На языке С написано много полезных программ, поэтому этот список должен напоминать нам о том, что ни одно свойство языка не является абсолютно необходимым. Большинство языковых возможностей — и даже большинство свойств языка С — разработано только для удобства программистов. В конце концов, при достаточном запасе времени, мастерстве и терпении любую программу можно написать на ассемблере. Обратите внимание на то, что благодаря близости моделей языков С и С++ к реальным компьютерам они позволяют имитировать многие стили программирования.
Остальная часть этой главы посвящена объяснению того, как писать полезные программы без помощи этих свойств. Наши основные советы по использованию языка С++ сводятся к следующему.
• Имитируйте стили программирования, для которых разработаны свойства языка С++, чтобы поддерживать возможности, предусмотренные языком C.
• Когда пишете программу на языке C, считайте его подмножеством языка C++.
• Используйте предупреждения компилятора для проверки аргументов функций.
• Контролируйте стиль программирования на соответствие стандартам, когда пишете большие программы (см. раздел 27.2.2).
Многие детали, касающиеся несовместимости языков С и С++, устарели и носят скорее технический характер. Однако, для того чтобы читать и писать на языке С, вы не обязаны помнить об этом.
• Компилятор сам напомнит вам, если вы станете использовать средства языка С, которых нет в языке C.
• Если вы следуете правилам, перечисленным выше, то вряд ли столкнетесь с чем-либо таким, что в языке С имеет другой смысл по сравнению с языком С++.
В отсутствие всех возможностей языка С++ некоторые средства в языке С приобретают особое значение.
• Массивы и указатели.
• Макросы.
• Оператор
typedef
.
• Оператор
sizeof
.
• Операторы приведения типов.
В этой главе будет приведено несколько примеров использования таких средств.
Я ввел в язык С++ комментарии
//
, унаследованные от его предшественника, языка BCPL, когда мне надоело печатать комментарии вида
/* ... */
. Комментарии
//
приняты в большинстве диалектов языка, включая версию C99, поэтому их можно использовать совершенно безопасно. В наших примерах мы будем использовать комментарии вида
/* ... */
исключительно для того, чтобы показать, что мы пишем программу на языке C. В языке C99 реализованы некоторые возможности языка C++ (а также некоторые возможности, несовместимые с языком С++), но мы будем придерживаться версии C89, поскольку она используется более широко.
27.1.3. Стандартная библиотека языка С
Естественно, возможности библиотек языка С++, зависящие от классов и шаблонов, в языке С недоступны. Перечислим некоторые из них.
• Класс
vector
.
• Класс
map
.
• Класс
set
.
• Класс
string
.
• Алгоритмы библиотеки STL: например,
sort()
,
find()
и
copy()
.
• Потоки ввода-вывода
iostream
.
• Класс
regex
.
Из-за этого библиотеки языка С часто основаны на массивах, указателях и функциях. К основной части стандартной библиотеки языка С относятся следующие заголовочные файлы.
•
<stdlib.h>
. Общие утилиты (например,
malloc()
и
free()
; см. раздел 27.4).
•
<stdio.h>
. Стандартный механизм ввода-вывода; см. раздел 27.6.
•
<string.h>
. Манипуляции со строками и памятью в стиле языка C; см. раздел 27.5.
•
<math.h>
. Стандартные математические функции для операций над числами с плавающей точкой; см. раздел 24.8.
•
<errno.h>
. Коды ошибок математических функций из заголовочного файла
<math.h>
; см. раздел 24.8.
•
<limits.h>
. Размеры целочисленных типов; см. раздел 24.2.
•
<time.h>
. Функции даты и времени; см. раздел 26.6.1.
•
<assert.h>
. Условия для отладки (debug assertions); см. раздел 27.9.
•
<ctype.h>
. Классификация символов; см. раздел 11.6.
•
<stdbool.h>
. Булевы макросы.
Полное описание стандартной библиотеки языка С можно найти в соответствующем учебнике, например в книге K&R. Все эти библиотеки (и заголовочные файлы) также доступны и в языке С++.
27.2. Функции
В языке C есть несколько особенностей при работе с функциями.
• Может существовать только одна функция с заданным именем.
• Проверка типов аргументов функции является необязательной.
• Ссылок нет (а значит, нет и механизма передачи аргументов по ссылке).
• Нет функций-членов.
• Нет подставляемых функций (за исключением версии C99).
• Существует альтернативный синтаксис объявления функций.
Помимо этого, все остальное мало отличается от языка С++. Изучим указанные отличия по отдельности.
27.2.1. Отсутствие перегрузки имен функций
Рассмотрим следующий пример:
void print(int); /* печать целого числа */
void print(const char*); /* печать строки */ /* ошибка! */
Второе объявление является ошибкой, потому что в программе, написанной на языке С, не может быть двух функций с одним и тем же именем. Итак, нам необходимо придумать подходящую пару имен.
void print_int(int); /* печать целого числа int */
void print_string(const char*); /* печать строки */
Иногда это свойство называют преимуществом: теперь вы не сможете случайно использовать неправильную функцию для вывода целого числа! Очевидно, что нас такой аргумент убедить не сможет, а отсутствие перегруженных функций усложняет реализацию идей обобщенного программирования, поскольку они основаны на семантически похожих функциях, имеющих одинаковые имена.
27.2.2. Проверка типов аргументов функций
Рассмотрим следующий пример:
int main()
{
f(2);
