Ｃ＋＋语言常见问题解答(1)

第１节：内容介绍

DOCUMENT:Frequently-Asked-Questionsforcomp.lang.c++
REVISION:Jan31,1996

文件不等於书本：这份C++FAQ文件和「FAQ书」是不一样的。“FAQ书”
("C++FAQs",Addison-Wesley,1995)是这篇文件的五倍大。
底下有更详细的介绍。

AUTHOR:MarshallP.Cline,Ph.D.
ParadigmShift,Inc.
OneParkSt./Norwood,NY13668
voice:315-353-6100
fax:315-353-6110
email:cline@parashift.com

COPYRIGHT:Copyright(C),1991-96MarshallP.Cline,Ph.D.
Permissiontocopyallorpartofthisworkisgranted,
providedthatthecopiesarenotmadeordistributed
forresale(exceptanominalcopyfeemaybecharged),
andprovidedthattheAUTHOR,COPYRIGHT,&NOWARRANTY
sectionsareretainedverbatimandaredisplayed
conspicuously.Ifanyoneneedsotherpermissionsthat
aren''tcoveredbytheabove,pleasecontacttheauthor.

NOWARRANTY:THISWORKISPROVIDEDONAN"ASIS"BASIS.THEAUTHOR
PROVIDESNOWARRANTYWHATSOEVER,EITHEREXPRESSOR
IMPLIED,REGARDINGTHEWORK,INCLUDINGWARRANTIESWITH
RESPECTTOITSMERCHANTABILITYORFITNESSFORANY
PARTICULARPURPOSE.

版权声明：Copyright(C),1991-96MarshallP.Cline,Ph.D.
复制本文件全部或部份的内容，若合乎下述诸项要求，则允许之
：不得为转售之目的而制作或传播任何复制品（但可索取名义上
的传播手续费），并且作者栏、版权声明及责任事项的部份，要
一字不漏地、醒目地显示出来。若您需要此处未提及的授权事项
，请洽本作者。

责任事项：这份文件是供您参考用的。对於本作品可能造成的营利性、或任
何特殊场合适用性之保障，作者概不负责，不论是否曾明白地指
出或暗示。

【译注】上述的「版权声明」与「责任事项」译文，仅供参考，一切请以
原文为准。译者对它们亦概不负责……;->

文件取得方法：旧的FTP地点不能用了。我正在寻找新的地点，
请密切注意下个月的这个地方。
请不要寄信来推荐新的地点（我的信箱会爆满的:)

【译注】台湾使用者，请到以下地点，或其AFSclient取得：
ftp://NCTUCCCA.edu.tw/USENET/FAQ/comp/lang/c++/FAQ*

其他资讯：comp.lang.cFAQ每个月都会出现在该讨论区中，
该文件的维护者是SteveSummit(scs@eskimo.com)。

中文翻译：用"Big5"内码（在台湾最广为使用的16位元中文内码）储存
的中文译文，可用anonymousftp到以下地点取得：
ftp://ftp.cis.nctu.edu.tw/Documents/News/C-faq/c-cppfaq.zip

●1A：「FAQ书」与「FAQ文件」

Addison-Wesley已出版了由Cline与Lomow合著的"C++FAQs"(1995,ISBN
0-201-58958-3)一书，许多人对该书和这篇文件的关系感到好奇，一些没看过该书
的人，也担心本文是否会和它相同。此处将回答这些问题。

「FAQ书」（於Oct.94上市）大体上和本文的观念一致，但该书约为本文的５倍
大，还包括了数千则交互参考资讯、参考资料、索引项目，及许多的程式例子。

===
●1B：目录
===

POSTING#1

第１节：内容介绍
----
⊙1A：「FAQ书」与「FAQ文件」
⊙1B：目录
⊙1C：术语及常用的缩写

第２节：我该如何参与讨论？（发信之前请务必一读）
--
Q1：我该在哪个讨论区中发问？
Q2：我该怎麽提出「我的程式有毛病」的问题呢？

第３节：周遭的、管理上的事项

Q3：什麽是OOP？什麽是C++？
Q4：C++的优点是什麽？
Q5：谁在用C++？
Q6：有任何C++标准化方案在进行吗？
Q7：该到哪里索取最新的ANSI-C++标准草案？
Q8：C++对ANSI-C回溯相容吗？
Q9：多久才能学会C++？

第４节：C++的基础

Q10：什麽是类别（class）？
Q11：什麽是物件（object）？
Q12：什麽是参考（reference）？
Q13：如果设定某值给参考会怎麽样？
Q14：怎样才能将参考改设成别的物件？
Q15：何时该用参考，何时又该用指标？
Q16：行内函数是做什麽的？

第５节：建构子和解构子

Q17：建构子（constructor）是做什麽的？
Q18：怎样才能让建构子呼叫另一个同处一室的建构子？
Q19：解构子（destructor）是做什麽的？

第６节：运算子多载

Q20：运算子多载（operatoroverloading）是做什麽的？
Q21：哪些运算子可以／不能被多载？
Q22：怎样做一个"**"「次方」运算子？

第７节：夥伴

Q23：夥伴（friend）是什麽？
Q24：「夥伴」违反了封装性吗？
Q25：夥伴函数的优缺点？
Q26：「夥伴关系无继承及递移性」是什麽意思？
Q27：应该替类别宣告个成员函数，还是夥伴函数？

第８节：输入／输出：和

Q28：该怎样替"classFred"提供输出功能？
Q29：为什麽我该用而不是以前的？
Q30：为什麽我处理输入时，会超过档案的结尾？
Q31：为什麽我的程式执行完第一次回圈後，会对输入的要求不加理睬？
Q32：在DOS及OS/2的binary模式下，要怎样来"reopen"cin及cout？

