Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание - Бьёрн Страуструп
К сожалению, язык С++ не предусматривает инициализацию по умолчанию для встроенных типов. Лишь глобальные переменные (см. раздел 8.4) по умолчанию инициализируются нулем, но их использование следует ограничивать. Большинство полезных переменных, к которым относятся локальные переменные и члены классов, не инициализируются, пока не указано их начальное значение (или не задан конструктор по умолчанию).
Не говорите, что вас не предупреждали!
8.3. Заголовочные файлы
Как управлять объявлениями и определениями? Они должны быть согласованными. В реальных программах могут быть десятки тысяч объявлений; программы с сотнями тысяч объявлений тоже не редкость. Как правило, когда вы пишете программу, большинство используемых определений написано не вами. Например, реализации потока cout и функции sqrt() были написаны много лет назад кем-то другим. Мы просто используем их. Главным средством управления сущностями, определенными где-то в другом месте, в языке С++ являются заголовки. В принципе заголовок (header) — это коллекция объявлений, записанных в файле, поэтому заголовок часто называют заголовочным файлом (header file). Такие заголовки подставляются в исходные файлы с помощью директивы #include. Например, вы можете решить улучшить организацию исходного кода нашего калькулятора (см. главы 6 и 7), выделив объявления лексем в отдельный файл. Таким образом, можно определить заголовочный файл token.h, содержащий объявления, необходимые для использования классов Token и Token_stream.
Объявления классов Token и Token_stream находятся в заголовке token.h. Их определения находятся в файле token.cpp. В языке C++ расширение .h относится к заголовочным файлам, а расширение .cpp чаще всего используется для исходных файлов. На самом деле в языке С++ расширение файла не имеет значения, но некоторые компиляторы и большинство интегрированных сред разработки программ настаивают на использовании определенных соглашений относительно расширений файлов.
В принципе директива #include "file.h" просто копирует объявления из файла file.h в ваш файл в точку, отмеченную директивой #include. Например, мы можем написать заголовочный файл f.h.
// f.h
int f(int);
А затем можем включить его в файл user.cpp.
// user.cpp
#include "f.h"
int g(int i)
{
return f(i);
}
При компиляции файла user.cpp компилятор выполнит подстановку заголовочного файла и скомпилирует следующий текст:
int f(int);
int g(int i)
{
return f(i);
}
Поскольку директива #include выполняется компилятором в самом начале, выполняющая ее часть компилятора называется препроцессором (preprocessing) (раздел A.17).
Для упрощения проверки согласованности заголовок следует включать как в исходные файлы, использующие объявления, так и в исходные файлы, содержащие определения, соответствующие этим объявлениям. Это позволяет компилятору находить ошибки на самых ранних этапах. Например, представьте себе, что разработчик функции Token_stream::putback() сделал ошибки.
Token Token_stream::putback(Token t)
{
buffer.push_back(t);
return t;
}
Этот фрагмент выглядит вполне невинно. К счастью, компилятор перехватывает ошибки, потому что он видит (благодаря директиве #include) объявление функции Token_stream::putback(). Сравнивая это объявление с соответствующим определением, компилятор выясняет, что функция putback() не должна возвращать объект класса Token, а переменная buffer имеет тип Token, а не vector<Token>, так что мы не можем использовать функцию push_back(). Такие ошибки возникают, когда мы работаем над улучшением кода и вносим изменения, забывая о необходимости согласовывать их с остальной частью программы.
Рассмотрим следующие ошибки:
Token t = ts.gett(); // ошибка: нет члена gett
// ...
ts.putback(); // ошибка: отсутствует аргумент
Компилятор немедленно выдаст ошибку; заголовок token.h предоставляет ему всю информацию, необходимую для проверки.
Заголовочный файл std_lib_facilities.h содержит объявления стандартных библиотечных средств, таких как cout, vector и sqrt(), а также множества простых вспомогательных функций, таких как error(), не являющихся частью стандартной библиотеки. В разделе 12.8 мы продемонстрируем непосредственное использование заголовочных файлов стандартной библиотеки.
Заголовки обычно включаются во многие исходные файлы. Это значит, что заголовок должен содержать лишь объявления, которые можно дублировать в нескольких файлах (например, объявления функций, классов и числовых констант).
8.4. Область видимости
Область видимости (scope) — это часть текста программы. Каждое имя объявляется в своей области видимости и является действительным (т.е. находится в области видимости), начиная с точки объявления и заканчивая концом данной области. Рассмотрим пример.
void f()
{
g(); // ошибка: g() не принадлежит (пока) области видимости
}
void g()
{
f(); // OK: функция f() находится в области видимости
}
void h()
{
int x = y; // ошибка: переменная y не принадлежит (пока)
// области видимости
int y = x; // OK: переменная x находится в области видимости
g(); // OK: функция g() находится в области видимости
}
Имена, принадлежащие области видимости, видны из вложенных в нее других областей видимости. Например, вызов функции f() находится в области видимости функции g(), которая является вложенной в глобальную область видимости. Глобальная область видимости не вкладываются ни в какую другую. Правило, утверждающее, что имя должно быть объявлено до того, как будет использовано, по-прежнему действует, поэтому функция f() не может вызывать функцию g().
Существует несколько разновидностей областей видимости, которые можно использовать для управления используемыми именами.
• Глобальная область видимости (global scope). Часть текста, не входящая ни в одну другую область видимости.
• Пространство имен (namespace scope). Именованная область видимости, вложенная в глобальную область видимости или другое пространство имен (раздел 8.7).
• Область видимости класса (class scope). Часть текста, находящаяся в классе (раздел 9.2).
• Локальная область видимости (local scope). Часть текста, заключенная в фигурные скобки, { ... }, в блоке или функции.
• Область видимости инструкции (например, в цикле for).
Основное предназначение области видимости — сохранить локальность имен, чтобы они не пересекались с именами, объявленными в другом месте. Рассмотрим пример.
void f(int x) // функция f является глобальной;
// переменная x является локальной в функции f
{
int z = x+7; // переменная
