Неконстантные аргументы функций

Если формальный аргумент функции объявлен неконстантным, то и фактический аргумент, используемый при вызове, тоже должен быть неконстантным.

void f(int*); int i = 17; const int* p = &i; const int j = 29;

f(&i); Можно, потому что i - не константа

f(p); Нельзя

f(&j); Тоже нельзя, потому что j - константа

Это еще одно средство, с помощью которого компилятор соблюдает принцип «единожды константный всегда остается константным». Даже если функция f на самом деле не изменяет значения своего формального параметра, это ни на что не влияет.

Константные функции классов

В константных функциях классов переменная this интерпретируется как указатель на константу. Компилятор даст вам по рукам, если вы попробуете воспользоваться переменной this для изменения переменной класса или найти для нее иное, неконстантное применение. Смысл ключевого слова const зависит от его места в объявлении функции; для константных функций оно, словно бородавка, торчит после сигнатуры функции.

class foo { private:

int x; public:

void f() const;

Нельзя: изменяется переменная класса

Нельзя: g - некоторая функция

Нельзя: h может изменить x

Нельзя: неконстантный аргумент в m()

Первая ошибка - попытка изменить переменную класса через this. В константных функциях класса foo переменная this фактически объявляется как const foo* this; . Вторая ошибка сложнее. Из приведенного фрагмента неизвестно, изменяет ли функция g какие-либо переменные класса foo, но это и не важно; одной возможности достаточно, чтобы ваш компилятор разразился негодующими воплями. Из константной функции класса нельзя вызывать неконстантные функции через this. Похожая ситуация возникает с третьей и четвертой ошибкой - компилятор попытается спасти вас от самого себя и не допустит потенциально опасные строки.

Один из верных признаков профессионала C++ - ключевые слова const, обильно разбросанные по функциям классов. Любая функция класса, которая гарантированно не изменяет this, должна без малейших размышлений объявляться константной. Впрочем, как видно из приведенного выше фрагмента, эта стратегия работает лишь в том случае, если все участники команды следуют вашему примеру и объявят константными свои функции, В противном случае возникают каскадные ошибки. Часто выясняется, что недавно купленная библиотека классов не использует константные функции и

нарушает ваш пуританский стиль кодирования. Мораль: константные функции классов нужно использовать либо с полным фанатизмом (желательно), либо не использовать вовсе.

Стековые и динамические объекты

Иногда мне кажется, что C++ лучше изучать без предварительного знакомства с C. В C++ часто используются те же термины, что и в С, но за ними кроются совершенно иной смысл и правила применения. Например, возьмем примитивный целый тип.

int x = 17;

В C++ это будет экземпляр встроенного «класса» int. В С это будет... просто int. Встроенные классы имеют свои конструкторы. У класса int есть конструктор с одним аргументом, который инициализирует объект передаваемым значением. Теоретически существует и деструктор, хотя он ничего не делает и ликвидируется всеми нормальными разработчиками компиляторов в процессе оптимизации. Важно осознать, что встроенные типы за очень редкими исключениями подчиняются тем же базовым правилам, что и ваши расширенные типы.

Вы должны понимать эту теоретическую особенность C++, чтобы правильно относиться к стековым и динамическим объектам и связанным с ними переменным.

Размещение в стеке

Чтобы выделить память для стековой переменной в области действия блока, достаточно просто объявить ее обычным образом.

int i;

foo f(constructor args);

Перед выходом из блока вызываются деструкторы i и f

Стековые объекты существуют лишь в границах содержащего их блока. При выходе за его пределы автоматически вызывается деструктор. Разумеется, получение адреса стекового объекта - дело рискованное, если только вы абсолютно, стопроцентно не уверены, что этот указатель не будет использован после выхода за пределы области действия объекта. Все фрагменты наподобие приведенного ниже всегда считаются потенциально опасными:

int i;

foo f;

SomeFunction(&f);

Без изучения функции SomeFunction невозможно сказать, безопасен ли этот фрагмент. SomeFunction может передать адрес дальше или сохранить его в какой-нибудь переменной, а по закону Мэрфи этот адрес наверняка будет использован уже после уничтожения объекта f. Даже если сверхтщательный анализ SomeFunction покажет, что адрес не сохраняется после вызова, через пару лет какой-нибудь новый программист модифицирует SomeFunction, продлит существование адреса на пару машинных команд и - БУМ!!! Лучше полностью исключить такую возможность и не передавать адреса стековых объектов.