POSTING#2

第９节：自由记忆体管理

Q33："deletep"会删去"p"指标，还是它指到的资料，"*p"？
Q34：我能"free()"掉由"new"配置到的、"delete"掉由"malloc()"配置到的
记忆体吗？
Q35：为什麽该用"new"而不是老字号的malloc()？
Q36：为什麽C++不替"new"及"delete"搭配个"realloc()"？
Q37：我该怎样配置／释放阵列？
Q38：万一我忘了将"[]"用在"delete"由"newFred[n]"配置到的阵列，会发生
什麽事？
Q39：成员函数做"deletethis"的动作是合法的（并且是好的）吗？
Q40：我该怎麽用new来配置多维阵列？
Q41：C++能不能做到在执行时期才指定阵列的长度？
Q42：怎样确保某类别的物件都是用"new"建立的，而非区域或整体／静态变数？

第１０节：除错与错误处理

Q43：怎样处理建构子的错误？
Q44：如果建构子会丢出例外的话，该怎麽处理它的资源？

第１１节：Const正确性

Q45：什麽是"constcorrectness"？
Q46：我该早一点还是晚一点让东西有常数正确性？
Q47：什麽是「const成员函数」？
Q48：若我想在"const"成员函数内更新一个「看不见的」资料成员，该怎麽做？
Q49："const_cast"会不会丧失最佳化的可能？

第１２节：继承
--
Q50：「继承」对C++来说很重要吗？
Q51：何时该用继承？
Q52：怎样在C++中表现出继承？
Q53：把衍生类别的指标转型成指向它的基底，可以吗？
Q54：Derived*-->Base*是正常的；那为什麽Derived**-->Base**则否？
Q55：衍生类别的阵列「不是」基底的阵列，是否表示阵列不好？

⊙12A：继承－－虚拟函数
Q56：什麽是「虚拟成员函数」？
Q57：C++怎样同时做到动态系结和静态型别？
Q58：衍生类别能否将基底类别的非虚拟函数覆盖（override）过去？
Q59："Warning:Derived::f(int)hidesBase::f(float)"是什麽意思？

⊙12B：继承－－一致性
Q60：我该遮蔽住由基底类别继承来的公共成员函数吗？
Q61：圆形"Circle"是一种椭圆"Ellipse"吗？
Q62：对「圆形是／不是一种椭圆」这两难问题，有没有其他说法？

⊙12C：继承－－存取规则
Q63：为什麽衍生的类别无法存取基底的"private"东西？
Q64："public:"、"private:"、"protected:"的差别是？
Q65：当我改变了内部的东西，怎样避免子类别被破坏？

⊙12D：继承－－建构子与解构子
Q66：若基底类别的建构子呼叫一个虚拟函数，为什麽衍生类别覆盖掉的那个虚拟函
数却不会被呼叫到？
Q67：衍生类别的解构子应该外显地呼叫基底的解构子吗？

⊙12E：继承－－Private与protected继承
Q68：该怎麽表达出「私有继承」(privateinheritance)？
Q69：「私有继承」和「成份」(composition)有多类似？
Q70：我比较该用哪一种：成份还是私有继承？
Q71：我应该用指标转型方法，把「私有」衍生类别转成它的基底吗？
Q72：保护继承(protectedinheritance)和私有继承有何关连？
Q73："private"和"protected"的存取规则是什麽？

第１３节：抽象化（abstraction）
---
Q74：分离介面与实作是做什麽用的？
Q75：在C++里，我该怎样分离介面与实作（像Modula-2那样）？
Q76：ABC("abstractbaseclass")是什麽？
Q77：「纯虚拟」(purevirtual)成员函数是什麽？
Q78：怎样替整个类别阶层提供列印的功能？
Q79：何时该把解构子弄成virtual？
Q80：虚拟建构子(virtualconstructor)是什麽？

POSTING#3

第１４节：程式风格指导

Q81：有任何好的C++程式写作的标准吗？
Q82：程式撰写标准是必要的吗？有它就够了吗？
Q83：我们的组织该以以往C的经验来决定程式撰写标准吗？
Q84：我该在函数中间或是开头来宣告区域变数？
Q85：哪一种原始档命名惯例最好？"foo.C"?"foo.cc"?"foo.cpp"?
Q86：哪一种标头档命名惯例最好？"foo.H"?"foo.hh"?"foo.hpp"?
Q87：C++有没有像lint那样的指导原则？

第１５节：Smalltalk程式者学习C++之钥
-
Q88：为什麽C++的FAQ有一节讨论Smalltalk？这是用来攻击Smalltalk的吗？
Q89：C++和Smalltalk的差别在哪？
Q90：什麽是「静态型别」？它和Smalltalk有多相似／不像？
Q91：「静态型别」与「动态型别」哪一种比较适合C++？
Q92：怎样分辨某个C++物件程式库是否属於动态型别的？
Q93：在C++里怎样用继承？它和Smalltalk有何不同？
Q94：Smalltalk/C++不同的继承，在现实里导致的结果是什麽？
Q95：学过「纯种」的OOPL之後才能学C++吗？
Q96：什麽是NIHCL？到哪里拿到它？

第１６节：参考与数值语意

Q97：什麽是数值以及参考语意？哪一种在C++里最好？
Q98：「虚拟资料」是什麽？怎麽样／为什麽该在C++里使用它？
Q99：虚拟资料和动态资料有何差别？
Q100：我该正常地用指标来配置资料成员，还是该用「成份」(composition)？
Q101：动态配置成员物件有三个效率因素，它们的相对代价是多少？
Q102："inlinevirtual"的成员函数真的会被"inline"吗？
Q103：看起来我不应该用参考语意了，是吗？
Q104：参考语意效率不高，那麽我是否应该用传值呼叫？

