34. Функции и файлы

Все неэлементарные программы включают в себя несколько раздельно компилируемых единиц (их называют просто файлами). Покажем, как раздельно откомпилированные функции могут обращаться друг к другу.

Присутствие всей программы в одном файле обычно невозможно, так как коды стандартных библиотек и операционной системы располагаются где-то в другом месте. При этом хранить весь текст программы в одном файле обычно непрактично и неудобно. Так как единицей компиляции служит файл, то во всех случаях, когда в файле производятся изменения, весь файл необходимо компилировать заново. Даже для небольшой программы время, затрачиваемое на перекомпиляцию, можно заметно сократить с помощью разбиения программы на файлы подходящих размеров.

Покажем пример с калькулятором. Он был представлен одним исходным файлом. Если он набит, то наверняка были трудности с размещением описаний в правильном порядке и необходимо было бы применить по меньшей мере одно «фальшивое» описание, чтобы компилятор обрабатывал взаимно рекурсивные функции expr(), term() и prim(). Программа заключает в себе четыре части (лексический анализатор, программа синтаксического разбора, таблица имен и драйвер), но это никак не было отражено внутри программы. В общем, калькулятор был написан по-другому. Так это не делается; даже если в этой программе «на выброс» пренебречь всеми соображениями методологии программирования, эксплуатации и эффективности компиляции, следует разбить эту программу в 200 строк на несколько файлов, чтобы программировать было приятнее.

Программа, которая состоит из нескольких раздельно компилируемых файлов, должна быть согласованной в смысле применения имен и типов, так же, как и программа, которая состоит из одного исходного файла. Вообще это может обеспечить и компоновщик. Компоновщик представляет собой программу, которая стыкует отдельно скомпилированные части вместе. Компоновщик часто именуют загрузчиком. В иМХ'е компоновщик именуется Id. Но компоновщики, которые имеются в большинстве систем, обеспечивают очень слабую поддержку проверки согласованности.

Программист способен скомпенсировать недостаток поддержки со стороны компоновщика, предоставив дополнительную информацию о типах (описания). После этого согласованность программы осуществляется проверкой согласованности описаний, которые располагаются в отдельно компилируемых частях. Средства, которые это осуществляют, обеспечивают, в C++ разработаны так, чтобы способствовать такой явной компоновке.

Если оговорено иное, то имя, которое не является локальным для функции или класса, в любой части программы, компилируемой отдельно, должно относиться к определенному типу, значению, функции или объекту. То есть в программе может существовать только один нелокальный тип, значение, функция или объект с данным именем.