Динамическое размещение

Чтобы выделить память для объекта в куче (heap), воспользуйтесь оператором new. foo* f = new foo(constructor args);

Вроде бы все просто. Оператор new выделяет память и вызывает соответствующий конструктор на основании переданных аргументов. Но когда этот объект уничтожается? Подробный ответ на этот вопрос займет примерно треть книги, но я не буду вдаваться в технические детали и отвечу так: «Когда

кто-нибудь вызовет оператор delete для его адреса». Сам по себе объект из памяти не удалится; вы должны явно сообщить своей программе, когда его следует уничтожить.

Указатели и ссылки

Попытки связать указатели с динамическими объектами часто приводят к недоразумениям. В сущности, они не имеют друг с другом ничего общего. Вы можете получить адрес стекового объекта и выполнить обратное преобразование, то есть разыменование (dereferencing) адреса динамического объекта. И на то, и на другое можно создать ссылку.

foo f;

foo* p = &f;

f.MemberFn(); Использует сам объект

p->MemberFn(); Использует его адрес p = new foo;

foo& r = *p; Ссылка на объект

r.MemberFn(); То же, что и p->MemberFn()

Как видите, выбор оператора . или -> зависит от типа переменной и не имеет отношения к атрибутам самого объекта. Раз уж мы заговорили об этом, правильные названия этих операторов (. и ->) - селекторы членов класса (member selectors). Если вы назовете их «точкой» или «стрелкой» на семинаре с коктейлями, наступит гробовая тишина, все повернутся и презрительно посмотрят на вас, а в дальнем углу кто-нибудь выронит свой бокал.

Недостатки стековых объектов

Если использовать оператор delete для стекового объекта, то при большом везении ваша программа просто грохнется. А если вам (как и большинству из нас) не повезет, то программа начнет вести себя, как ревнивая любовница - она будет вытворять, всякие гадости в разных местах памяти, но не скажет, на что же она разозлилась. Дело в том, что в большинстве реализаций C++ оператор new записывает пару скрытых байтов перед возвращаемым адресом. В этих байтах указывается размер выделенного блока. По ним оператор delete определяет, сколько памяти за указанным адресом следует освободить. При выделении памяти под стековые объекты оператор new не вызывается, поэтому эти дополнительные данные отсутствуют. Если вызвать оператор delete для стекового объекта, он возьмет содержимое стека над вашей переменной и интерпретирует его как размер освобождаемого блока.

Итак, мы знаем по крайней мере две причины, по которым следует избегать стековых объектов - если у вас нет действительно веских доводов в их пользу:

1. Адрес стекового объекта может быть сохранен и использован после выхода за границы области действия объекта.

2. Адрес стекового объекта может быть передан оператору delete.

Следовательно, для стековых объектов действует хорошее правило: Никогда не получайте их адреса или адреса их членов.

Достоинства стековых объектов

С другой стороны, память в стеке выделяется с головокружительной быстротой - так же быстро, как компилятор выделяет память под другие автоматические переменные (скажем, целые). Оператор new (по крайней мере, его стандартная версия) тратит несколько тактов на то, чтобы решить, откуда взять блок памяти и где оставить данные для его последующего освобождения. Быстродействие - одна из веских причин в пользу выделения памяти из стека. Как вы вскоре убедитесь, существует немало способов ускорить работу оператора new, так что эта причина менее важна, чем может показаться с первого взгляда.