POSTING#4

第１７节：和C连结／和C的关系
----
Q105：怎样从C++中呼叫C的函数"f(int,char,float)"？
Q106：怎样才能建一个C++函数"f(int,char,float)"，又能被C呼叫？
Q107：为什麽linker有这种错误讯息：C/C++函数被C/C++函数呼叫到？
Q108：该怎麽把C++类别的物件传给／传自C的函数？
Q109：C的函数能不能存取C++类别的物件资料？
Q110：为什麽我总觉得C++让我「离机器更远了」，不像C那样？

第１８节：指向成员函数的指标

Q111：「指向成员函数的指标」和「指到函数的指标」的型态有差别吗？
Q112：怎样把指向成员函数的指标传给signalhandler、Xeventcallback等等？
Q113：当我想以成员函数做为中断服务常式(ISR)时，为什麽编译器产生（型态不
符）的错误？
Q114：为什麽我取不出C++函数的位址？
Q115：怎样宣告指向成员函数的指标阵列？

第１９节：容器类别与template
-
Q116：怎样自一个连结串列／杂凑表等等里面，插入／存取／改变元素？
Q117：「样版」（template）的用意是什麽？
Q118："functiontemplate"的语法／语意是什麽？
Q119："classtemplate"的语法／语意是什麽？
Q120：什麽是「参数化型别」（parameterizedtype）？
Q121：「泛型」（genericity）是什麽？

第２０节：程式库
----
Q122：怎样拿到"STL"？
Q123：怎样ftp到"NumericalRecipes"附的程式？
Q124：为什麽我的执行档会这麽大？

第２１节：特定系统的细节

Q125：GNUC++(g++)把小程式造出大大的执行档，为什麽？
Q126：有YACC的C++文法吗？
Q127：什麽是C++1.2?2.0?2.1?3.0?
Q128：如果签名编码标准化了，我能否将不同厂商编译器产生的程式码连结起来？

第２２节：其他的技术和环境的事项
----
⊙22A：其他的技术事项
Q129：为什麽有static资料成员的物件类别产生了linker错误？
Q130："struct"和"class"关键字差别在哪？
Q131：为什麽不能以函数的传回值来多载（overload）它？
Q132：什麽是「持续性」？什麽是「持续性物件」？
Q133：为什麽浮点数(floatingpoint)这麽不精确？为什麽这段程式不会印出0.43？

⊙22B：其他环境下的琐事
Q134：有任何TeX或LaTeX的巨集，能处理"C++"的留白效果（spacing）吗？
Q135：在哪儿可拿到C++2LaTeX这个C++原始码的LaTeX美编工具（pretty
printer）？
Q136：该到哪里取得"tgrind"这个C++/C/etc的原始码美编工具？
Q137：有给GNUemacs编辑器用的C++-mode吗？有的话，该怎麽拿？
Q138：我要到哪儿得到和作业系统相关的FAQs（譬如：BC++、DOS、Windows等等）？
Q139：为什麽我的DOSC++程式说"Sorry:floatingpointcodenotlinked"
“抱歉，浮点运算程式码未连结进来”？
Q140：为什麽当我没执行BC45IDE的话，BC++做出来的Windows应用程式就不能用？

==
●1C：术语及常用的缩写
==

这儿是一些此文件所采用的缩写：

字汇意义
=====
fnfunction，函数（单数型）
fnsfunctions，函数（复数型）
paramparameter，参数
ptrpointer，指标，C/C++的语法元素，宣告法：int*p;
refreference，参考，C++的语法元素，宣告法：int&r;
OOobject-oriented，物件导向
OOPobject-orientedprogramming，物件导向程式设计
OOPLobject-orientedprogramminglanguage，物件导向语言
method运作行为，"memberfunction成员函数"的另一种说法
【译注】"method"是源自Smalltalk的术语，很常用於OO界。

=====
■□第２节：我该如何参与讨论？（发信之前请务必一读）
=====

Q1：我该在哪个讨论区中发问？

Comp.lang.c++是讨论C++语言本身最好的地方（譬如：C++程式设计、语法、风格
）。其他讨论区是用来讨论特定的系统（譬如：MSWindows或是UNIX），或是其他
和C++语言不直接相关的主题（譬如：怎样使用你的编译器）。底下列出一些非常热
门的讨论区，并从它们的FAQs中摘录些片断，应该能让您明了它们最常讨论哪些课
题。

comp.os.ms-windows.programmer.tools
此区是用来讨论有关Windows软体发展系统工具的选择及使用。
comp.os.ms-windows.programmer.misc
此乃论及其馀Windows软体发展之事项。
[有个FAQ列表，列出所有comp.os.ms-windows.programmer.*讨论区]
FAQ5.7.1.在DLL中存取C++的物件类别
FAQ6.1.1.以MDI子视窗做出对话框[用OWL]
FAQ6.2.1.把禁能的选项致能起来[用MFC]
FAQ8.1.5.使用windows.h的STRICT符号定义
FAQ10.程式设计参考资料

comp.os.msdos.programmer
许多信件都是关於程式语言产品的（主要是Borland和Microsoft）。
FAQ301.怎样才能读取字元而不[等待]Enter键？
FAQ412.怎样读取、建立、更改及删除磁片标名？
FAQ504.怎样设定COM埠，以用它来传输资料？
FAQ602.C程式怎样才能送控制码给印表机？
FAQ606.怎样才能得知Microsoft滑鼠的位置及按钮状态？
FAQ707.怎样写常驻程式（TSR）工具？
FAQB0.怎样连系[Borland,Microsoft]等公司?
[注意：这份FAQ不在rtfm.mit.edu里；而在Simtel
(譬如oak.oakland.edu)in/pub/msdos/info/faqp*.zip以及Garbo
(garbo.uwasa.fi)in/pc/doc-net/faqp*.zip]
comp.os.msdos.programmer.turbovision[Borland的文字模式应用程式骨架]

