Для большинства изучающих язык C++ стандарт ANSI остается прозрачным. Тем не менее соответствие программного продукта общепринятым стандартам ANSI важно для профессиональных программистов. Мы позаботились о том, чтобы все программы, вошедшие в эту книгу, были ANSI-совместимыми.
Подготовка к программированию
Язык C++, возможно, больше любого другого требует от программиста до написания программы провести подготовительный этап, заключающийся в ее проектировании. При решении тривиальных проблем, рассматриваемых в первых нескольких главах этой книги, можно обойтись и без затрат на проектирование. Однако сложные проблемы, с которыми профессиональные программисты сталкиваются в реальной жизни чуть ли не каждый день, действительно требуют предварительного проектирования, и чем тщательнее оно будет проведено, тем более вероятно, что программа сможет их решить, причем с минимальными затратами времени и денежных средств. При добросовестно проведенном проектировании создается программа, которую легко отладить и изменять в будущем. Было подсчитано, что около 90% стоимости программного продукта составляет стоимость отладки и настройки. Удачно выполненное проектирование может значительно уменьшить эти расходы, а значит, и стоимость проекта в целом.
Первый вопрос, который нужно задать при подготовке к проектированию любой программы, звучит примерно так: "Какую проблему я хочу решить?" Каждая программа должна иметь четкую, ясно сформулированную цель, и вы увидите, что это относится даже к простейшим программам, приведенным в этой книге.
Второй вопрос каждый уважающий себя программист поставит следующим образом: "Можно ли решить эту проблему с использованием уже имеющихся программных продуктов, т.е. не изобретая собственного колеса?" Может быть, для решения этой проблемы достаточно воспользоваться своей старой программой, ручкой и бумагой или купить у кого-то уже готовую программу? Часто такое решение может оказаться лучше, чем создание абсолютно новой программы. Программист, предлагающий такую альтернативу, никогда не пострадает от отсутствия работы: умение находить экономные решения проблем обеспечит ему популярность в будущем.
Уяснив проблему и придя к выводу, что она требует написания абсолютно новой программы, вы будете готовы к этапу проектирования.
Создание любого коммерческого приложения требует тщательного анализа проблемы и проектирования ее эффективного решения. Хотя эти этапы логически предваряют этап написания программы, все же лучше начать с изучения базового синтаксиса и семантики языка C++ еще до изучения методов формального анализа и проектирования.
Среда разработки
В этой книге предполагается, что в вашем компиляторе предусмотрен режим работы с командной для непосредственного ввода данных, минуя графический интерфейс таких систем, как Windows или Macintosh. Найдите опцию console или easy window либо обратитесь к документации, прилагаемой к компилятору.
Возможно, ваш компилятор имеет собственный встроенный текстовый редактор либо вы можете использовать любой коммерческий текстовый редактор, сохраняющий файлы в текстовом формате без атрибутов форматирования. Примерами таких редакторов могут служить Windows Notepad, команда DOS Edit, Brief, Epsilon, EMACS и vi. Такие коммерческие текстовые процессоры, как WordPerfect, Word и многие другие, также позволяют сохранять файлы в текстовом формате.
Файлы, создаваемые с помощью текстовых редакторов, называются файлами источников. Они обычно имеют расширение .cpp, .cp или .с. В этой книге файлы, содержащие листинги программ, имеют расширение . cpp, но всегда лучше просмотреть документацию компилятора, с которым вы собираетесь работать, и выяснить его предпочтения.
Примечание: Для большинства компиляторов C++ неважно, какое расширение имеет файл, содержащий исходный текст программы, хотя многие из них по умолчанию используют расширение .cpp. Однако будьте внимательны: некоторые компиляторы рассматривают файлы с расширением . с как программы на языке С, а файлы с расширением . cpp как программы на языке C++. Так что работу с компилятором всегда лучше начать с чтения документации.
