Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание

Страуструп Бьерн

Заметьте, что, когда мы говорим о технических деталях языка, мы свободно оперируем неопределенными именами, такими как

f

,

g

,

X

и

y

. Мы делаем это, чтобы подчеркнуть техническую природу таких примеров, сделать их очень короткими и не смешивать языковые детали с логикой программы. Когда вы увидите неопределенные имена (которые ни в коем случае нельзя использовать в реальном коде), пожалуйста, сосредоточьтесь на технических аспектах кода. Технические примеры обычно содержат код, который просто иллюстрирует правила языка. Если вы скомпилируете и

запустите его, то получите множество предупреждений о неиспользуемых переменных, причем некоторые из таких программ вообще не делают никаких осмысленных действий.

Пожалуйста, помните, что эту книгу не следует рассматривать как полное описание синтаксиса и семантики языка С++ (даже по отношению к свойствам, которые мы рассматриваем). Стандарт ISO С++ состоит из 756 страниц, а объем книги Язык программирования Страуструпа, предназначенной для опытных программистов, превышает 1000 страниц. Наше издание не конкурирует с этими книгами ни по охвату материала, ни по полноте его изложения, но соревнуется с ними по удобопонятности текста и по объему времени, которое требуется для его чтения.

8.2. Объявления и определения

Объявление (declaration) — это инструкция, которая вводит имя в область видимости (раздел 8.4), устанавливает тип именованной сущности (например, переменной или функции) и, необязательно, устанавливает инициализацию (например, начальное значение или тело функции).

Рассмотрим пример.

int a = 7; // переменная типа int

const double cd = 8.7; // константа с плавающей точкой

// двойной точности

double sqrt(double); // функция, принимающая аргумент типа double

// и возвращающая результат типа double

vector<Token> v; // переменная — вектор объектов класса Token

До того как имя в программе на языке С++ будет использовано, оно должно быть объявлено. Рассмотрим пример.

int main

{

cout << f(i) << '\n';

}

Компилятор выдаст как минимум три сообщения об ошибках, связанных с необъявленными идентификаторами: сущности

cout

,

f

и

i

в программе нигде не объявлены. Исправить ошибку, связанную с потоком

cout

, можно, включив в программу заголовочный файл

std_lib_facilities.h

, содержащий его объявление.

#include "std_lib_facilities.h" // здесь содержится объявление

// потока cout

int main

{

cout << f(i) << '\n';

}

Теперь осталось только две ошибки, вызванных отсутствием определения идентификаторов. При создании реальных программ большинство определений размещают в

заголовочных файлах. Именно там определяются интерфейсы полезных функциональных возможностей, которые сами определяются “в другом месте”. В принципе объявление лишь устанавливает, как некая сущность может быть использована; оно определяет интерфейс функции, переменной или класса. Следует помнить об одном очевидном, но невидимом преимуществе такого использования объявлений: мы можем не беспокоиться о деталях определения потока

cout

и его операторов

<<

; мы просто включаем их объявления в программу с помощью директивы

#include

. Мы можем даже не заглядывать в их объявления; из учебников, справочников, примеров программ и других источников нам известно, как используется поток

cout

. Компилятор считывает объявления из заголовочных файлов, необходимых для понимания кода.

Однако нам по-прежнему необходимо объявить переменные

f

и

i

. И сделать это можно следующим образом:

#include "std_lib_facilities.h" // здесь содержится объявление

// потока cout

int f(int); // объявление переменной f

int main

{

int i = 7; // объявление переменной i

cout << f(i) << '\n';

}

Этот код компилируется без ошибок, поскольку каждое имя было определено, но он не проходит редактирование связей (см. раздел 2.4), поскольку в нем не определена функция

f

; иначе говоря, мы нигде не указали, что именно делает функция

f

.

Объявление, которое полностью описывает объявленную сущность, называют определением (definition). Рассмотрим пример.

int a = 7;

vector<double> v;

double sqrt(double d) {/* ... */}

Каждое определение — это объявление, но только некоторые объявления одновременно являются определениями. Ниже приведены некоторые примеры объявлений, которые не являются определениями; каждому из них должно соответствовать определение, размещенное где-то в другом месте кода.

double sqrt(double); // здесь функция не имеет тела

extern int a; // "extern плюс отсутствие инициализатора"

// означает, что это — не определение

Сравнивая определения и объявления, мы придерживаемся общепринятого соглашения, которое устанавливает, что объявлением считается только объявление, не являющееся определением, даже если вас немного запутывает такая терминология.

Определение устанавливает, на что именно ссылается имя. В частности, определение переменной выделяет память для этой переменной. Следовательно, ни одну сущность невозможно определить дважды. Рассмотрим пример.