comp.unix.programmer
FAQ4.5)怎样使用popen()开启行程以读写之？
FAQ4.6)怎样在C程式里sleep()一秒以内？

comp.unix.solaris(包含SunOS4.x和Solaris)
FAQ4)Signal入门
FAQ5)等待子行程Exit

gnu.g++.help
FAQ:到哪里找C++的demangler（反签名编码器）？
FAQ:哪里有Solaris2.x版的gcc/g++位元档？
FAQ:有g++2.x的文件吗？
gnu.g++.bug[g++的臭□列表--请见g++的文件]

comp.lang.c
FAQ1.10:我搞糊涂了。NULL保证一定是0，但是null指标却不是？
FAQ2.3:那麽，在C里头「指标和阵列等价」是什麽意思？
FAQ4.2:[为什麽"printf("%d\n,"i++*i++);"有问题？]
FAQ7.1:怎样写一个接收不定数目引数的函数?[stdarg.h或是varargs.h]
FAQ10.4:怎麽宣告一个指向某种函数的指标阵列，而该函数的传回值为：
指向另一个传回字元指标的函数？

并请参考看看comp.graphics、comp.sources.wanted、comp.programming，以及
comp.object（它的FAQ是个很棒的OOP入门、术语观念概论文件）。请记住：
comp.std.c++是专门讨论和研议中的ANSI/ISOC++标准方案（下文会提）“直接
”相关的事项。

同时到上述信区和comp.lang.c++去问同一个问题，几乎是没必要的（你是知道的
，特定系统信区的读者不用机器语言写程式）。只因你的问题「真的很要紧」，就到
处发问，是个很坏的习惯。如果你在「正确的」信区没得到回音，且认为你非得在这
儿发信不可，请至少考虑一下，将这儿的回信重导回原来那个适当的信区。

在任何信区发问之前，你应当先读读它的FAQ。你想问的可能就在上面，这样就可省
下你发信的时间，以及全世界数以千计的人类读你的信的时间。回答已经是FAQ问题
的人，可能会因为白白浪费时间而烦扰不已；他们也可能会给你错误或不完整的解答
，因为他们也没看过FAQ。

「常见问题解答」文件每天24小时都可由anonymousftp(rtfm.mit.edu的
/pub/usenet/comp.what.ever)或是e-mailserver(寄一则内容为"help"的信到
mail-server@rtfm.mit.edu)来取得。欲知详情，请见"Introductiontothe
*.answersnewsgroups"这份文件，它在news.answers或news.announce.newusers
（这儿还有许多必须一读的文件）中找到。

 

Q2：我该怎麽提出「我的程式有毛病」的问题呢？

底下是一些建议，让comp.lang.c++的读者能帮你解决程式设计的问题。

1.请读读上一个问题，以确定你的问题是针对C++语言本身，而和你的程式设计系
统（譬如：绘图、印表机、设备……）或是编译环境（譬如：「整合环境挂了」
、「怎样消除xxxx警告讯息」、「怎样连结程式库」）完全无关。如果你想知道
为什麽你OWL程式中的虚拟函数CmOk()没被呼叫到，你的问题可能比较适合放
在Windows程式设计的信区。如果你能写个独立的小程式，而它会让编译器产生
和你那个OWL程式同样的错误讯息或行为的话，就可以放到comp.lang.c++了，
其他系统的C++程式员可能帮得上忙。

2.「信件标题」栏位要有意义。像是「C++程式」这样的标题太空泛了，「new一
个多维阵列的问题」就很好。不要用一堆惊叹号，穷嚷嚷著「救命啊」，或是开
玩笑的用「SEXSEXSEX」这种标题。如果你认为该问题和你的编译器有关，最好
在标题栏中道出编译器和版本编号。

3.列出完整的、可编译得过去的程式码。要从人类的语言叙述里，去除错或是重建
回一个程式，是极为困难的事。「完整的程式码」指的是：任何被用到的型别、
函数都要宣告出来，被用到的标头档都要#include进来……等等。请将程式码
裁减到只留必要的部份，我们并不需要那些执行起来（甚至连结时）“有用的”
东西，我们只须能重现出你的错误讯息（可能在不同的编译器中）就行了。「可
编译得过去」指的是：不要含有一堆未注解掉的...这种删节号，或是各行行首
的行号：

14:#include
15:classFoo{...};//像这样就是很讨人厌的东西！

将你的程式组织成线性结构，不要让我们再切割、制造些标头档案。请仔细输入
你的程式码－－我们通常不容易判断：某个地方只是你的打字错误，抑或它真的
就是你的问题所在。尽量改用编辑器的「剪贴」或「插入档案」功能。

4.列出你用的编译器、编译器版本，以及你使用的系统。我知道我刚刚说过：特定
系统的问题要去特定的信区发问，但和编译器有关的资讯，常常对侦查问题有帮
助（「喔，我记得Acme1.2在这方面有很多毛病」），这也顺便提醒了那些编
译器的用户：小心那些毛病。

5.把编译器、连结器的选项写出来，以及你用来建程式所用的程式库。

6.把错误讯息和何处发生错误的资料写出来。像是「虚拟函数不能用了」并没告诉
我们这是个编译时段、连结时段还是执行期的问题。如果这问题是执行期发生的
，请把它的行为，和任何相关的系统设定资讯列出来。

7.在签名档中列出真的能用的e-mail地址。如果你信件的"From:"一栏有错的话
，请通知你的系统管理者。在它修复前，於你的信件标头中加入"Reply-To:"一
栏，填上你正确的e-mail地址。