Компиляция исходного кода программы
Хотя исходный текст программы, содержащийся в вашем файле, не будет понятен каждому, кто в него заглянет (особенно тем, кто незнаком с языком C++), все же он представлен в таком виде, который может быть воспринят человеком. Файл с исходным текстом программы — это еще не программа, и его нельзя выполнить или запустить.
Рекомендуется: Используйте для написания исходного текста программы простой текстовый редактор или редактор, встроенный в компилятор.
Сохраняйте свои файлы с расширением .сpp, .cp или .c.
Обращайтесь к документации компилятора и компоновщика, чтобы быть уверенным в правильном компилировании и компоновке программы.
Не рекомендуется: Не используйте текстовый процессор, который сохраняет форматированный текст. Если вам все-таки приходится обращаться к нему, сохраняйте файлы как текст ASCII.
Чтобы превратить исходный текст в программу, используется компилятор. Каким образом вызвать компилятор и как сообщить ему о местонахождении исходного текста программы, зависит от конкретного компилятора, поэтому вновь нужно заглянуть в документацию.
После завершения компиляции исходного кода создается объектный файл. Этот файл обычно имеет расширение ,obj. Но это еще не выполняемая программа. Для превращения объектного файла в исполняемый нужно запустить программу компоновки.
Создание исполняемого файла с помощью компоновщика
Программы на языке C++ обычно создаются путем компоновки одного или нескольких объектных файлов (файлов .obj) с одной или несколькими библиотеками. Библиотекой называется коллекция компонуемых файлов, которые либо поставляются вместе с компилятором, либо приобретаются отдельно, либо создаются и компилируются самим программистом. Все компиляторы C++ поставляются с библиотекой функций (или процедур) и классов, которые можно включить в программу. Функция — это программный блок, который выполняет некоторые служебные действия, например складывает два числа или выводит информацию на экран. Класс можно рассматривать как коллекцию данных и связанных с ними функций. О функциях и классах речь впереди (см. занятия 5 и 6).
Итак, чтобы создать исполняемый файл, нужно выполнить перечисленные ниже действия.
1. Создать файл с исходным текстом программы, который будет иметь расширение cpp.
2. Скомпилировать исходный код и получить объектный файл с расширением .obj.
3. Скомпоновать файл .obj с необходимыми библиотеками с целью создания исполняемого файла программы.
Цикл разработки
Если бы каждая программа заработала должным образом с первой попытки, можно было бы говорить о завершении цикла разработки: написание программы, компиляция исходного кода, компоновка программы и ее выполнение. К сожалению, почти все программы (тривиальные и не очень) содержат ошибки. Одни ошибки обнаружит компилятор, другие — компоновщик, а третьи проявятся только при запуске программы в работу.
Любая ошибка должна быть исправлена, и для этого нужно отредактировать исходный текст программы, перекомпилировать его и перекомпоновать, а затем снова выполнить. Этот цикл разработки представлен на рис. 1.1.
Первая программа на языке C++ — HELLO.cpp
Традиционно в книгах по программированию первые примеры программ начинаются с вывода на зкран слов Hello World или какой-нибудь вариации на тему. В этой книге мы следовали устоявшимся традициям.
Введите первую программу с помошью текстового редактора, в точности повторяя все нюансы, Завершив ввод, сохраните файл, скомпилируйте его, скомпонуйте и выполните. Программа должна вывести на экран слова Hello World. Пока не стоит задумываться о том, как работает эта программа. Вы должны получить удовлетворение просто от того, что прошли полный цикл разработки. Все аспекты этой программы будут подробно рассмотрены на следующих занятиях.
Примечание: В приведенном ниже листинге слева содержатся номера строк. Эти номера установлены лишь для ссылки в тексте книги на соответствующие строки программы. Их не нужно вводить в окно редактора, Например, в первой строке листинга 1.1 вы должны ввести: #include <iostream.h>
Листинг 1.1. Файл HELLO.cpp — программа приветствия.
1: #include <iostream.h>
2:
3: int main()
4: {
5: cout << "Hello World!n"
6: return 0;
