Жасмин Бланшет - QT 4: программирование GUI на С++
Функция main() использует из стандартной библиотеки С++ функции strtod() («string to double» — преобразование строки в переменную двойной точности), cout (стандартный поток вывода С++) и cerr (стандартный поток вывода сообщений об ошибках С++) для преобразования аргумента командной строки в тип double и для вывода текста на консоль. Строки, числа и маркеры конца строки (endl) выводятся с помощью оператора <<, который также используется для сдвига битов. Чтобы воспользоваться этой стандартной функциональностью, необходимо включить директивы #include, расположенные в строках 1 и 2.
Директива using namespace в строке 3 указывает компилятору на то, что мы хотим импортировать в глобальное пространство имен все идентификаторы, объявленные в пространстве имен std. Это позволяет нам пользоваться записью strtod(), cout, cerr и endl вместо указания полных имен: std::strtod(), std::cout, std::cerr и std::endl. В С++ оператор :: разделяет компоненты сложного имени.
В строке 4 объявляется прототип функции. Он указывает компилятору на то, что существует функция с данными параметрами и возвращаемым значением. Реальное определение функции может находиться в той же или в другой единице компиляции. Без прототипа функции компилятор не позволил бы нам вызвать эту функцию в строке 12. Имена параметров функции указывать необязательно.
Процедура компиляции программы зависит от платформы. Например, для компиляции программы в Solaris с использованием компилятора С++ компании «Sun» мы могли бы задать следующие команды:
CC -с main.cpp
CC -с square.cpp
ld main.o square.o -о square
Первые две строки вызывают компилятор, чтобы сгенерировать файлы .о для соответствующих файлов .cpp. Третья строка вызывает компоновщик и формирует исполняемый модуль с именем square, который может запускаться следующим образом:
./square 64
Эта программа выводит на консоль следующее сообщение:
The square of 64 is 4096
(Квадрат числа 64 равен 4096)
Чтобы скомпилировать программу, вы, возможно, попросите помощи у местного опытного программиста С++. Если это не удастся сделать, можете прочитать остальную часть приложения, ничего не компилируя, и воспользоваться инструкциями в главе 1 по компиляции вашего первого приложения C++/Qt. В Qt предусмотрены утилиты, позволяющие легко создавать приложения на любой платформе.
Вернемся к нашей программе. В реальном приложении, как правило, мы размещали бы прототип функции square() в отдельном файле и включали бы этот файл во все единицы компиляции, в которых вызывается эта функция. Такой файл называется заголовочным; он обычно имеет расширение .h (часто встречаются также расширения .hh, .hpp и .hxx). Если переделать наш пример, используя заголовочный файл, то можно было бы создать файл с именем square.h, который содержит следующие строки:
1 #ifndef SQUARE_H
2 #define SQUARE_H
3 double square(double);
4 #endif
В начале и в конце заголовочного файла задаются препроцессорные директивы (#ifndef, #define и #endif). Эти директивы гарантируют однократное выполнение заголовочного файла, даже если он несколько раз включается в одну и ту же единицу компиляции (такая ситуация возникает, когда одни заголовочные файлы включают в себя другие заголовочные файлы). По принятым соглашениям используемый для этого препроцессорный символ строится на основе имени файла (в нашем примере это символ SQUARE_H). Позже в этом приложении мы вернемся к рассмотрению препроцессора.
Новый файл main.cpp будет иметь следующий вид:
01 #include <cstdlib>
02 #include <iostream>
03 #include "square.h"
04 using namespace std;
05 int main(int argc, char *argv[])
06 {
07 if (argc != 2) {
08 cerr << "Usage: square <number>" << endl;
09 return 1;
10 }
11 double n = strtod(argv[1], 0);
12 cout << "The square of " << argv[1] << " is " << square(n) << endl;
13 return 0;
14 }
Используемая в строке 3 директива #include разворачивает содержимое файла square.h. Директивы, начинающиеся с символа #, рассматриваются препроцессором С++ до фактической компиляции. В прежние дни препроцессор являлся отдельной программой, которую программист вызывал вручную перед выполнением компилятора. В современных компиляторах этап препроцессорной обработки выполняется автоматически.