8.请读读这份FAQ的其他部份－－可能你的问题，或是很相关的问题就在这儿。

谢谢您，并希望以上的建议能协助您找到问题的解答。

==
■□第３节：周遭的、管理上的事项
==

Q3：什麽是OOP？什麽是C++？

物件导向（OO）程式技术，是我们所知发展大型而复杂的软体系统最好的方法。

C++是个物件导向的程式语言。C++可当成一个物件导向程式语言（OOPL），亦可只
当成一个“更好的C语言”来使用。不过，若你只把它当成“更好的C”，你就无
法获得物件导向程式设计的好处。

提一则OO的广告词：软体工业刻正无法应付大型而复杂的软体系统需求。但这正是
肇因於我们的「成果」：我们过去的成功促使大家要求得更多，不幸的是，这份市场
的渴求却是「结构化」分析（analysis）、设计（design）和程式设计所无法满足的
。因此，我们才得发展一个更好的典□（paradigm）。

 

Q4：C++的优点是什麽？

「C++的成长」：C++是到目前为止最受欢迎的语言。每7.5到9个月C++的使用者
都会加倍。「懂C++」是个很好的求职资格（但你必须把它当成OOPL，而不只是一
个更好的C来用才行）。

「封装性encapsulation」：藉由隐藏内部的资料结构，让我们可以改变系统的某部
份，而不必更动其他部份。我们为软体元件（称之为class，类别）提供一个安全的
介面，用户只碰得到这个介面而已；而相对起来比较容易变动的介面「实作」部份，
就被封装起来（就像被包在胶囊里），以避免用户过於依赖他一时的实作决定。在比
较简单的C里头，可由模组内的静态（static）资料来办到，以避免其他模组存取
到它。

「多重案例multipleinstances」：典型的C语言「封装」方法（刚才有提），做
不到多重的资料案例（我们很难替模组的"static"资料做出多重案例）。如果在C
中要做到的话，我们得使用"struct"结构（但是它没有「封装性」）。在C++里，
我们可用"class"（物件类别）来做到多重案例与封装性："public"公共部份包含了
它的介面（通常这里会有个特别的函数：成员函数），"private"私有部份包含了它
的实作细节（通常这儿就是内部资料结构的所在）。

「行内函数呼叫」：在C中，可以在struct里放个"void*"（该存取函数[access
functions]会用到指标转型）来达到「封装的structs」。这样会丧失型别安全性
，而且会造成过多的函数呼叫，即使你只存取结构内的小小栏位（假如你允许直接存
取结构内栏位的话，它内部的资料结构就很难再变更了，因为你的程式有太多地方“
依赖”它以前的样子）。函数呼叫的额外负担不大，但是会累积起来。C++的类别允
许函数作"inline"行内扩展，就有以下好处：□封装的安全性，□多重案例的方便
性，□直接存取的速度。而且，编译器也会检查行内函数的参数，这就比C的
#define巨集更好了。

「多载运算子」：C++能对物件类别的运算子加以多载（overload），以合乎我们的
直觉（譬如，"myString+yourString"可做字串串接，"myDate++"可用来递增日期
，"z1*z2"可将两复数z1及z2相乘，"a[i]"可用来存取"a"这个连结串列的
第i个元素……等等）。你甚至可以做出个“聪明的指标”(smartpointer)，以指
向磁碟或其他地方去（"x=*p"可dereference[解参用]指标，也就可以在磁碟
中找到p所“指到”的地方，并传回其值）。这可让使用者以切近该问题的方式来
写程式，而非以机器的语言来解题。

【译注】STL(StandardTemplateLibrary)就大量利用到「聪明的指标」功能。

「继承性inheritance」：我们还只是在表层而已，事实上，我们还没进入「物件导
向」的部份呢！假设你有个Stack堆叠型态，有push、pop运算。若你还想要个
InvertableStack型态，它“很像”Stack，只是它还有个"invert"运算。以C的
方式，你不是得□修改现存的Stack模组（如果它在其他地方也用到的话，就麻烦了
），就是得□把Stack拷贝到另一个档案，再加以修改之（这会导致过多重复的程式
码、容易破坏到InvertableStack里某些源自Stack的小地方，尤有甚者，得维护
双倍的程式码）。C++提供了更乾净的解决法：继承。你可以说：「InvertableStack
继承了Stack的一切，且InvertableStack又添加了invert运算。」这样子就好了
！Stack本身仍然是封闭的（未被更动到），而InvertableStack也没重复push/pop
等的程式码。

「多型」与「动态系结」：OOP真正的力量不仅是继承性，还有把InvertableStack
当成是一个Stack来传递的能力。这是安全的，因为（至少在C++里）此乃「是一个
……」的关系（"is-a"relation），透过公共继承达到的（亦即：InvertableStack
“是一个”Stack，且它还能自我invert反转）。多型（polymorphism）与动态系
结（dynamicbinding）最容易从实例来理解了，所以我提个典型的例子：绘图软体
得处理圆形、方形、矩形、多边形及直线，这些都是「形状shape」。大部份绘图软
体的内部函数都需要个“形状”的参数（相对於某些像是“方形”这种特定的形状）
，譬如：当我们用滑鼠选取某个图形，它就可能被拖曳放到萤幕某处。多型和动态系
结让程式能正确运作，即使编译器只知道该参数是个「形状」，而不知它到底是什麽
形状。我们再假设刚才提到的"pick_and_drag(Shape*)"函数於星期二编译好了，
到了星期三，你打算再加个六边形。听起来很奇怪，但pick_and_drag()仍然能够
处理这个六边形，即使当pick_and_drag()编译时六边形还不存在！（若你明了
C++是怎麽做的，它就再也不惊异了－－但它仍然是很方便的！）

 

Q5：谁在用C++？

很多很多的公司及政府部门。相当的多。

统计上来看：当你正在读这份FAQ文字时，就有5个人正成为C++的程式员。

 

