Кодировка, многобайтовые символы
Мы уже упоминали о наличии разных кодировок букв, цифр, знаков препинания и т.д. Алфавит большинства европейских языков может быть представлен однобайтовыми числами (т.е. кодами в диапазоне от 0 до 255). В большинстве кодировок принято, что первые 127 кодов отводятся для символов, входящих в набор ASCII: ряд специальных символов, латинские заглавные и строчные буквы, арабские цифры и знаки препинания. Вторая половина кодов – от 128 до 255 отводится под буквы того или иного языка. Фактически, вторая половина кодовой таблицы интерпретируется по-разному, в зависимости от того, какой язык считается "текущим". Один и тот же код может соответствовать разным символам в зависимости от того, какой язык считается "текущим".
Однако для таких языков, как китайский, японский и некоторые другие, одного байта недостаточно – алфавиты этих языков насчитывают более 255 символов.
Перечисленные выше проблемы привели к созданию многобайтовых кодировок символов. Двухбайтовые символы в языке C++ представляются с помощью типа wchar_t :
Тип wchar_t иногда называют расширенным типом символов, и детали его реализации могут варьироваться от компилятора к компилятору, в том числе может меняться и количество байт, которое отводится под один символ. Тем не менее, в большинстве случаев используется именно двухбайтовое представление.
Константы типа wchar_t записываются в виде L'ab'.
Наборы перечисляемых значений
Достаточно часто в программе вводится тип, состоящий лишь из нескольких заранее известных значений. Например, в программе используется переменная, хранящая величину, отражающую время суток, и мы решили, что будем различать ночь, утро, день и вечер. Конечно, можно договориться обозначить время суток числами от 1 до 4. Но, во-первых, это не наглядно. Во-вторых, что даже более существенно, очень легко сделать ошибку и,например, использовать число 5, которое не соответствует никакому времени дня. Гораздо удобней и надежнее определить набор значений с помощью типа enum языка C++:
enum DayTime { morning, day, evening, night };Теперь можно определить переменную
DayTime current;которая хранит текущее время дня, а затем присваивать ей одно из допустимых значений типа DayTime:
current = day;Контроль, который осуществляет компилятор при использовании в программе этой переменной, гораздо более строгий, чем при использовании целого числа.
Для наборов определены операции сравнения на равенство (==) и неравенство (!=) с атрибутами этого же типа, т.е.
if (current != night) // выполнить работу
Вообще говоря, внутреннее представление значений набора – целые числа. По умолчанию элементам набора соответствуют последовательные целые числа, начиная с 0. Этим можно пользоваться в программе. Во-первых, можно задать, какое число какому атрибуту набора будет соответствовать:
enum { morning = 4, day = 3, evening = 2, night = 1 }; // последовательные числа начиная с 1enum { morning = 1, day, evening, night }; // используются числа 0, 2, 3 и 4enum { morning, day = 2, evening, night };Во-вторых, атрибуты наборов можно использовать в выражениях вместо целых чисел. Преобразования из набора в целое и наоборот разрешены.
Однако мы не рекомендуем так делать. Для работы с целыми константами лучше применять символические обозначения констант, а наборы использовать по их прямому назначению.
Лекция 8 Классы и объекты
Понятие класса
До сих пор мы говорили о встроенных типах, т.е. типах, определенных в самом языке. Классы - это типы, определенные в конкретной программе. Определение класса включает в себя описание, из каких составных частей или атрибутов он состоит и какие операции определены для класса.
Предположим, в программе необходимо оперировать комплексными числами. Комплексные числа состоят из вещественной и мнимой частей, и с ними можно выполнять арифметические операции.
class Complex {public: int real; // вещественная часть int imaginary; // мнимая часть void Add(Complex x); // прибавить комплексное число};Приведенный выше пример - упрощенное определение класса Complex, представляющее комплексное число. Комплексное число состоит из вещественной части - целого числа real и мнимой части, которая представлена целым числом imaginary. real и imaginary - это атрибуты класса. Для класса Complex определена одна операция или метод - Add.
