6.1 Definiowanie złożonych typów danych

Przez typy „złożone” rozumiemy takie, o których można powiedzieć, że są złożeniami typów różnego rodzaju: na przykład tablica wskaźników, referencja do tablicy albo wskaźnik do wskaźnika do tablicy wskaźników itp. Określanie i zrozumienie tego rodzaju typów sprawia często wiele kłopotu nawet osobom dobrze znającym C/C++.

Definiowanie typów pochodnych może czasem prowadzić do skomplikowanych wyrażeń. Czym na przykład są x, y, z, f po następujących deklaracjach/definicjach:

       int tab[] = {1,2,3};
       int (&x)[3] = tab;
       int *y[3] = {tab,tab,tab};
       int *(&z)[3] = y;
       int &(*f)(int*,int&);

Linia 1 określa oczywiście, że tab jest typu 'trzyelementowa tablica zmiennych typu int', co w wyrażeniach w sposób naturalny konwertowane jest do typu int*. Pozostałe deklaracje mogą sprawiać kłopoty. Ogólne zasady są następujące:

zaczynamy od nazwy deklarowanej zmiennej,
patrzymy w prawo: jeśli jest tam nawias otwierający okrągły '(', to będzie to funkcja (odczytujemy liczbę i typ parametrów); jeśli będzie tam nawias otwierający kwadratowy '[', to będzie to tablica (odczytujemy rozmiar),
jeśli po prawej stronie nic nie ma lub jest nawias okrągły zamykający ')', to przechodzimy na lewo i czytamy następne elementy kolejno od prawej do lewej aż do końca lub do napotkania nawiasu otwierającego,
jeśli napotkaliśmy nawias okrągły otwierający, to wychodzimy z całego tego nawiasu i kontynuujemy znów od jego prawej strony,
gwiazdkę czytamy jest wskaźnikiem do,
ampersand ('&') czytamy jest referencją do,
po odczytaniu liczby i typu parametrów funkcji dalszy ciąg procedury określa typ zwracany tej funkcji,
po odczytaniu wymiaru tablicy dalszy ciąg procedury określa typ elementów tablicy.

Rozpatrzmy po kolei linijki naszego przykładu:

       int (&x)[3] = tab;

x jest:

na prawo nawias zamykający, więc patrzymy na lewo: REFERENCJĄ DO,
patrzymy dalej w lewo, napotykamy nawias otwierający; wychodzimy zatem z nawiasu, patrzymy na prawo: jest nawias otwierający kwadratowy, więc: TABLICY TRZYELEMENTOWEJ,
przechodzimy na lewo: ZMIENNYCH TYPU int.

Ponieważ x jest referencją, musieliśmy od razu dokonać inicjalizacji — widać, że jest ona prawidłowa, bo tab właśnie jest trzyelementową tablicą int-ów.

       int *y[3] = {tab,tab,tab};

y jest:

na prawo nawias kwadratowy otwierający, więc: TRZYELEMENTOWĄ TABLICĄ,
patrzymy w lewo i czytamy do końca w lewo, bo nie ma już żadnych nawiasów: WSKAŹNIKÓW DO ZMIENNYCH TYPU int.

Tu nie musieliśmy od razu dokonywać inicjalizacji, ale ta której dokonaliśmy jest prawidłowa, bo tab standardowo jest konwertowana do typu int*. W tym przykładzie wszystkie elementy tablicy y wskazują na tę samą liczbę całkowitą, a mianowicie na pierwszy element tablicy tab.

       int *(&z)[3] = y;

z jest:

na prawo nawias okrągły zamykający, więc patrzymy na lewo: ODNOŚNIKIEM DO,
na lewo nawias okrągły otwierający, więc wychodzimy z całego nawiasu i przechodzimy na prawo: TRZYELEMENTOWEJ TABLICY,
patrzymy w lewo i czytamy do końca w lewo, bo nie ma już żadnych nawiasów: WSKAŹNIKÓW DO ZMIENNYCH TYPU int.

Tu znów musieliśmy od razu dokonać inicjalizacji — do jej wykonania użyliśmy tablicy y z poprzedniego przykładu.

       int &(*f)(int*,int&);

f jest:

na prawo nawias okrągły zamykający, więc patrzymy na lewo: WSKAŹNIKIEM DO,
na lewo nawias okrągły otwierający, więc wychodzimy z całego nawiasu i przechodzimy na prawo: FUNKCJI O DWÓCH PARAMETRACH, PIERWSZYM TYPU int*, DRUGIM REFERENCYJNYM TYPU int&,
patrzymy w lewo i czytamy do końca w lewo, bo nie ma już żadnych nawiasów: ZWRACAJĄCEJ REFERENCJĘ DO int.

O wskaźnikach do funkcji będziemy jeszcze mówić szczegółowo w rozdziale im poświęconym . Na razie przykład programu z powyższymi deklaracjami:

P31: dekl.cpp Złożone deklaracje

      1.  #include <iostream>
      2.  using namespace std;
      3.  
      4.  int& fun(int *k, int &m) {
      5.      return *k > m ? *k : m;
      6.  }
      7.  
      8.  int main() {
      9.      int tab[] = {1,2,3};
     10.  
     11.      int (&x)[3] = tab;
     12.      cout << "x[2]    = " << x[2]    << endl;
     13.  
     14.      int *y[3] = {tab,tab,tab};
     15.      cout << "y[2][0] = " << y[2][0] << endl;
     16.  
     17.      int *(&z)[3] = y;
     18.      cout << "z[2][0] = " << z[2][0] << endl;
     19.  
     20.      int &(*f)(int*,int&);
     21.      f = fun;
     22.      int v1 =  f(&tab[1], tab[2]);            ➊
     23.      int v2 = (*f)(&tab[1], tab[2]);          ➋
     24.      cout << "v1      = " << v1      << endl;
     25.      cout << "v2      = " << v2      << endl;
     26.  }

W świetle powyższych rozważań powinien być zrozumiały wynik

    x[2]    = 3
    y[2][0] = 1
    z[2][0] = 1
    v1      = 3
    v2      = 3

Zauważmy, że obie formy wywołania funkcji, z linii ➊ i ➋, są równoważne: f jest wskaźnikiem do funkcji, ale przy wywołaniu można, choć nie trzeba, używać operatora dereferencji (więcej szczegółów w rozdziale o wskaźnikach funkcyjnych ).

T.R. Werner, 21 lutego 2016; 20:17