Q6：有任何C++标准化方案在进行吗？

有的；ANSI（美国的）和ISO（国际的）组织正密切合作。ANSI-C++委员会称为
"X3J16"，而ISOC++标准团体称为"WG21"。ANSI/ISOC++的标准过程中包含了
这些人：

AT&T,IBM,DEC,HP,Sun,MS,Borland,Zortech,Apple,OSF等等等等。每次开
会约有70人，他们来自美、英、日、德、瑞典、丹麦、法国……（他们都有「区域
性」的委员会，派遣正式代表并主导「区域性」的会议）。

 

Q7：该到哪里索取最新的ANSI-C++标准草案？

也能拿到书面版本：
X3Secretariat
1250EyeStreetNW
Suite200
Washington,DC20005
202-626-5738

你也可以用email：

lbarra@itic.nw.dc.us(LynnBarra)

注明要索取最新的"DraftProposedAmericanNationalStandardforInformation
Systems--ProgrammingLanguageC++"，文件编号CD14882。它通常是用２日期的
FedEx（美国境内）来递送的，所以很快就能收到。

 

Q8：C++对ANSI-C回溯相容吗？

几乎是。

C++尽可能地和C相容，但不能更相容了。事实上，主要的不同在於C++要求函数
原型："f()"宣告的是无参数的函数（在C里，"f()"和"f(...)"是一样的）。
还有些细微的差别，像在C++里sizeof(''x'')等同於sizeof(char)，但在C里面
却是等同於sizeof(int)。而且，C++直接就把结构的标签（tag）当成是型别的名
字，但C就需要加个"struct"字（"typedefstructFredFred"这种技巧仍然能
用，但在C++中是累赘的）。

 

Q9：多久才能学会C++？

像ParadigmShift公司，成功地教授过标准的工业界「短期课程」，将大学一学期
的课压缩到一周40小时。然而真正的精通得由实际经验而来：没有东西能取代时间
。需动手做的指定专题是必要的，因为它们能将你的观念「凝固成形」。

大约要6-12个月才能流利使用C++/OOP，如果身边有高手的话，费时会短些；反之
若没有个“好的”通用型C++物件程式库，则会耗时更久。想成为顾问级的高手，则
约需3年。

有些人却根本办不到。除非你是可造之材，且有强烈的个人驱动力，否则你也做不到
。「孺子可教」最起码的要求是：你必须能「觉今是而昨非」。「驱动力」最起码的
要求是：你愿意多投入时间精力（改变思考的方式〔典□转移paradigmshift〕要
远比学些新的东西来得困难）。

==
■□第４节：C++的基础
==

Q10：什麽是类别（class）？

物件导向系统的基石。

类别是用来定义资料型态（datatype）的，就像C的struct一样。
以资讯科学术语来说，一个型态包含了一组状态（state），以及在状态之间转移的
动作行为（operation）。因此"int"是个「型态」，因为它有一组状态，还有诸如
「加两个整数」、「整数相乘」等等的运作行为。同样的，「类别」提供一组（通常
是公共的）运算，及一组（通常是非公共的）资料栏位，以代表该型态的案例所拥有
的抽象值。以C的角度来看，类别就是其成员（members）皆预设为"private"的
struct。

把"int"想成是个类别，它拥有"operator++"等等的运作行为（method）。

 

Q11：什麽是物件（object）？

一块赋有某种语意的储存空间。

在宣告"inti;"之後，我们称「i是个int型态的物件」。在C++/OOP里，「物
件」通常意指「类别的案例（aninstanceofaclass）」，因此类别定义了数个物
件（案例）的行为。

 

Q12：什麽是参考（reference）？

一个物件的“别名”（alias，另一个名称）。

参考通常用於传址呼叫（pass-by-reference）：

voidswap(int&i,int&j)
{
inttmp=i;
i=j;
j=tmp;
}

main()
{
intx,y;
//...
swap(x,y);
}

在这里"i"和"j"分别是是main函数中"x"与"y"的别名，换句话说，"i"就
是"x"－－不是个指向"x"的指标，也不是"x"该值的复制品，而它的的确确就是
"x"本身。你对"i"做的任何动作，都会反映到"x"上；反之亦然。

从最底层来看，参考最常用指标来实作，它的效果有点像C里头的「传指标呼叫」
（pass-by-pointer），但"&"取址运算子由呼叫者换到被呼叫者之处了，你也要删
去所有的"*"运算子。

 

Q13：如果设定某值给参考会怎麽样？

会更动到被参考者（referrent，该「参考」所参考到的物件）。

记住：「参考」就是「被参考者」，因此动了参考就会改动到被参考者（「参考」是
「被参考者」的左值"Lvalue"〔出现在设定陈述的左边〕）。

更进一步，我们也允许参考被传回。这样子函数呼叫就可放在设定陈述的左边，这对
运算子多载的场合很有用。

 

Q14：怎样才能将参考改设成别的物件？

没有办法。

和指标不同，一旦参考被系结到某个物件，它就不能再被改设到其他物件去。「参考
」本身不是一个物件（它自己没有位址；「取参考的位址」只会得到被参考者的位址
；切记：「参考」就是「被参考者」）。

将「参考」与「被参考者」分离开来是不可能的。

 

Q15：何时该用参考，何时又该用指标？

可以时，用参考；必要时，就用指标。

当你不需要“重设”它时（见前一个问题），参考会比指标好。这通常意味著：在物
件类别的公共介面中参考最有用。参考大多用於物件的表层，而指标则多用於里层。

但有一个例外：当函数参数或传回值需要一个「临界」（sentinel）的参考值时，最
好是用指标来做，以NULL指标做为一个特别值（「参考」应该是个实质物件的「别
名」，而不是个解参用的〔dereferenced〕NULL指标）。

