Жасмин Бланшет - QT 4: программирование GUI на С++

Программа С++ состоит из одной или нескольких единиц компиляции. Каждая единица компиляции представляет собой отдельный файл исходного кода, обычно имеющий расширение .cpp (другими распространенными расширениями являются .cc и .cxx); она обрабатывается компилятором за один шаг. Для каждой единицы компиляции компилятор генерирует объектный файл с расширением .obj (в Windows) или .о (в Unix и Mac OS X). Объектный файл — это бинарный файл, содержащий машинный код для той архитектуры, на которой будет выполняться программа.

После компиляции всех файлов .cpp мы можем собрать все объектные файлы для создания исполняемого модуля, используя специальную программу, называемую компоновщиком (linker). Компоновщик соединяет объектные файлы в единое целое и назначает адреса памяти функциям и другим символическим ссылкам, которые содержатся в единицах компиляции.

Рис. Б.1. Процесс компиляции программы на С++ (в Windows).

При создании программы только одна единица компиляции должна иметь функцию main(), которая является точкой входа в программу. Эта функция не принадлежит никакому классу — она является глобальной функцией.

В отличие от Java, где каждый исходный файл должен содержать точно один класс, С++ позволяет организовать единицу компиляции удобным для нас способом. Можно реализовать несколько классов в одном файле .cpp или распространить реализацию класса на несколько файлов .cpp; имена исходных файлов могут быть любыми. При внесении изменений в один конкретный файл .cpp потребуется перекомпилировать этот файл и затем повторно скомпоновать приложение для создания нового исполняемого модуля.

Прежде чем мы пойдем дальше, давайте рассмотрим очень простую программу на С++, вычисляющую квадрат целого числа. Эта программа состоит из двух единиц компиляции: main.cpp и square.cpp.

Ниже показан файл square.cpp:

01 double square(double n)

02 {

03 return n * n;

04 }

Этот файл содержит лишь глобальную функцию с именем square(), которая возвращает квадрат своего параметра.

Ниже показан файл main.cpp:

01 #include

02 #include

03 using namespace std;

04 double square(double);

05 int main(int argc, char *argv[])

06 {

07 if (argc != 2) {

08 cerr << "Usage: square " << 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 }

Исходный файл main.cpp содержит определение функции main(). В С++ эта функция принимает в качестве параметров int и char * (массив символьных строк). Имя программы находится в argv[0], а аргументы командной строки — в argv[1], argv[2], … argv[argc — 1]. Параметры имеют стандартные имена argc («argument count» — количество аргументов) и argv («argument values» — значения аргументов). Если программа не использует аргументы командной строки, функцию main() можно определить без параметров.

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: