Семинар 14 (02.12.2016)

Ссылки, константные ссылки и объекты в сигнатурах методов

Некоторые принципы использования ссылок, константных ссылок, объектов и указателей в сигнатурах методов.

Если объект не должен изменяться при вызове некоторого метода этого объекта, этот метод должен быть задекларирован как константный (const после аргументов метода).

// Пример
class Container {
    // ...
    int size() const; // получить размер контейнера, содержимое контейнера при этом не меняется.
    // ...
};

Если при передаче объекта в метод или функцию этот объект не должен быть изменен - аргумент должен передаваться как константная ссылка (чтобы избежать копирования объекта).

int calculateSizeOf(const Container & c);

// std::ostream нельзя копировать, поэтому он передается в operator<< и возвращается по ссылке.
// Ссылка неконстантная, потому что в процессе работы меняется состояние потока вывода.
// Объект Container в процессе вывода не изменяется.
std::ostream & operator<<(std::ostream & out, const Container & c);

Операторы вида x= (например, +=, -=, &=, |= и даже =) модифицируют первый аргумент и не модифицируют второй. Возвращаемое значение - ссылка на первый аргумент (на "самого себя"). Запись a += b; можно понимать как a.operator+=(b). Общий вид сигнатуры этих операторов следующий:

class Container {
    // ...
    Container & operator=(const Containter & another) {
        // ...
        return * this;
    }
    Contaiter & operator+=(const Containter & another);
    // ...
};

Операторы вида +, -, &, |, == создают новый объект из двух существующих, поэтому тип возвращаемого значения - объект, а не ссылка. Ни один из аргументов при этом не должен модифицироваться, поэтому - const два раза.

class Container {
    // ...
    Container operator+(const Containter & another) const;
    bool operator==(const Containter & another) const;
    // ...
};

Вернуть ссылку из метода можно (в нормальной ситуации): на сам объект (return * this;), или на поле объекта (return this->data[i];). Возврат ссылки или указателя на локальный объект является грубой ошибкой (для многих компиляторов это warning). (Про возврат ссылки на глобальный объект лучше не думать, т.к. в большинстве случаев глобальные объекты - признак плохого дизайна программы).
Оператор индексирования чаще всего реализуется сразу в двух вариантых: константном и неконстантном.

class ContainerOfItems {
    // ...
    // Константный оператор будет использоваться, когда модификация объекта не требуется:
    // cout << c[1] << endl;
    const Item & operator[](int i) const;

    // Неконстантный - когда происходит изменение объекта:
    // c[1] = 2;
    Item & operator[](int i);
    // ...
};

Переменные примитивных типов (например int, double, char), которые не должны модифицироваться при передаче в функцию/метод, должны передаваться как значения, а не как ссылки:

void setSize(int size);

Полезные опции компилятора

Компиляторы g++ и clang поддерживают опцию -Wall, которая позволяет выводить все warning'и в процессе компиляции.