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1、第7章 組織程序結(jié)構(gòu)的相關(guān)技術(shù),C和C++中允許使用相當(dāng)數(shù)量的以#開頭的預(yù)處理器指令，包括最常見的宏定義和#include指令。這些指令不是C++語句，在源程序被真正編譯之前，由一個(gè)預(yù)處理器將其替換成標(biāo)準(zhǔn)C++程序，故稱為預(yù)處理（器）指令或命令。,7.1 宏定義與條件編譯,7.1.1 宏定義,例如： #define _STRING_H //用于條件編譯目的是說明常量_STRING_H是否曾經(jīng)被定義過； #define True 1 #define abs(x) ((x)0?(x):-(x)) 這種替換中不會(huì)發(fā)生任何計(jì)算行為。因?yàn)楹甓x中沒有類型檢查，目前的第二、三種宏定義已基本被const

2、常量和inline函數(shù)取代。,7.1.2 條件編譯,條件編譯指令使預(yù)處理器能夠有選擇地取舍參加編譯的代碼，是為了提高程序的可移植性而設(shè)置的指令。 #ifdef 宏名 statements_1 #else statements_2 #endif 其中含義：如果已定義了宏，保留語句組statements_1部分參加編譯，否則語句組statements_2部分參加編譯（如果有#else部分）。 條件編譯指令會(huì)出現(xiàn)在每一個(gè)C或C++頭文件中。,7.2 頭文件包含,可以用一條指令代替大量的重復(fù)代碼，減輕了重復(fù)聲明的負(fù)擔(dān)。 例如，如果兩個(gè)程序文件中都使用了函數(shù)print或類A，那么，每個(gè)文件中都需要插入函

3、數(shù)的聲明和類的定義。 可以利用頭文件將函數(shù)聲明、類型定義等集中起來，再以頭文件包含指令插在程序開頭。,7.2.1 頭文件包含指令,頭文件包含指令有如下兩種格式： #include #include #include “文件名” #include d:userx.h 兩種格式區(qū)別： 第一種格式一般用于包含系統(tǒng)頭文件，主要在系統(tǒng)目錄中查找文件，速度較快， 第二種格式用于用戶自定義頭文件。主要在更多的目錄下查找，如程序文件所在的目錄等，因此會(huì)消耗更多的查找時(shí)間。 在預(yù)處理時(shí)，系統(tǒng)將用查找到的文件內(nèi)容替換掉文件包含指令。,7.2.2 新舊庫頭文件,標(biāo)準(zhǔn)C++已經(jīng)將這些內(nèi)容重新在std名字空間中做了定義

4、。 C的頭文件：應(yīng)在原來的C頭文件前加“c”， 如#include ； 舊版C++頭文件：文件名帶“.h”， 如#include ； 標(biāo)準(zhǔn)庫C++頭文件：文件名不帶“.h”， 如#include 。 事實(shí)上，#include 形式的文件包含雖然可用，但此時(shí)使用的C函數(shù)沒有包裝在std名字空間里。,7.2.3 類定義與實(shí)現(xiàn)的分離,類定義與實(shí)現(xiàn)部分通常總是分離的 類的定義構(gòu)成.h文件，類的實(shí)現(xiàn)形成.cpp文件。 為了使用類的定義，.h文件必須對(duì)使用者公開，這樣，類的程序文件中采用文件包含指令包含頭文件，而.cpp文件一般編譯成機(jī)器代碼，使源程序代碼得到了保護(hù)。 與商業(yè)性相關(guān)的類定義及其實(shí)現(xiàn)構(gòu)成了類

5、庫 主要的C++類庫包括微軟公司的MFC和Borland公司的OWL，分別集成在他們自己的C++產(chǎn)品中，為軟件開發(fā)工作提供支持。,7.2.4 頭文件中的內(nèi)容,頭文件中的基本內(nèi)容是“聲明”，可以包含如下的內(nèi)容：,函數(shù)聲明，如“void print(int);”； 類型聲明，如“class A;”，說明A是一個(gè)類； 全局?jǐn)?shù)據(jù)聲明，如“extern int m; extern double a;” 內(nèi)聯(lián)函數(shù)定義，如“inline void fn() ... ”； 類模板定義，如“template class X ... ;”； 類型定義，如“class Y ... ;enum Z ... ;”； 全

6、局常量定義，如“const double pi = 3.14;”； 名字空間定義，如“namespace S ... ”。,7.2.5 一個(gè)頭文件示例,條件編譯的作用是使得第二次包含此頭文件時(shí)，所有內(nèi)容不再參加編譯.,一個(gè)包含類定義的頭文件aclass.h可組織成如下形式： #ifndef _ACLASS_H//如果未定義宏_ACLASS_H，下面內(nèi)容參加編譯 #define _ACLASS_H//定義宏 #include //函數(shù)或類定義中使用的頭文件 class A; void print(A #endif//條件編譯結(jié)束,在函數(shù)print和類A的實(shí)現(xiàn)文件aclass.cpp中，只要包含如

7、下命令，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)函數(shù)和類的聲明了： #include aclass.h,7.3 對(duì)象的構(gòu)造與析構(gòu)次序,#include using namespace std; class A int a; public: A(int av):a(av) cout << A constructor; a= << a << . << endl; ; A a1(1);//進(jìn)入main函數(shù)之前初始化 int main() cout << Enter main function.n; A a2(2);//以下3個(gè)局部對(duì)象按先后順序初始化 static A a3(3); A a4(4); for(int k=0;