Определив класс, мы можем создать переменную типа Complex:
Complex number;Переменная с именем number содержит значение типа Complex, то есть содержит объект класса Complex. Имея объект, мы можем установить значения атрибутов объекта:
number.real = 1;number.imaginary = 2;
Операция "." обозначает обращение к атрибуту объекта. Создав еще один объект класса Complex, мы можем прибавить его к первому:
Complex num2;number.Add(num2);Как можно заметить, метод Add выполняется с объектом. Имя объекта (или переменной, содержащей объект, что, в сущности, одно и то же), в данном случае, number, записано первым. Через точку записано имя метода - Add с аргументом - значением другого объекта класса Complex, который прибавляется к number. Методы часто называются сообщениями. Но чтобы послать сообщение, необходим получатель. Таким образом, объекту number посылается сообщение Add с аргументом num2. Объект number принимает это сообщение и складывает свое значение со значением аргумента сообщения.
Определение методов класса
Данные рассуждения будут яснее, если мы определим, как выполняется операция сложения.
voidComplex::Add(Complex x){ this->real = this->real + x.real; this->imaginary = this->imaginary + x.imaginary;}Первые две строки говорят о том, что это метод Add класса Complex. В фигурных скобках записано определение операции или метода Add. Это определение означает следующее: для того чтобы прибавить значение объекта класса Complex к данному объекту, надо сложить вещественные части и запомнить результат в атрибуте вещественной части текущего объекта. Точно так же следует сложить мнимые части двух комплексных чисел и запомнить результат в атрибуте текущего объекта, обозначающем мнимую часть.
Запись this-> говорит о том, что атрибут принадлежит к тому объекту, который выполняет метод Add (объекту, получившему сообщение Add). В большинстве случаев this-> можно опустить. В записи определения метода какого-либо класса упоминание атрибута класса без всякой дополнительной информации означает, что речь идет об атрибуте текущего объекта.
Теперь приведем этот небольшой пример полностью:
// определение класса комплексных чиселclass Complex {public: int real; // вещественная часть int imaginary; // мнимая часть void Add(Complex x); // прибавить комплексное число};// определение метода сложенияvoidComplex::Add(Complex x){ real = real + x.real; imaginary = imaginary + x.imaginary;}intmain(){Complex number; number.real = 1; // первый объект класса Complex number.imaginary = 3; Complex num2; // второй объект класса Complex num2.real = 2; num2.imaginary = 1; number.Add(num2); // прибавить значение второго // объекта к первому return 1;}Переопределение операций
В языке C++ можно сделать так, что класс будет практически неотличим от предопределенных встроенных типов при использовании в выражениях. Для класса можно определить операции сложения, умножения и т.д. пользуясь стандартной записью таких операций, т.е. x + y. В языке C++ считается, что подобная запись - это также вызов метода с именем operator+ того класса, к которому принадлежит переменная x. Перепишем определение класса Complex:
// определение класса комплексных чиселclass Complex{public: int real; // вещественная часть int imaginary; // мнимая часть // прибавить комплексное число Complex operator+(const Complex x) const;};Вместо метода Add появился метод operator+. Изменилось и его определение. Во-первых, этот метод возвращает значение типа Complex (операция сложения в результате дает новое значение того же типа, что и типы операндов). Во-вторых, перед аргументом метода появилось ключевое слово const. Это слово обозначает, что при выполнении данного метода аргумент изменяться не будет. Также const появилось после объявление метода. Второе ключевое слово const означает, что объект, выполняющий метод, не будет изменен. При выполнении операции сложения x + y над двумя величинами x и y сами эти величины не изменяются. Теперь запишем определение операции сложения:
ComplexComplex::operator+(const Complex x) const { Complex result; result.real = real + x.real; result.imaginary = imaginary + x.imaginary; return result;}