是一位很不錯的老用戶(譬如他在遇到最簡單的問題時都嘗試著使用指針),通過一些c和更好的c++(本文用的是borland c++3.1版本)例程介紹有關c++的一些知識,讓讀者朋友們“淺入深出”,輕輕鬆鬆c to c++!

一、標籤!標籤!

快快為你的程式貼上c++的標籤,讓你看起來很像個合格的c++用戶……

1.注釋(comment)
c++的注釋允許採取兩種形式。第一種是傳統c採用的/*和*/,另一種新採用的則是//,它表示從//至行尾皆為注釋部分。讀者朋友完全可以通過//使你的代碼帶上c++的氣息,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//…and c is out of date.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!

如果你嘗試著在test0l. exe中找到這些高級的注釋,很簡單,它們不會在那裡的。

2. cincout

你可能從test0l中嗅出什麼味兒來了,在c++中,其次的貴族是cout,而不是很老土的printf ( )。左移操作符'<<'的含義被重寫,稱作“輸出操作符”或“插入操作符”。你可以使用'<<'將一大堆的數據像糖葫蘆一樣串起來,然後再用cout輸出:

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

ascii code of a is:97


如何來輸出一個地址的值呢?在c中可以通過格式控制符”%p”來實現,如:
printf ("%p,&i);

類似地,c++也是這樣:
cout << & i;

但對字元串就不同啦!因為:
char * string="waterloo bridge";
cout << string; //prints ‘waterloo bridge'

只會輸出string的內容。但方法還是有的,如採取強制類型轉換:
cout<<(void *)string;

cin採取的操作符是'>>',稱作“輸入操作符”或“提取操作符”。在頭檔案iostream.h中有cin cout的原型定義,cin語句的書寫格式與cout的完全一樣:
cin>>i; //ok
cin>>&i; //error. illegal structure operation

看到了?別再傻傻地送一個scanf()常用的'&'地址符給它。

c++另外提供了一個操縱運算元endl,它的功能和'\n'完全一樣,如test0l中的cout語句可改版為:
cout << ”hello world!”<
3.即時聲明
這是筆者杜撰的一個術語,它的原文為declarations mixed with statements,意即允許變數的聲明與語句的混合使用。傳統c程式提倡用戶將聲明和語句分開,如下形式:

int i=100;
float f; //declarations
i++;
f=1.0/i; //statements


而c++拋棄這點可讀性,允許用戶採取更自由的書寫形式:

int i=100;
i++;
float f =1. 0/i;


即時聲明常見於for循環語句中:

for(int i = 0; i < 16; i++)
for(int j = 0; j < 16; j++)
putpixel(j i color[i][j]);


這種形式允許在語句段中任點聲明新的變數並不失時機地使用它(而不必在所有的聲明結束之後)。

特別地,c++強化了數據類型的類概念,對於以上出現的”int i=1 j=2;”完全可以寫成:
int i(1) j (2);

再如:

char * stringl("youth studio.”);
char string2[]("computer fan.“);


這不屬於“即時聲明”的範疇,但這些特性足以讓你的代碼與先前愚昧的c產品區別開來。

4.作用域(scope)及其存取操作符(scope qualifier operator)
即時聲明使c語言的作用域的概念尤顯重要,例如以下語句包含著一條錯誤,因為ch變數在if塊外失去了作用域。

if(ok)
char ch='!';
else
ch='?'; //error. access outside condition


作用域對應於某一變數的生存周期,它通常表現為以下五種:

塊作用域
開始於聲明點,結束於塊尾,塊是由{}括起的一段區域

函式作用域
函式作用域只有語句標號,標號名可以和goto語句一起在函式體任何地方

函式原型作用域
在函式原型中的參量說明表中聲明的標識符具有函式原型作用域

檔案作用域
在所有塊和類的外部聲明的標識符(全局變數)具有檔案作用域

類作用域
類的成員具有類作用域

具有不同作用域的變數可以同名,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


編譯器並未給出錯誤信息。

作用域與可見性並不是同一概念,具有作用域不一定具有可見性,而具有可見性一定具有作用域。

在test02中,float i的使用使全局int i失去可見性,這種情形被稱作隱藏(override)。但這並不意味著int i失去了作用域,在main()函式運行過程中,int i始終存在。

有一種辦法來引用這丟了名份的全局i,即使用c++提供的作用域存取操作符::,它表示引用的變數具有檔案作用域,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,通過::操作符,第8行語句偷偷地改寫了i所屬的性別。更妙的是,::之前還可以加上某些類的名稱,它表示引用的變數是該類的成員。