8、k<3; k++) A a5(5);//初始化三次 static A a6(6); //靜態(tài)對(duì)象只初始化一次 ,A constructor; a=1. Enter main function. A constructor; a=2. A constructor; a=3. A constructor; a=4. A constructor; a=5. A constructor; a=6. A constructor; a=5. A constructor; a=5.,局部的自動(dòng)對(duì)象在程序流程離開所在塊時(shí)被拆除。 外部對(duì)象和靜態(tài)對(duì)象在程序運(yùn)行結(jié)束時(shí)被拆除。 動(dòng)態(tài)對(duì)象在用delete釋放或

9、程序運(yùn)行結(jié)束時(shí)被拆除。 對(duì)象的拆除次序總是與構(gòu)造次序相反的，即最先構(gòu)造的對(duì)象最后拆除，包括并列、有繼承關(guān)系和一個(gè)對(duì)象是另一個(gè)對(duì)象的成員等所有情況。,,7.4 名字沖突、屏蔽與名字空間,在C++中有多種作用域。 在同一作用域內(nèi)，數(shù)據(jù)名（常量和變量）和函數(shù)名屬于一類，彼此不能重復(fù)，類型名（使用class、struct、union和enum定義）屬于另一類，彼此也不能重復(fù)。 但不同種類的名字可以相同（如變量名和類型名可相同），不同作用域內(nèi)的名字也可以相同。,7.4.1 名字沖突及對(duì)策,1 局部名對(duì)外部名的屏蔽作用,double A, x;//外部定義變量 class A ;//外部定義類型 int

10、main( ) class A ;//內(nèi)部定義類型 int x;//main函數(shù)體局部定義變量 A a;//局部定義的A屏蔽外部的A for(int k=0; k<10; k++) double x = 1;//塊內(nèi)定義 cout << x++;//塊內(nèi)的x屏蔽main及以外的x cout << x;//main的x屏蔽外部x ,,2 數(shù)據(jù)名和函數(shù)名沖突 在內(nèi)部數(shù)據(jù)或函數(shù)名屏蔽了外部類型名時(shí)，應(yīng)使用類型名的全名（帶class、struct、union或enum關(guān)鍵字）來表示類型名； 在局部定義的類型名屏蔽了外部數(shù)據(jù)或函數(shù)名時(shí)，以域解析符“::”進(jìn)行區(qū)分。,class X ;//外部類型

11、class Y ;//外部類型 int Y = 1;//外部變量 void fn(int X)//形參變量X class X x1; //形參變量X屏蔽了類型名X，采用類型全名 X++; //形參變量X class Y y1;//必須用全名與外部變量Y相區(qū)別 ::Y = 2; //用域解析符::引用外部變量Y ,7.4.2 定義和使用名字空間,1 名字空間的定義 同一種類的名字在其中必須唯一的作用域稱為名字空間。 此部分內(nèi)容要求學(xué)生自學(xué)。,,2 使用名字空間中的定義 此部分內(nèi)容要求學(xué)生自學(xué)。,7.5 C++與C的混合編程,對(duì)用于C++的C語言代碼要做適當(dāng)處理，方法是將C語言的代碼進(jìn)行下述形

12、式的修飾：,extern C //C語言的代碼（外部函數(shù)） 修飾中的extern說明被修飾的C語言代碼中的名字應(yīng)該是外部的，而”C”則說明這些名字按C語言而非C++語言的方式處理。,7.5.1 extern的作用,extern是C/C++語言中表明函數(shù)和全局變量作用域（可見性）的關(guān)鍵字，作用是告訴編譯器，它所聲明的函數(shù)或變量是全局的（或稱外部的），可以在本文件（模塊）或其它文件（模塊）中使用。,,1 用extern聲明外部變量 extern int a; 編譯器對(duì)這樣聲明的變量a并不分配內(nèi)存空間，而是在各模塊中查找匹配的定義（int a）。 如果在其它地方定義了外部變量a，上述語句是聲明語句（

13、不能初始化）；如果沒定義外部變量a，上述語句就是變量a的定義語句（可以包含初始化部分）。,,2 用extern聲明外部函數(shù) extern int fn(int); 與沒有extern修飾的效果相同，表示函數(shù)fn可以在任何模塊中引用。 與extern相對(duì)的是static關(guān)鍵字，如果一個(gè)外部變量或函數(shù)用static修飾，表明此變量或函數(shù)僅可以在定義它的模塊中使用，自然不可以被extern “C”修飾。,,3 外部引用方法 在模塊的頭文件中對(duì)本模塊提供給其它模塊引用的函數(shù)和全局變量以關(guān)鍵字extern 聲明。,B.cpp的實(shí)現(xiàn)： int a = 10; int fn(int x) cout << x

14、; B.h的組織： extern int a;//聲明 extern int fn(int x); 引用a和fn的A.cpp可如下實(shí)現(xiàn)： #include b.h int main() fn(a); ,在編譯時(shí)，雖然模塊A中找不到fn和a，但系統(tǒng)不會(huì)報(bào)錯(cuò)，可以在連接階段從模塊B編譯生成的目標(biāo)代碼中找到它們。,7.5.2 用extern “C”修飾C的代碼,為了使一個(gè)C語言模塊B.c能夠在C和C++環(huán)境下使用，應(yīng)該按如下方式組織它的頭文件B.h：,#ifndef __B_H #define __B_H void func(int x, double y); #endif,#ifndef __B_H #define __B_H extern C void func(int x, double y); #endif,#ifndef __B_H //防止重復(fù)定義 #define __B_H #ifdef __cplusplus//檢測(cè)編譯模式 extern C #endif void func(int x, double y);//函數(shù)聲明部分 #ifdef __cplusplus//檢測(cè)編譯模式 #endif #endif,