Мельчайшей независимой частью С++ программы является инструкция. Она соответствует предложению естественного языка, но завершается точкой с запятой (;), а не точкой. Выражение С++ (например, ival + 5) становится простой инструкцией, если после него поставить точку с запятой. Составная инструкция – это последовательность простых, заключенная в фигурные скобки. По умолчанию инструкции выполняются в порядке записи. Как правило, последовательного выполнения недостаточно для решения реальных задач. Специальные управляющие конструкции позволяют менять порядок действий в зависимости от некоторых условий и повторять составную инструкцию определенное количество раз. Инструкции if, if-else и switch обеспечивают условное выполнение. Повторение обеспечивается инструкциями цикла while, do-while и for. 5.1. Простые и составные инструкции
Простейшей формой является пустая инструкция. Вот как она выглядит:
Code
; // пустая инструкция
Пустая инструкция используется там, где синтаксис С++ требует употребления инструкции, а логика программы – нет. Например, в следующем цикле while, копирующем одну строку в другую, все необходимые действия производятся внутри круглых скобок (условной части инструкции). Однако согласно правилам синтаксиса С++ после while должна идти инструкция. Поскольку нам нечего поместить сюда (вся работа уже выполнена), приходится оставить это место пустым:
Code
while ( *string++ = inBuf++ )
; // пустая инструкция
Случайное появление лишней пустой инструкции не вызывает ошибки компиляции. Например, такая строка
Code
ival = dval + sval;; // правильно: лишняя пустая инструкция
состоит из двух инструкций – сложения двух величин с присваиванием результата переменной ival и пустой.
Простая инструкция состоит из выражения, за которым следует точка с запятой. Например:
Code
// простые инструкции
int ival = 1024; // инструкция определения переменной
ival; // выражение
ival + 5; // еще одно выражение
ival = ival +5; // присваивание
Условные инструкции и инструкции цикла синтаксически требуют употребления единственной инструкции, связанной с ними. Однако, как правило, этого недостаточно. В таких случаях употребляются составные инструкции – последовательность простых, заключенная в фигурные скобки:
Code
if ( ival0 > ival1 ) {
// составная инструкция, состоящая
// из объявления и двух присваиваний
int temp = ivalO;
ivalO = ival1;
ival1 = temp;
}
Составная инструкция может употребляться там же, где простая, и не нуждается в завершающей точке с запятой.
Пустая составная инструкция эквивалентна пустой простой. Приведенный выше пример с пустой инструкцией можно переписать так:
Code
while ( *string++ = *inBuf++ )
{} // пустая инструкция
Составную инструкцию, содержащую определения переменных, часто называют блоком. Блок задает локальную область видимости в программе – идентификаторы, объявленные внутри блока (как temp в предыдущем примере), видны только в нем. (Блоки, области видимости и время жизни объектов рассматриваются в главе 8.)
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------ 5.2. Инструкции объявления
В С++ определение объекта, например
рассматривается как инструкция объявления (хотя в данном случае более правильно было бы сказать определения). Ее можно использовать в любом месте программы, где разрешено употреблять инструкции. В следующем примере объявления помечены комментарием //#n, где n – порядковый номер.
Code
#include <fstream>
#include <string>
#include <vector>
int main()
{
string fileName; // #1
cout << "Введите имя файла: ";
cin >> fileName;
if ( fileName.empty() ) {
// странный случай
cerr << "Пустое имя файла. Завершение работы.\n";
return -1;
}
ifstream inFile( fileName.c_str() ); // #2
if ( ! inFile ) {
cerr << "Невозможно открыть файл.\n";
return -2;
}
string inBuf; // #3
vector< string > text; // #4
while ( inFile >> inBuf ) {
for ( int ix = 0; ix < inBuf .size(); ++ix ) // #5
// можно обойтись без ch,
// но мы использовали его для иллюстрации
if (( char ch = inBuf[ix] )=='.'){ // #6
ch = '_';
inBuf[ix] = ch;
}
text.push_back( inBuf );
}
if ( text.empty() )
return 0;
// одна инструкция объявления,
// определяющая сразу два объекта
vector<string>::iterator iter = text.begin(), // #7
iend = text.end();
while ( iter != -iend ) {
cout << *iter << '\n';
++iter;
}
return 0;
}
Программа содержит семь инструкций объявления и восемь определений объектов. Объявления действуют локально; переменная объявляется непосредственно перед первым использованием объекта.
В 70-е годы философия программирования уделяла особое внимание тому, чтобы определения всех объектов находились в начале программы или блока, перед исполняемыми инструкциями. (В С, например, определение переменной не является инструкцией и обязано располагаться в начале блока.) В некотором смысле это была реакция на идиому использования переменных без предварительного объявления, чреватую ошибками. Такую идиому поддерживал, например, FORTRAN.
Поскольку в С++ объявление является обычной инструкцией, ему разрешено появляться в любом месте программы, где допустимо употребление инструкции, что дает возможность использовать локальные объявления.
Необходимо ли это? Для встроенных типов данных применение локальных объявлений является скорее вопросом вкуса. Язык их поощряет , разрешая объявлять переменные внутри условных частей инструкций if, if-else, switch, while, for. Те программисты, которые любят этот стиль, верят, что таким образом делают свои программы более понятными.
Локальные объявления становятся необходимостью, когда мы используем объекты классов, имеющие конструкторы и деструкторы. Если мы помещаем все объявления в начало блока или функции, происходят две неприятные вещи:
конструкторы всех объектов вызываются перед исполнением первой инструкции блока. Применение локальных объявлений позволяет “размазать” расходы на инициализацию по всему блоку;
что более важно, блок или функция могут завершиться до того, как будут действительно использованы все объявленные в начале объекты. Скажем, наша программа из предыдущего примера имеет два аварийных выхода: при вводе пользователем пустого имени файла и при невозможности открыть файл с заданным именем. При этом последующие инструкции функции уже не выполняются. Если бы объекты inBuf и next были объявлены в начале блока, конструкторы и деструкторы этих объектов в случае ненормального завершения функции вызывались бы совершенно напрасно. Инструкция объявления может состоять из одного или более определений. Например, в нашей программе мы определяем два итератора вектора в одной инструкции:
Code
// одна инструкция объявления,
// определяющая сразу два объекта
vector<string>::iterator iter = text.begin(),
lend = text.end();
Эквивалентная пара, определяющая по одному объекту, выглядит так:
Code
vector<string>::iterator iter = text.begin();
vector<string>::iterator lend = text.end();
Хотя определение одного или нескольких объектов в одном предложении является скорее вопросом вкуса, в некоторых случаях – например, при одновременном определении объектов, указателей и ссылок – это может спровоцировать появление ошибок. Скажем, в следующей инструкции не совсем ясно, действительно ли программист хотел определить указатель и объект или просто забыл поставить звездочку перед вторым идентификатором (используемые имена переменных наводят на второе предположение):
// то ли хотел определить программист?
Эквивалентная пара инструкций не позволит допустить такую ошибку:
Code
string *ptr1;
string *ptr2;
В наших примерах мы обычно группируем определения объектов в инструкции по сходству употребления. Например, в следующей паре
Code
int aCnt=0, eCnt=0, iCnt=0, oCnt=0, uCnt=0;
int charCnt=0, wordCnt=0;
первая инструкция объявляет пять очень похожих по назначению объектов – счетчиков пяти гласных латинского алфавита. Счетчики для подсчета символов и слов определяются во второй инструкции. Хотя такой подход нам кажется естественным и удобным, нет никаких причин считать его хоть чем-то лучше других.
