Джесс Либерти - Освой самостоятельно С++ за 21 день.

Подобно инженеру, изучающему технические характеристики трубы, чтобы узнать ее пропускную способность, объем, размеры арматуры и пр., программист читает интерфейсы функций и классов, чтобы определить, какой сервис предоставляет данный компонент, какие параметры он принимает и какие значения возвращает.

Как упоминалось выше, функции могут возвращать только одно значение. Что же делать, если нужно получить от функции сразу два значения? Один путь решения этой проблемы — передача функции двух объектов как ссылок. В ходе выполнения функция присвоит этим объектам нужные значения. Факт передачи объектов как ссылок, позволяющий функции изменить исходные объекты, равносилен разрешению данной функции возвратить два значения. В этом случае мы обходимся без возвращаемого значения, которое (зачем же пропадать добру) можно использовать для сообщения об ошибках.

И вновь одинакового результата можно достичь, используя как ссылки, так и указатели. В листинге 9.8 показана функция, которая возвращает три значения: два в виде параметров-указателей и одно в виде возвращаемого значения функции.

Листинг 9.8. Возвращение значений с помощью указателей

1: // Листинг 9.8.

2: // Возвращение нескольких значений из функции с помощью указателей

3:

4: #include

5: int

6: short Factor(int n, int* pSquared, int* pCubed);

7:

8: int main()

9: {

10: int number, squared, cubed;

11: short error;

12:

13: cout << "Enter a number (0 - 20): ";

14: cin >> number;

15:

16: error = Factor(number, &squared, &cubed);

17:

18: if (!error)

19: {

20: cout << "number: " << number << "\n";

21: cout << "square: " << squared << "\n";

22: cout << "cubed: " << cubed << "\n";

23: }

24: else

25: cout << "Error encountered!!\n";

26: return 0;

27: }

28:

29: short Factor(int n, int *pSquared, int *pCubed)

30: {

31: short Value = 0;

32: if (n > 20)

33: Value = 1;

34: else

35: {

36: *pSquared = n*n;

37: *pCubed = n*ri*n;

38: Value = 0;

39: }

40: return Value;

41: }

Результат:

Enter a number (0-20): 3

number: 3

square: 9

cubed: 27

Анализ:В строке 10 переменные number, squared и cubed определяются с использованием типа int. Переменной number присваивается значение, введенное пользователем. Это значение, а также адреса переменных squared и cubed передаются функции Factor() в виде параметров.

В функции Factor() анализируется первый параметр, который передается как значение. Если он больше 20 (максимальное значение, которое может обработать эта функция), то возвращаемое значение Value устанавливается равным единице, что служит признаком ошибки. Обратите внимание на то, что возвращаемое значение из функции Factor() может принимать либо значение 1, либо 0, являющееся признаком того, что все прошло нормально, а также заметьте, что функция возвращает это значение лишь в строке 40.

Итак, искомые значения (квадрат и куб заданного числа) возвращаются в вызывающую функцию не путем использования механизма возврата значений, а за счет изменения значений переменных, указатели которых переданы в функцию.

В строках 36 и 37 посредством указателей переменным в функции main() присваиваются возвращаемые значения. В строке 38 переменной Value присваивается значение возврата, означающее успешное завершение работы функции. В строке 40 это значение Value возвращается вызывающей функции.

Эту программу можно слегка усовершенствовать, дополнив ее следующим объявлением:

enum ERROR_VALUE { SUCCESS, FAILURE} ;

Затем вместо возврата значений 0 или 1 эта программа сможет возвращать SUCCESS ИЛИ FAILURE.

Несмотря на то что листинг 9.8 прекрасно работает, его можно упростить как для чтения, так и в эксплуатации, если вместо указателей использовать ссылки. В листинге 9.9 показана та же самая программа, но вместо указателей в качестве параметров функции в ней используются ссылки, а также добавлено упомянутое выше перечисление ERROR.

Листинг 9.9. Возвращение значений с помощью ссылок

1: // Листинг 9.9.

2: // Возвращение нескольких значений из функции

3: // с помощью ссылок

4:

5: #include

6:

7: typedef unsigned short USHORT;

8: enum ERR_CODE { SUCCESS, ERROR }

9:

10: ERR_CODE Factor(USHORT, USHORT&, USHORT&);

11:

12: int main()

13: {

14: USHORT number, sguared, cubed;

15: ERR__CODE result;

16:

17: cout << "Enter а number (0 - 20): ";

18: cin >> number;

19:

20: result = Factor(number, squared, cubed);

21:

22: if (result == SUCCESS)

23: {

24: cout << "number: " << number << "\n";

25: cout << "square: " << squared << "\n";

26: cout << "cubed: " << cubed << "\n";

27: }

28: else

29: cout << "Error encountered!!\n";

30: return 0;

31: }

32:

33: ERR_CODE Factor(USHORT n, USHORT &rSquared, USHORT &rCubed)

34: {

35: if (n > 20)

36: return ERROR; // simple error code

37: else

38: {

39: rSquared = n*n;

40: rCubed = n*n*n;

41: return SUCCESS;

42: }

43: }

Результат:

Enter a number (0 - 20): 3

number: 3

square: 9

cubed: 27

Анализ:Листинг 9.9 идентичен листингу 9.8 с двумя исключениями. Перечисление ERR_CODE делает сообщение об ошибке более явным (см. строки 36 и 41), как, впрочем, и его обработку (строка 22).

Однако более существенные изменения коснулись функции Factor(). Теперь эта функция объявляется для принятия не указателей, а ссылок на переменные squared и cubed, что делает манипуляции над этими параметрами гораздо проще и легче для понимания.

При каждой передаче объекта в функцию как значения создается копия этого объекта. При каждом возврате объекта из функции создается еще одна копия.

На занятии 5 вы узнали о том, что эти объекты копируются в стек и на этот процесс расходуется время и память. Для таких маленьких объектов, как базовые целочисленные значения, цена этих расходов незначительна.

Однако для больших объектов, создаваемых пользователем, расходы ресурсов существенно возрастают. Размер такого объекта в стеке представляет собой сумму всех его переменных-членов. Причем каждая переменная-член может быть, в свою очередь, подобным объектом, поэтому передача такой массивной структуры путем копирования в стек может оказаться весьма дорогим удовольствием как по времени, так и по занимаемой памяти.

Кроме того, существуют и другие расходы. При создании временных копий объектов классов для этих целей компилятор вызывает специальный конструктор-копировщик. ,Ha следующем занятии вы узнаете, как работают конструкторы-копировщики и как можно создать собственный конструктор-копировщик, но пока достаточно знать, что конструктор-копировщик вызывается каждый раз, когда в стек помещается временная копия объекта.

При разрушении временного объекта, которое происходит при возврате из функции, вызывается деструктор объекта. Если объект возвращается функцией как значение, копия этого объекта должна быть сначала создана, а затем разрушена.

При работе с большими объектами эти вызовы конструктора и деструктора могут оказать слишком ощутимое влияние на скорость работы программы и использование памяти компьютера. Для иллюстрации этой идеи в листинге 9.10 создается пользовательский объект SimpleCat. Реальный объект имел бы размеры побольше и обошелся бы дороже, но и этого примера вполне достаточно, чтобы показать, насколько часто вызываются конструктор-копировщик и деструктор.