Директивы #include в строках 1 и 2 разворачивают содержимое заголовочных файлов cstdlib и iostream, которые являются частью стандартной библиотеки С++. Стандартные заголовочные файлы не имеют суффикса .h. Угловые скобки вокруг имен файлов говорят о том, что заголовочные файлы располагаются в стандартном месте системы, в то время как кавычки заставляют компилятор просматривать текущий каталог. Директивы #include обычно собирают вместе и располагают в верхней части файла .cpp.
В отличие от файлов .cpp, заголовочные файлы сами по себе не являются единицей компиляции и не приводят к созданию объектных файлов. Они могут только содержать объявления, позволяющие различным единицам компиляции взаимодействовать друг с другом. Следовательно, было бы неправильно помещать реализацию функции square() в какой-нибудь заголовочный файл. Если бы мы это сделали в нашем примере, ничего плохого не случилось бы, потому что square.h включается только однажды, однако если бы мы включали square.h в несколько файлов .cpp, то получили бы несколько реализаций функции square() (по одной на каждый файл .cpp, который включает этот заголовочный файл). После этого компоновщик пожаловался бы на существование нескольких (идентичных) определений функции square() и отказался бы генерировать исполняемый модуль. И наоборот, если мы объявляем функцию, но нигде ее не реализуем, компоновщик пожалуется на наличие «неразрешенного символа».
До сих пор мы предполагали, что исполняемый модуль состоит только из объектных файлов. На практике они компонуются также с библиотеками, которые реализуют готовую функциональность. Существует два основных типа библиотек:
• статические библиотеки непосредственно помещаются в исполняемый модуль, как будто они являются объектными файлами. Это гарантирует невозможность потери библиотеки, но увеличивает размер исполняемого модуля;
• динамические библиотеки (называемые также совместно используемыми библиотеками или библиотеками DLL) располагаются в стандартном месте на машине пользователя и автоматически загружаются во время запуска приложения.
Программу square мы компонуем со стандартной библиотекой С++, которая реализована как динамическая библиотека на большинстве платформ. Сами средства разработки Qt представляют собой коллекцию библиотек, которые могут создаваться как статические или как динамические библиотеки (по умолчанию они создаются как динамические библиотеки).
Основные отличия языков
Теперь мы более внимательно рассмотрим области, в которых С++ отличается от Java и C#. Многие языковые различия объясняются особенностями скомпилированных модулей С++ и повышенным вниманием к производительности. Так, С++ не проверяет границы массивов на этапе выполнения программы и не существует сборщика мусора, восстанавливающего неиспользуемую, динамически выделенную память.
Для краткости не будут рассматриваться те конструкции С++, которые почти идентичны соответствующим конструкциям Java и C#. Кроме того, здесь не раскрываются некоторые темы С++, потому что их изучение необязательно при программировании с применением Qt. К ним относятся шаблонные классы и функции, определение объединений и использование исключений. Полное описание языка можно найти в таких книгах, как «The С++ Programming Language» (Язык программирования С++) , написанной Бьерном Страуструпом, или «С++ for Java Programmers» (С++ для программистов Java), написанной Марком Аленом Уайссом (Mark Allen Weiss).
Элементарные типы данных
Предлагаемые в С++ элементарные типы данных аналогичны тем, которые используются в Java или C#. На рис. Б.2 приводятся список элементарных типов С++ и их определение на платформах, поддерживаемых Qt 4:
• bool — булево значение,
• char — 8-битовый целый тип,
• short — 16-битовый целый тип,
• int — 32-битовый целый тип,
• long — 32- или 64-битовый целый тип,
• long long[9] — 64-битовый целый тип,