5. new delete
許多c用戶肯定不會忘記alloc()和free()函式族,它們曾經為動態記憶體分配與釋放的操作做出了很大的貢獻,如:

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


c++允許用戶使用這些函式,但它同時也提供了兩個類似的操作符new和delete,它們分別用來分配和釋放記憶體,形式如下:
p =&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語言對參數的調用採取拷貝傳值方式,在實際函式體內,使用的只是與實參等值的另一份拷貝,而並非實參本身(它們所占的地址不同),這就是swap()忙了半天卻什麼好處都沒撈到的原因,它改變的只是地址0x0012ff24和0x0012ff28處的值。當然,可採取似乎更先進的指針來改寫以上的swap ()函式:

//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,參數的調用仍採取的是拷貝傳值方式,swap()拷貝一份實參的值(其中的內容即a b的地址),但這並不表明vapvbp與實參apbp占據同一記憶體單元。

對實際數據操作時,傳統的拷貝方式並不值得歡迎,c++為此提出了引用方式,它允許函式使用實參本身(其它一些高級語言,如basic fortran即採取這種方式)。以下是相應的程式:

//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


很明顯,a b與vavb的地址完全重合。

對int&的寫法別把眼睛瞪得太大,你頂多只能撇撇嘴,然後不動聲色地說:“就這么回事!加上&就表明引用方式唄!”

(2)簡單變數引用

簡單變數引用可以為同一變數取不同的名字,以下是個例子:
int rat;
int & mouse=rat;

這樣定義之後,rat就是mouse(用中文說就是:老鼠就是老鼠),這兩個名字指向同一記憶體單元,如:
mouse=mickey; //rat=mickey

一種更淺顯的理解是把引用看成偽裝的指針,例如,mouse很可能被編譯器解釋成:*(& rat),這種理解可能是正確的。

由於引用嚴格來說不是對象(?!),在使用時應該注意到以下幾點:
①引用在聲明時必須進行初始化;
②不能聲明引用的引用;
③不能聲明引用數組成指向引用的指針(但可以聲明對指針的引用);
④為引用提供的初始值必須是一個變數。

當初始值是一個常量或是一個使用const修飾的變數,或者引用類型與變數類型不一致時,編譯器則為之建立一個臨時變數,然後對該臨時變數進行引用。例如:

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


(3)函式返回引用

函式可以返回一個引用。觀察程式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!


這個程式利用函式返回引用寫出了諸如value (string 2) ='d'這樣令人費解的語句。在這種情況下,函式許用在賦值運算符的左邊。允函式返回引用也常常套用於作符重載函操數。

7.預設參數(default value)

從事過dos環境下圖形設計的朋友(至少我在這個陷阱里曾經摸了兩年時間)肯定熟悉initgraph()函式,它的原型為:
void far initgraph(int far *graphdriver int far*graphmode char far*driverpath);

也許你會為它再定做一個函式:

void initgraph(int driver int mode)
{
initgraph(& driver &mode ““);
}


一段時間下來,你肯定有了你最鍾情的調用方式,例如你就喜歡使用640 * 480 * 16這種工作模式。

既然如此,你完全可以將函式initgraph ( )聲明成具有預設的圖形模式參數,如下:
void initgraph(int driver = vga int mode = vgahi);

這樣,每次你只需簡單地使用語句initgraph ();即可進入你所喜愛的那種模式。當然,當你使用initgraph (cga cgahi );機器也會毫不猶豫地切入到指定的cgahi模式,而與正常的函式沒有兩樣。

這就是預設參數的用法!為了提供更豐富的功能,一些函式要求用戶提供更多的參數(注意到許多windows程式設計師的菸灰缸旁邊都有一本很厚很厚的windows函式接口手冊),而實際上,這些參數中的某幾項常常是被固定引用的,因此,就可以將它們設定為預設參數,例如以下函式:
void putpixel( int y inint xt color=black char mode =copy_put);

將可能在((x y)處以color顏色、mode模式畫一個點,預設情況下,顏色為黑色,寫點模式為覆蓋方式。

以下對函式的調用合法:
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);

而以下調用形式並不合法:
putpixel();
putpixel (100) ;
putpixel(100 100 xor_put);

前兩種形式缺少參數,因為x、y值並沒有預設值;第三種形式則天真地以為編譯器會將其處理成:
putpixel (100 100 black xor_put);

並且不會產生任何二義性問題,不幸的是,c++並不贊成這樣做。

作為一條經驗,預設參數序列中最容易改變其調用值的應儘量寫在前面,最可能使用其預設值的(即最穩定的)置於後端。如果將以上函式原型聲明成如下形式:
void putpixel(int color = black char mode = copy_put int x=100 int y=100);

包括你自己,也不會喜歡它。