[18] Bjarne Stroustrup: Multiple Inheritance for C++. Proc. EUUG Spring Conference, May 1987. Also USENIX Computer Systems, Vol.2 No 4, Fall 1989.

[1 9] Bjarne Stroustrup and Jonathan Shopiro: A Set of C classes for Co-Routine Style Programming. Proc. USENIX C++ conference, Santa Fe. November 1987. pp.417-439.

[20] Bjarne Stroustrup: Type-safe Linkage for C++. USENIX Computer Systems, Vol.1 No.4 Fall 1988.

[21 ] Bjurne Stroustrup: Parameterized Type for C++. Proc. USENIX C++ Conference, Denver, October 1988. pp. 1-18. Also, USENIX Computer Systems, Vol.2 No.1 Winter 1989.

[22] Bjarne Stroustrup: Standardizing C++. The C++ Report. Vol.1 No.1. January 1989.

[23] Bjarne Stroustrup: The Evolution of C++: 1985-1989. USENIX Computer Systems, Vol.2 No.3. Summer 1 989.

[24] P.M.Woodward and S.G.Bond: Algol 68-R Users Guide. Her Majestys Stationery Office, London. 1 974.

[25] UNIX Time-Sharing System: Programmers Manual. Research Version, Tenth Edition. AT&T Bell Laboratories, Murray Hill, New Jersy, February 1 985.

[26] Aake Wilkstroem: Functional Programming Using ML. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersy.

1 987.

[27] X3 Secretariat: Standard - The C Language. X3J11 /90-01 3. Computer and Business Equipment Manufactures Association, 311 First Street, NW, Suite 500, Washington, DC 20001, USA.

Ссылки на источники по проектированию и развитию больших систем программного обеспечения можно найти в конце главы 11 .

ГЛАВА 1. КРАТКИЙ ОБЗОР С++

Начнем с того, что вздернем всех этих законников, языковедов .

( Король Генрих VI , действие II)

В этой главе содержится краткий обзор основных концепций и конструкций языка С++. Он служит для беглого знакомства с языком. Подробное описание возможностей языка и методов программирования на нем дается в следующих главах. Разговор ведется в основном вокруг абстракции данных и объектно-ориентированного программирования, но перечисляются и основные возможности процедурного программирования.

1.1 ВВЕДЕНИЕ

Язык программирования С++ задумывался как язык, который будет:

лучше языка С;

поддерживать абстракцию данных;

поддерживать объектно-ориентированное программирование.

В этой главе объясняется смысл этих фраз без подробного описания конструкций языка.

$$1 .2 содержит неформальное описание различий процедурного , модульного и объектно-ориентированного программирования. Приведены конструкции языка, которые существенны для каждого из перечисленных стилей программирования. Свойственный С стиль программирования обсуждается в разделах процедурное программирование и модульное программирование . Язык С++ - лучший вариант С . Он лучше поддерживает такой стиль программирования, чем сам С, причем это делается без потери какой-либо общности или эффективности по сравнению с С. В то же время язык C является подмножеством С++. Абстракция данных и объектно-ориентированное программирование рассматриваются как поддержка абстракции данных и поддержка объектно- ориентированного программирования . Первая базируется на возможности определять новые типы и работать с ними, а вторая - на возможности задавать иерархию типов.

$$1 .3 содержит описание основных конструкций для процедурного и модульного программирования. В частности, определяются функции, указатели, циклы, ввод-вывод и понятие программы как совокупности раздельно транслируемых модулей. Подробно эти возможности описаны в главах 2, 3 и 4.

$$1 .4 содержит описание средств, предназначенных для эффективной реализации абстракции данных. В частности, определяются классы, простейший механизм контроля доступа, конструкторы и деструкторы, перегрузка операций, преобразования пользовательских типов, обработка особых ситуаций и шаблоны типов. Подробно эти возможности описаны в главах 5, 7, 8 и 9.

$$1 .5 содержит описание средств поддержки объектно-ориентированного программирования. В частности, определяются производные классы и виртуальные функции, обсуждаются некоторые вопросы реализации. Все это подробно изложено в главе 6.

$$1 .6 содержит описание определенных ограничений на пути совершенствования как языков программирования общего назначения вообще, так и С++ в частности. Эти ограничения связаны с эффективностью, с противоречащими друг другу требованиями разных областей приложения, проблемами обучения и необходимостью трансляции и выполнения программ в старых системах.