注意：老资格的C程式员不喜欢参考，因为在父程式的地方，「参考」的语意并不
是那麽明显。然而有了些C++经验後，会发现这正是一种「资讯隐藏」的作法，是利
而非弊。好比说，程式员应该以切近该问题的方式来写程式，而非以机器的语言来解
题。

 

Q16：行内函数是做什麽的？

行内函数（inlinefunction）是个程式码会塞入呼叫者所在之处的函数。就像巨集
一样，行内函数免除了函数呼叫的额外负担，以增进效率，并且（尤其是！）还能让
编译器对它施以最佳化（程序融合"proceduralintegration"）。不过和巨集不同
的是：它只会对所有引数求一次的值（在语意上，该“函数呼叫”和正常函数一样，
只是比较快速罢了），以避免某些不易察觉的巨集错误。此外，它还会检测引数的型
态，做必要的型别转换（巨集对你有害；除非绝对必要，否则别再用它了）。

注意：过度使用行内函数会让程式码肥胖，於分页（paging）环境下反而有负面的性
能影响。

宣告法：在函数定义处使用"inline"关键字：

inlinevoidf(inti,charc){/*...*/}

或者是在类别内将定义包括进去：

classFred{
public:
voidf(inti,charc){/*...*/}
};

或是在类别外头，以"inline"来定义该成员函数：

classFred{
public:
voidf(inti,charc);
};

inlinevoidFred::f(inti,charc){/*...*/}

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■□第５节：建构子和解构子
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Q17：建构子（constructor）是做什麽的？

建构子乃用来从零开始建立物件。

建构子就像个「初始化函数」；它把一堆散乱的位元组成一个活生生的物件。最低限
度它会初始化内部用到的栏位，也可能会配置所须的资源（记忆体、档案、semaphore
、socket等等）。

"ctor"是建构子constructor最常见的缩写。

 

Q18：怎样才能让建构子呼叫另一个同处一室的建构子？

没有办法。

原因是：如果你呼叫另一个建构子，编译器会初始化一个暂时的区域性物件；但并没
有初始化“这个”你想要的物件。你可以用预设参数（defaultparameter），将两
个建构子合并起来，或是在私有的"init()"成员函数中共享它们的程式码。

 

Q19：解构子（destructor）是做什麽的？

解构子乃物件之葬礼。

解构子是用来释放该物件所配置到的资源，譬如：Lock类别可能会锁住一个
semaphore，解构子则用来释放它。最常见的例子是：当建构子用了"new"以後，解
构子用"delete"。

解构子是个「去死吧」的运作行为（method），通常缩写为"dtor"。

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■□第６节：运算子多载
==

Q20：运算子多载（operatoroverloading）是做什麽的？

它可让使用类别的人以直觉来操作之。

运算子多载让C/C++的运算子，能对自订的型态（物件类别）赋予自订的意义。它
们形同是函数呼叫的语法糖衣(syntacticsugar)：

classFred{
public:
//...
};

#if0
Fredadd(Fred,Fred);//没有运算子多载
Fredmul(Fred,Fred);
#else
Fredoperator+(Fred,Fred);//有运算子多载
Fredoperator*(Fred,Fred);
#endif

Fredf(Freda,Fredb,Fredc)
{
#if0
returnadd(add(mul(a,b),mul(b,c)),mul(c,a));//没有...
#else
returna*b+b*c+c*a;//有...
#endif
}

 

Q21：哪些运算子可以／不能被多载？

大部份都可以被多载。
不能的C运算子有"."和"?:"（和以技术上来说，可算是运算子的"sizeof"）。
C++增加了些自己的运算子，其中除了"::"和".*".之外都可以被多载。

底下是个足标（subscript）运算子的例子（它会传回一个参考）。最前面是“不用
”多载的：

classArray{
public:
#if0
int&elem(unsignedi){if(i>99)error();returndata[i];}
#else
int&operator[](unsignedi){if(i>99)error();returndata[i];}
#endif
private:
intdata[100];
};

main()
{
Arraya;

#if0
a.elem(10)=42;
a.elem(12)+=a.elem(13);
#else
a[10]=42;
a[12]+=a[13];
#endif
}

 

Q22：怎样做一个"**"「次方」运算子？

无解。

运算子的名称、优先序、结合律以及元数（arity）都被语言所定死了。C++里没有
"**"运算子，所以你无法替类别订做一个它。

还怀疑的话，考虑看看"x**y"和"x*(*y)"，这两者是完全一样的（换句话说
，编译器会假设"y"是个指标）。此外，运算子多载只是函数呼叫的语法糖衣而已
，虽然甜甜的，但本质上并未增加什麽东西。我建议你多载"pow(base,exponent)"
这个函数（它的倍精确度版本在中）。

附带一提：operator^可以用，但它的优先序及结合律不符「次方」所需。

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■□第７节：夥伴
=========

Q23：夥伴（friend）是什麽？

让别的类别或函数能存取到你的类别内部的东西。

夥伴可以是函数或其他类别。类别会对它的夥伴开放存取权限。正常情况下，程式员
会下意识、技术性地控制该类别的夥伴与运作行为（否则当你想更动类别时，还得先
有其他部份的拥有者之同意才行）。

 

Q24：「夥伴」违反了封装性吗？

若善用之，反而会「强化」封装性。

我们经常得将一个类别切成两半，当这两半各有不同的案例个数及生命期时。在此情
形之下，它们通常需要直接存取对方的内部（这两半“本来”是在同一个类别里面，
所以你并未“增加”存取资料结构的运作行为个数；你只是在“搬动”这些运作行为
所在之处而已）。最安全的实作方式，就是让这两半互为彼此的「夥伴」。

