Справочное руководство по C++ - Бьярн Страустрап

struct S {

 S(int);

};

void foo(double a)

{

 S x(int(a)); // описание функции

 S y((int)a); // описание объекта

 S z = int(a); // описание объекта

}

R.8.2 Смысл описателей

Список описателей следует после (возможно пустого) списка спецификаций-описания (§R.7.1). Каждый описатель содержит в точности одно имя-из-описателя, которое задает описываемый идентификатор. Если не считать описаний некоторых специальных функций (§R.12.3, §R.13.4), имя-из-описателя является просто идентификатором. Спецификации auto, static, extern, register, friend, inline, virtual или typedef относятся непосредственно к каждому имени-из-описателя из списка описателей. Тип каждого имени-из-описателя определяется как спецификацией-описания (§R.7.1), так и его описателем.

Таким образом, описание некоторого идентификатора имеет вид

T D

где T обозначает тип, а D - описатель. Если в описании D есть идентификатор без скобок, то тип этого идентификатора есть T.

В описании, где D имеет вид

( D1 )

тип D1 такой же, как и тип D. Наличие скобок не меняет типа заключенного в них имени-из-описателя, но для сложных описателей оно может повлиять на порядок применения операций.

R.8.2.1 Указатели

В описании T D, в котором D имеет вид

* список-спецификаций-cv opt D1

тип описываемого идентификатора есть

"… список-спецификаций-cv указатель на T". Конструкция список-спецификаций-cv относится к указателю, а не к указуемому объекту.

Например, в описаниях

const ci = 10, *pc = &ci, *const cpc = pc;

int i *p, *const cp = &i;

определяются: ci как константа целое; pc как указатель на константу целое; cpc как константа указатель на константу целое; i как целое; p как указатель на целое; и cp как константа указатель на целое. После инициализации значения ci, cpc и cp не могут быть изменены. Значение pc можно изменять так же, как и значение объекта, на который указывает cp. Приведем примеры допустимых операций:

i = ci;

*cp = ci;

pc++;

pc = cpc;

pc = p;

Недопустимы следующие операции:

ci = 1; // ошибка

ci++; // ошибка

*pc = 2; // ошибка

cp = &ci; // ошибка

cpc++; // ошибка

p = pc; // ошибка

Каждая из этих операций недопустима или потому, что она изменяет значение объекта, описанного со спецификацией const, или потому, что делает такое изменение возможным позднее с помощью указателя, настроенного на объект без спецификации const.

Аналогична ситуация со спецификацией volatile.

Обратитесь к §R.5.17 и §R.8.4.

Нельзя описывать указатели на ссылки (§R.8.2.2) или указатели на битовые поля (§R.9.6).

R.8.2.2 Ссылки

В описании T D, в котором D имеет вид

& список-спецификаций-cv opt D1

тип описываемого идентификатора есть "…список-спецификаций-cv ссылка на T". Тип void& недопустим.

Например, во фрагменте

void f(double& a) { a += 3.14; }

//…

double d = 0;

f(d);

a описывается как параметр, являющийся ссылкой, поэтому вызов f(d) приведет к увеличению d на 3.14. Во фрагменте

int v[20];

//…

int& g(int i) { return v[i]; }

//…

g(3) = 7;

описывается: функция g() возвращает ссылку на целое; поэтому оператор g() = 7; присвоит 7 четвертому элементу массива v. Рассмотрим следующий программный фрагмент:

struct link {

 link* next;

};

link* first;

void h(link*& p) // `p' ссылка на указатель

{

 p-›next = first;

 first = p;

 p = 0;

}

void k()

{

 link* q = new link;

 h(q);

}

Здесь p описано как ссылка на указатель на link, поэтому вызов h(q) не изменит значение q, равное 0, см. также §R.8.4.3.

Недопустимы ссылки на ссылки, ссылки на битовые поля (§R.9.6), массивы ссылок и указатели на ссылки. Описание ссылки должно содержать инициализатор (§R.8.4.3), за исключением тех случаев, когда описание содержит явную спецификацию extern (§R.7.1.1), или является описанием члена класса (§R.9.2) при описании самого класса, или является описанием параметра или возвращаемого типа (§R.8.2.5), см. также §R.3.1.