Если какой-то раздел окажется для вас непонятным, настоятельно советуем прочитать соответствующие главы, а затем, ознакомившись с подробным описанием основных конструкций языка, вернуться к этой главе. Она нужна для того, чтобы можно было составить общее представление о языке. В ней недостаточно сведений, чтобы немедленно начать программировать.

1.2 Парадигмы программирования

Объектно-ориентированное программирование - это метод программирования, способ написания

хороших программ для множества задач. Если этот термин имеет какой-то смысл, то он должен подразумевать: такой язык программирования , который предоставляет хорошие возможности для объектно-ориентированного стиля программирования.

Здесь следует указать на важные различия. Говорят, что язык поддерживает некоторый стиль программирования, если в нем есть такие возможности, которые делают программирование в этом стиле удобным (достаточно простым, надежным и эффективным). Язык не поддерживает некоторый стиль программирования, если требуются большие усилия или даже искусство, чтобы написать программу в этом стиле. Однако это не означает, что язык запрещает писать программы в этом стиле. Действительно, можно писать структурные программы на Фортране и объектно-ориентированные программы на С, но это будет пустой тратой сил, поскольку данные языки не поддерживают указанных стилей программирования.

Поддержка языком определенной парадигмы (стиля) программирования явно проявляется в конкретных языковых конструкциях, рассчитанных на нее. Но она может проявляться в более тонкой, скрытой форме, когда отклонение от парадигмы диагностируется на стадии трансляции или выполнения программы . Самый очевидный пример - это контроль типов. Кроме того, языковая поддержка парадигмы может дополняться проверкой на однозначность и динамическим контролем. Поддержка может предоставляться и помимо самого языка, например, стандартными библиотеками или средой программирования.

Нельзя сказать, что один язык лучше другого только потому, что в нем есть возможности, которые в другом отсутствуют. Часто бывает как раз наоборот. Здесь более важно не то, какими возможностями обладает язык, а то, насколько имеющиеся в нем возможности поддерживают избранный стиль программирования для определенного круга задач. Поэтому можно сформулировать следующие требования к языку:

[1 ] Все конструкции языка должны естественно и элегантно определяться в нем.

[2] Для решения определенной задачи должна быть возможность использовать сочетания конструкций, чтобы избежать необходимости вводить для этой цели новую конструкцию.

[3] Должно быть минимальное число неочевидных конструкций специального назначения.

[4] Конструкция должна допускать такую реализацию, чтобы в не использующей ее программе не возникло дополнительных расходов.

[5] Пользователю достаточно знать только то множество конструкций, которое непосредственно используется в его программе.

Первое требование апеллирует к логике и эстетическому вкусу. Два следующих выражают принцип минимальности. Два последних можно иначе сформулировать так: то, чего вы не знаете, не сможет нанести вам вреда .

С учетом ограничений, указанных в этих правилах, язык С++ проектировался для поддержки абстракции данных и объектно-ориентированного программирования в добавление к традиционному стилю С. Впрочем, это не значит, что язык требует какого-то одного стиля программирования от всех пользователей.

Теперь перейдем к конкретным стилям программирования и посмотрим каковы основные конструкции языка, их поддерживающие. Мы не собираемся давать полное описание этих конструкций.

1.2.1 Процедурное программирование

Первоначальной (и, возможно, наиболее используемой) парадигмой программирования было:

Определите, какие процедуры вам нужны; используйте лучшие из известных вам алгоритмов!

Ударение делалось на обработку данных с помощью алгоритма, производящего нужные вычисления. Для поддержки этой парадигмы языки предоставляли механизм передачи параметров и получения результатов функций. Литература, отражающая такой подход, заполнена рассуждениями о способах передачи параметров, о том, как различать параметры разных типов, о различных видах функций (процедуры, подпрограммы, макрокоманды, ... ) и т.д. Первым процедурным языком был Фортран, а Алгол60, Алгол68, Паскаль и С продолжили это направление.