"Начнем с того, что вздернем
всех этих законников, языковедов".
("Король Генрих VI", действие II)
В этой главе содержится краткий обзор основных концепций и конструкций
языка С++. Он служит для беглого знакомства с языком. Подробное описание
возможностей языка и методов программирования на нем дается в следующих
главах. Разговор ведется в основном вокруг абстракции данных и
объектно-ориентированного программирования, но перечисляются и основные
возможности процедурного программирования.
1.1 ВВЕДЕНИЕ
Язык программирования С++ задумывался как язык, который будет:
- лучше языка С;
- поддерживать абстракцию данных;
- поддерживать объектно-ориентированное программирование.
В этой главе объясняется смысл этих фраз без подробного описания
конструкций языка.
$$1.2 содержит неформальное описание различий "процедурного",
"модульного" и "объектно-ориентированного" программирования. Приведены
конструкции языка, которые существенны для каждого из перечисленных стилей
программирования. Свойственный С стиль программирования обсуждается в
разделах "процедурное программирование и "модульное программирование".
Язык С++ - "лучший вариант С". Он лучше поддерживает такой стиль
программирования, чем сам С, причем это делается без потери какой-либо
общности или эффективности по сравнению с С. В то же время язык C
является подмножеством С++. Абстракция данных и объектно-ориентированное
программирование рассматриваются как "поддержка абстракции данных" и
"поддержка объектно- ориентированного программирования". Первая базируется
на возможности определять новые типы и работать с ними, а вторая - на
возможности задавать иерархию типов.
$$1.3 содержит описание основных конструкций для процедурного и
модульного программирования. В частности, определяются функции, указатели,
циклы, ввод-вывод и понятие программы как совокупности раздельно
транслируемых модулей. Подробно эти возможности описаны в главах 2, 3 и 4.
$$1.4 содержит описание средств, предназначенных для эффективной
реализации абстракции данных. В частности, определяются классы, простейший
механизм контроля доступа, конструкторы и деструкторы, перегрузка
операций, преобразования пользовательских типов, обработка особых ситуаций
и шаблоны типов. Подробно эти возможности описаны в главах 5, 7, 8 и 9.
$$1.5 содержит описание средств поддержки объектно-ориентированного
программирования. В частности, определяются производные классы и
виртуальные функции, обсуждаются некоторые вопросы реализации. Все это
подробно изложено в главе 6.
$$1.6 содержит описание определенных ограничений на пути
совершенствования как языков программирования общего назначения вообще,
так и С++ в частности. Эти ограничения связаны с эффективностью, с
противоречащими друг другу требованиями разных областей приложения,
проблемами обучения и необходимостью трансляции и выполнения программ в
старых системах.
Если какой-то раздел окажется для вас непонятным, настоятельно
советуем прочитать соответствующие главы, а затем, ознакомившись с
подробным описанием основных конструкций языка, вернуться к этой главе.
Она нужна для того, чтобы можно было составить общее представление о
языке. В ней недостаточно сведений, чтобы немедленно начать
программировать.
1.2 Парадигмы программирования
Объектно-ориентированное программирование - это метод
программирования, способ написания "хороших" программ для множества задач.
Если этот термин имеет какой-то смысл, то он должен подразумевать: такой
язык программирования, который предоставляет хорошие возможности для
объектно-ориентированного стиля программирования.
Здесь следует указать на важные различия. Говорят, что язык
поддерживает некоторый стиль программирования, если в нем есть такие
возможности, которые делают программирование в этом стиле удобным
(достаточно простым, надежным и эффективным). Язык не поддерживает
некоторый стиль программирования, если требуются большие усилия или даже
искусство, чтобы написать программу в этом стиле. Однако это не означает,
что язык запрещает писать программы в этом стиле. Действительно, можно
писать структурные программы на Фортране и объектно-ориентированные
программы на С, но это будет пустой тратой сил, поскольку данные языки не
поддерживают указанных стилей программирования.
Поддержка языком определенной парадигмы (стиля) программирования явно
проявляется в конкретных языковых конструкциях, рассчитанных на нее. Но
она может проявляться в более тонкой, скрытой форме, когда отклонение от
парадигмы диагностируется на стадии трансляции или выполнения программы.
Самый очевидный пример - это контроль типов. Кроме того, языковая
поддержка парадигмы может дополняться проверкой на однозначность и
динамическим контролем. Поддержка может предоставляться и помимо самого
языка, например, стандартными библиотеками или средой программирования.
Нельзя сказать, что один язык лучше другого только потому, что в нем
есть возможности, которые в другом отсутствуют. Часто бывает как раз
наоборот. Здесь более важно не то, какими возможностями обладает язык, а
то, насколько имеющиеся в нем возможности поддерживают избранный стиль
программирования для определенного круга задач. Поэтому можно
сформулировать следующие требования к языку:
[1] Все конструкции языка должны естественно и элегантно определяться
в нем.
[2] Для решения определенной задачи должна быть возможность
использовать сочетания конструкций, чтобы избежать необходимости вводить
для этой цели новую конструкцию.
[3] Должно быть минимальное число неочевидных конструкций специального
назначения.
[4] Конструкция должна допускать такую реализацию, чтобы в
неиспользующей ее программе не возникло дополнительных расходов.
[5] Пользователю достаточно знать только то множество конструкций,
которое непосредственно используется в его программе.
Первое требование апеллирует к логике и эстетическому вкусу. Два
следующих выражают принцип минимальности. Два последних можно иначе
сформулировать так: "то, чего вы не знаете, не сможет нанести вам вреда".
С учетом ограничений, указанных в этих правилах, язык С++
проектировался для поддержки абстракции данных и объектно-ориентированного
программирования в добавление к традиционному стилю С. Впрочем, это не
значит, что язык требует какого-то одного стиля программирования от всех
пользователей.
Теперь перейдем к конкретным стилям программирования и посмотрим
каковы основные конструкции языка, их поддерживающие. Мы не собираемся
давать полное описание этих конструкций.
Достарыңызбен бөлісу: |