Дополнительные директивы препроцессора

Директива #pragma используется для выдачи дополнительных указаний компилятору. Например, не выдавать предупреждений при компиляции, или вставить дополнительную информацию для отладчика. Конкретные возможности директивы #pragma у разных компиляторов различные.

Директива #error выдает сообщение и завершает компиляцию. Например, конструкция

#ifndef unix#error "Программу можно компилировать только для Unix!"#endif

выдаст сообщение и не даст откомпилировать исходный файл, если макроимя unix не определено.

Директива #line изменяет номер строки и имя файла, которые хранятся в предопределенных макроименах __LINE__ и __FILE__.

Кроме директив, у препроцессора есть одна операция ##, которая соединяет строки, например A ## B.

Лекция 16 Определение, время жизни и области видимости переменных в больших программах

Файлы и переменные

Автоматические переменные определены внутри какой-либо функции или метода класса. Назначение автоматических переменных – хранение каких-либо данных во время выполнения функции или метода. По завершении выполнения этой функции автоматические переменные уничтожаются и данные теряются. С этой точки зрения автоматические переменные представляют собой временные переменные.

Иногда временное хранилище данных требуется на более короткое время, чем выполнение всей функции. Во- первых, поскольку в Си++ необязательно, чтобы все используемые переменные были определены в самом начале функции или метода, переменную можно определить непосредственно перед тем, как она будет использоваться. Во-вторых, переменную можно определить внутри блока – группы операторов, заключенных в фигурные скобки. При выходе из блока такая переменная уничтожается еще до окончания выполнения функции. Третьей возможностью временного использования переменной является определение переменной в заголовке цикла for только для итераций этого цикла:

funct(int N, Book[]& bookArray){ int x; // автоматическая переменная x for (int i = 0; i < N; i++) { // переменная i определена только на время // выполнения цикла for String s; // новая автоматическая переменная создается // при каждой итерации цикла заново s.Append(bookArray[i].Title()); s.Append(bookArray[i].Author()); cout << s; } cout << s;} // ошибка, переменная s не существует

Если переменную, определенную внутри функции или блока, описать как статическую, она не будет уничтожаться при выходе из этого блока и будет хранить свое значение между вызовами функции. Однако при выходе из соответствующего блока эта переменная станет недоступна, иными словами, невидима для программы. В следующем примере переменная allAuthors накапливает список авторов книг, переданных в качестве аргументов функции funct за все ее вызовы:

funct(int n, Book[]& bookArray){ for (int i = 0; i < n; i++) { static String allAuthors; allAuthors.Append(bookArray[i].Author()); cout << allAuthors; // авторы всех ранее обработанных книг, в // том числе в предыдущих вызовах функции } cout << allAuthors; // ошибка, переменная недоступна}

Общие данные

Иногда необходимо, чтобы к одной переменной можно было обращаться из разных функций. Предположим, в нашей программе используется генератор случайных чисел. Мы хотим инициализировать его один раз, в начале выполнения программы, а затем обращаться к нему из разных частей программы. Рассмотрим несколько возможных реализаций.

Во-первых, определим класс RandomGenerator с двумя методами: Init, для инициализации генератора, и GetNumber — для получения следующего числа.

//// файл RandomGenerator.h//class RandomGenerator{public: RandomGenerator(); ~RandomGenerator(); void Init(unsigned long start); unsigned long GetNumber();private: unsigned long previousNumber;};//// файл RandomGenerator.cpp//#include "RandomGenerator.h"#include <time.h>voidRandomGenerator::Init(unsigned long x){ previousNumber = x;}unsigned longRandomGenerator::GetNumber(void){ unsigned long ltime; // получить текущее время в секундах, // прошедших с полуночи 1 января 1970 года time(&ltime); ltime <<= 16; ltime >>= 16; // взять младшие 16 битов previousNumber = previousNumber * ltime; return previousNumber;}

Первый вариант состоит в создании объекта класса RandomGenerator в функции main и передаче ссылки на него во все функции и методы, где он потребуется.

// файл main.cpp#include "RandomGenerator.h"main(){ RandomGenerator rgen; rgen.Init(1000); fun1(rgen); . . . Class1 b(rgen); . . . fun2(rgen);}voidfun1(RandomGenerator& r){ unsigned long x = r.GetNumber(); . . . }// файл class.cpp#include "RandomGenerator.h"Class1::Class1(RandomGenerator& r){ . . .}voidfun2(RandomGenerator& r){ unsigned long x = r.GetNumber(); . . . }

Поскольку функция main завершает работу программы, все необходимые условия выполнены: генератор случайных чисел создается в самом начале программы, все объекты и функции обращаются к одному и тому же генератору, и генератор уничтожается по завершении программы. Такой стиль программирования допустимо использовать только в том случае, если передавать ссылку на используемый экземпляр объекта требуется нечасто. В противном случае этот способ крайне неудобен. Передавать ссылку на один и тот же объект утомительно, к тому же это загромождает интерфейс классов.

Глобальные переменные

Язык Си++ предоставляет возможность определения глобальной переменной. Если переменная определена вне функции, она создается в самом начале выполнения программы (еще до начала выполнения main). Эта переменная доступна во всех функциях того файла, где она определена. Аналогично прототипу функции, имя глобальной переменной можно объявить в других файлах и тем самым предоставить возможность обращаться к ней и в других файлах:

// файл main.cpp#include "RandomGenerator.h"// определение глобальной переменной RandomGenerator rgen;main(){ rgen.Init(1000);}voidfun1(void){ unsigned long x = rgen.GetNumber(); . . . }// файл class.cpp #include "RandomGenerator.h"// объявление глобальной переменной, // внешней по отношению к данному файлу extern RandomGenerator rgen;Class1::Class1(){ . . .}voidfun2(){ unsigned long x = rgen.GetNumber(); . . . }

Объявление внешней переменной можно поместить в файл-заголовок. Тогда не нужно будет повторять объявление переменной с описателем extern в каждом файле, который ее использует.

Модификацией определения глобальной переменной является добавление описателя static. Для глобальной переменной описатель static означает то, что эта переменная доступна только в одном файле – в том, в котором она определена. (Правда, в данном примере такая модификация недопустима – нам-то как раз нужно, чтобы к глобальной переменной rgen можно было обращаться из разных файлов.)