R.8.2.3 Указатели на члены

В описании T D, в котором D имеет вид

полное-имя-класса :: * список-спецификаций-cv opt D1

тип описываемого идентификатора есть "… список-спецификаций-cv указатель на член класса полное-имя-класса типа T".

Например, во фрагменте

class X {

public:

 void f(int);

 int a;

};

int X::* pmi = &X::a;

void (X::* pmf)(int) = &X::f;

pmi и pmf описываются как указатель на член X типа T и указатель на член X типа void(int) соответственно. Эти объекты можно использовать так:

X obj;

//…

obj.*pmi = 7; // присвоить 7 члену obj типа int

(obj.*pmf)(7); // вызвать функцию-член obj

 // с параметром 7

Отметим, что указатель на член нельзя настроить на статический член класса (§R.9.4), см. также §R.5.5 и §R.5.3.

R.8.2.4 Массивы

В описании T D, в котором D имеет вид

D1 [ выражение-константа opt ]

описывается идентификатор типа "… массив T". Если выражение-константа присутствует (§R.5.19), то оно должно иметь целочисленный тип и значение, большее 0. Это выражение задает число элементов массива. Если значение выражения-константы есть N, то массив имеет N элементов с индексами от 0 до N-1.

Массив можно образовывать из: одного из основных типов (за исключением void), указателя, указателя на члены, класса, перечисления или из другого массива.

Если подряд идут несколько спецификаций "массив…", образуется многомерный массив, причем выражение-константа, задающее границы массива, может отсутствовать только для первого массива. Такое умолчание полезно в случае параметров функции типа массив, а также когда массив является внешним, а его определение, с которым связано резервирование памяти, находится в другом месте. Первое выражение-константа может быть пропущено и в том случае, если за описателем следует список-инициализаторов (§R.8.4). Тогда размер массива определяется числом элементов, приведенных в инициализаторе (§R.8.4.1).

В описании

float fa[17], *afp[17];

описаны массив чисел типа float и массив указателей на числа типа float, а в описании

static int x3d[3][5][7];

описан статический трехмерный массив целых размера 3×5×7. Строго говоря, x3d является массивом из трех элементов, каждый из которых есть массив из пяти массивов, а каждый из последних является массивом из семи целых. В выражении допустимо появление любого из следующих выражений: x3d, x3d[i], x3d[i][j], x3d[i][j][k].

Если в выражении участвует идентификатор типа массив, то, исключая случаи операнда в операциях sizeof или& и инициализатора для ссылки (§R.8.4.3), его тип преобразуется в указатель на первый элемент массива. Несмотря на это преобразование, массивы не являются изменяемыми адресами. Если не считать случай использования массива при описании класса (§R.13.4.5), операция индексации определяется так, что E1[E2] совпадает с *((E1) + (E2)). С учетом правил преобразования типов для операции +, если E1 есть массив, а E2 целое, то E1[E2] указывает на E2-элемент из E1. Поэтому, несмотря на свой асиметричный вид, индексация - коммутативная операция.

Аналогичное правило действует и для многомерных массивов. Если E - n-мерный массив размера ixjx…xk, то в выражении он преобразуется в указатель на (n-1)-мерный массив размера jx…xk. Если к этому указателю явно или неявно в результате индексации применяется операция *, указуемый (n-1)-мерный массив сам немедленно преобразуется в указатель.

Например, рассмотрим описание

int x[3][5];

Здесь описан массив из 3×5 целых. Если в выражении появляется x, то оно преобразуется в указатель на первый массив из пяти целых. Если в выражении появляется x[i], что эквивалентно *(x+i), в начале x преобразуется в указатель, как было сказано выше, затем x+i преобразуется к типу x, для чего необходимо i умножить на размер объекта, на который указывает x, т.е. на размер пяти целых. Затем происходит сложение и применяется косвенность, после чего получим массив (из пяти целых), который в свою очередь преобразуется в указатель на первое из целых. Если есть еще одна индексация, процесс повторяется, и на этот раз мы получим в результате целое.

Из всего этого следует, что массивы в C++ хранятся по строкам (последний индекс изменяется быстрее всего), а значение первого индекса из описания позволяет вычислить размер памяти, необходимой для массива, однако при вычислении индексного выражения первый индекс роли не играет.