C++: базовый курс

Тот факт, что структуры и классы — родственны, обычно никого не удивляет; однако вы можете удивиться, узнав, что объединения также связаны с классами "близкими отношениями". Согласно определению C++ объединение — это, по сути, тот же класс, в котором все члены данных хранятся в одной и той же области. (Таким образом, объединение также определяет тип класса.) Объединение может содержать конструктор и деструктор, а также функции-члены. Конечно же, члены объединения по умолчанию открыты (public), а не закрыты (private).

Рассмотрим программу, в которой объединение используется для отображения символов, составляющих содержимое старшего и младшего байтов короткого целочисленного значения (предполагается, что короткие целочисленные значения занимают в памяти компьютера два байта).

// Создание класса на основе объединения.

#include

using namespace std;

union u_type {

　u_type(short int a); // открытые члены по умолчанию

　void showchars();

　short int i;

　char ch[2];

};

// конструктор

u_type::u_type(short int a)

{

　i = a;

}

// Отображение символов, составляющих  значение типа short int.

void u_type::showchars()

{

　cout << ch[0] << " ";

　cout << ch[1] << "\n";

}

int main()

{

　u_type u(1000);

　u.showchars();

　return 0;

}

Подобно структуре, С++-объединение также произошло от своего С-предшественника. Но в C++ оно имеет более широкие "классовые" возможности. Однако лишь то, что C++ наделяет "свои" объединения более могучими средствами и большей степенью гибкости, не означает, что вы непременно должны их использовать. Если вас вполне устраивает объединение с традиционным стилем поведения, вы вольны именно таким его и использовать. Но в случаях, когда можно инкапсулировать данные объединения вместе с функциями, которые их обрабатывают, все же стоит воспользоваться С++-возможностями, что придаст вашей программе дополнительные преимущества.

Встраиваемые функции

Прежде чем мы продолжим освоение класса, сделаем небольшое, но важное отступление. Оно не относится конкретно к объектно-ориентированному программированию, но является очень полезным средством C++, которое довольно часто используется в определениях классов. Речь идет о встраиваемой, или подставляемой, функции (inline function). Встраиваемой называется функция, код которой подставляется в то место строки программы, из которого она вызывается, т.е. вызов такой функции заменяется ее кодом. Существует два способа создания встраиваемой функции. Первый состоит в использовании модификатора inline. Например, чтобы создать встраиваемую функцию f(), которая возвращает int-значение и не принимает ни одного параметра, достаточно объявить ее таким образом.

inline int f()

{

　// ...

}

Модификатор inline должен предварять все остальные аспекты объявления функции.

Встраиваемая функция — это небольшая (по объему кода) функция, код которой подставляется вместо ее вызова.

Причиной существования встраиваемых функций является эффективность. Ведь при каждом вызове обычной функции должна быть выполнена целая последовательность инструкций, связанных с обработкой самого вызова, включающего помещение ее аргументов в стек, и с возвратом из функции. В некоторых случаях значительное количество циклов центрального процессора используется именно для выполнения этих действий. Но если функция встраивается в строку программы, подобные системные затраты попросту отсутствуют, и общая скорость выполнения программы возрастает. Если же встраиваемая функция оказывается не такой уж маленькой, общий размер программы может существенно увеличиться. Поэтому лучше всего в качестве встраиваемых использовать только очень маленькие функции, а те, что побольше, — оформлять в виде обычных.

Продемонстрируем использование встраиваемой функции на примере следующей программы.

#include

using namespace std;

class cl {

　　int i; // закрытый член по умолчанию

　public:

　　int get_i();

　　void put_i(int j);

};

inline int cl::get_i()

{

　return i;

}

inline void cl::put_i(int j)

{

　i = j;

}

int main()

{

　cl s;

　s.put_i(10);

　cout << s.get_i();

　return 0;

}

Здесь вместо вызова функций get_i() и put_i() подставляется их код. Так, в функции main() строка

s.put_i(10);

функционально эквивалентна следующей инструкции присваивания:

s.i = 10;