若你如上述般的使用夥伴，你依然是将私有的东西保持在私有的状态。遇到上述的情
况，如果还呆呆的想避免使用夥伴关系，许多人不是采用公共资料（糟透了！），就
是弄个公共的get/set存取运作行为来存取彼此的资料，事实上这些都破坏了封装
性。只有在类别的外面该私有资料「仍有其意义」（以使用者的角度来看）时，开放
出私有资料的存取运作行为才称得上是恰当的做法。多数情况下，「存取运作行为」
就和「公共资料」一样糟糕：它们对私有资料成员只隐其“名”而已，却未隐藏其“
存在”。

同样的，如果将「夥伴函数」做为另一种类别公共存取函数的语法，那就和违反封装
性的成员函数一样破坏了封装。换句话说，物件类别的夥伴及成员都是「封装的界线
」，如同「类别定义」本身一样。

 

Q25：夥伴函数的优缺点？

它提供了某种介面设计上的自由。

成员函数和夥伴函数都有同等的存取特权（100%的权利），主要的差别在於：夥伴
函数用起来像是"f(x)"，而成员函数则是"x.f()"。因此，夥伴函数可让物件类别
设计者挑选他看得最顺眼的语法，以降低维护成本。

夥伴函数主要的缺点在於：当你想做动态系结（dynamicbinding）时，它需要额外
的程式码。想做出「虚拟夥伴」的效果，该夥伴函数应该呼叫个隐藏的（通常是放在
"protected:"里）虚拟成员函数；像这个样子："voidf(Base&b){b.do_f();}"
。衍生类别会覆盖（override）掉那个隐藏的成员函数（"voidDerived::do_f()"）
，而不是该夥伴函数。

 

Q26：「夥伴关系无继承及递移性」是什麽意思？

夥伴关系的特权性无法被继承下来：夥伴的衍生类别不必然还是夥伴（我把你当朋友
，但这不代表我也一定会信任你的孩子）。如果"Base"类别宣告了"f()"为它的
夥伴，"f()"并不会自动对由"Base"衍生出来的"Derived"类别所多出来的部份
拥有特殊的存取权力。

夥伴关系的特权无递移性：夥伴类别的夥伴不必然还是原类别的夥伴（朋友的朋友不
一定也是朋友）。譬如，如果"Fred"类别宣告了"Wilma"类别为它的夥伴，而且
"Wilma"类别宣告了"f()"为它的夥伴，则"f()"不见得对"Fred"有特殊的存取
权力。

 

Q27：应该替类别宣告个成员函数，还是夥伴函数？

可能的话，用成员函数；必要时，就用夥伴。

有时在语法上来看，夥伴比较好（譬如：在"Fred"类别中，夥伴函数可把"Fred"
弄成是第二个参数，但在成员函数中则一定得放在第一个）。另一个好例子是：二元
中序式算数运算子（譬如："aComplex+aComplex"可能应该定义成夥伴而非成员函
数，因为你想让"aFloat+aComplex"这种写法也能成立；回想一下：成员函数无
法提升它左侧的参数，因为那样会把引发该成员函数的物件所属之类别给改变掉）。

在其他情况下，请选成员函数而不要用夥伴函数。

==
■□第８节：输入／输出：和
==

Q28：该怎样替"classFred"提供输出功能？

用夥伴函数operator<<：

classFred{
public:
friendostream&operator<<(ostream&o,constFred&fred)
{returno<<fred.i;}
//...
private:
inti;//只为了说明起见而设的
};

我们用夥伴而不用成员函数，因为"Fred"是第二个参数而非第一个。输入的功能亦
类似，只是要改写成：

istream&operator>>(istream&i,Fred&fred);
file://^^^^^-不是"constFred&fred"!

 

Q29：为什麽我该用而不是以前的？

增加型别安全、减少错误、增进效率、有延展性、提供衍生能力。

Printf还好，而scanf除了容易写错之外也还算可以，然而和C++的I/O系统相
比，它们都有其限制。C++的I/O（用"<<"及">>"），和C（"printf()"和
"scanf()"）相比：

*型别安全－－要做I/O的物件，编译器会静态地事先得知其型别，而不是动态地
由"%"一栏查知。

*不易出错－－冗馀的资讯会增加错误的机会。C++的I/O就不需要多馀的"%"。

*更快速－－printf是个小型语言的「解译器」，该语言主要是由"%"这种东西
构成的；在执行期它用这些栏位来选择正确的格式化方式。C++的I/O系统则是
静态的依各引数真正的型别来挑选副程式，以增进执行效率。

*延展性－－C++I/O机制可在不改动原有程式码的情况下，就加进使用者新设计
的型态（能想像如果大家同时把互不相容的"%"栏位塞入printf和scanf，会
是怎样的混乱场面?!）。

*可衍生（subclassable）－－ostream和istream（C++的FILE*代替品）都是
真正的类别，因此可以被衍生下去。这意味著：你可以让其他自定的东西有著和
stream雷同的外表与行为，但实际上做的却是你想做的特定事情。你自动就重用
了数以万计别人（你甚至不认识它们）写好的I/O程式码，而他们也不需要知道
你所做的「延伸stream」类别。

 

Q30：为什麽我处理输入时，会超过档案的结尾？

因为eof（档案结尾）的状态，是到「将要超过档案结尾的动作」才会被设定。也就
是说，读档案的最後一个位元组并不会设定eof的状态。

【译注】这也是C常见的错误。

如果你的程式像这样：

inti=0;
while(!cin.eof()){
cin>>x;
++i;
file://workwithx
}

你的i变数就会多了一。
你真正该做的是这样：

inti;
while(cin>>x){
++i;
file://workwithx
}

Q31：为什麽我的程式执行完第一次回圈後，会对输入的要求不加理睬？

因为读取数值的程式，把非数字的字元留在输入缓冲区(inputbuffer)里头了。

【译注】这也是C，甚至Pascal常见的错误。

如果你的程式如下：

charname