نکاتِ جدیدی که از فصل ۱۰ سی++ دایتل یادگرفتم

خب فصل ۱۰ ام از کتاب برنامه نویسی سی++ دایتل رو تموم کردم. اینجا خلاصه ای از چیزای جدیدی که یادگرفتم رو می‌نویسم.

string-object literal

توی سی++ ۱۴ میشه با اضافه کردن یک s به انتهای لیترال رشته‌ای‌مون(بعد از دابل کوتیشن، نه قبلش) اون رشته رو تبدیل به یه شئ از کلاس string کرد. مثال:

"Hello, World"s

Operator Overloading؛ به عنوان عضو کلاس یا نه؟

با اینکه من قبلا این بخش هارو توی کتاب C How To Program خونده بودم اما چون یادداشت نکرده بودم و خیلی وقت هم شده بود که حوصله‌ی برنامه نویسی رو نداشتم، یادم رفته بود.

مسئله اینه که چه وقتی باید تابع اوپراتوری که overload میشه رو جزئی از member function ها بذاریم و چه وقتی جزئی از non-member function. ساده‌ست، تنها زمانی میتونیم تابع اوپراتور رو به عنوان عضوی از کلاس قرار بدیم که شئِ کلاس ما به عنوان پارامتر در سمت چپ قرار بگیره. این کد رو ببینید:

istream& operator>>(istream& input, MyClass& object);

وقتی مینویسیم cin >> myobject درواقع انگار تابع رو به شکل operator>>(input, myobject) فراخوانی کردیم.

حالا از اونجایی که شئ ما توی پارامتر سمت چپ قرار نمیگیره، نمیتونیم این اوپراتور رو داخل کلاس overload کنیم و اگر اینکارو انجام دادیم، باید اینطوری بنویسیمش: myobject << cin

از طرف دیگه، برای اینکه بتونیم اوپراتور هامون رو به صورت commutative(جابجایی پذیر) تعریف کنیم، به دلایلی که بالاتر توضیح داده شد باید حداقل یکبار اوپراتورمون رو به عنوان non-member function تعریف کنیم.

نکته درباره‌ی Dynamic Allocation در عضو های کلاس

وقتی یک حافظه ای رو به صورت پویا برای یکی از اعضای کلاس‌مون (data-member) در نظر می‌گیریم باید حواسمون باشه که
Default memberwise assignment و Default copy constructor رو به حال خودشون رها نکنیم چون مشکلاتی مثل double free رو بوجود میارن. پس یادمون باشه که کپی کانستراکتور خودمون + علامت مساوی(=) خودمون رو تعریف کنیم.

حذف یه تابع از کلاس

یه تابع از کلاس (function member) رو میشه حذف کرد. قبلا برای اینکار، اون تابع رو جزء بخش private کلاس قرار می‌دادند اما الان به عنوان مثال میشه اینطوری نوشت:

const Array* operator=(const Array*) = delete;

کاربردش چیه؟ معمولا برای غیرفعال کردن توابعی که توسط کامپایلر به صورت خودکار ساخته میشن (auto generate)، مثل سازنده‌ی پیشفرض(Default constructor)، کپی کانستراکتور، اوپراتور تخصیص (=) و … استفاده می‌شن.

تعریف شئ از کلاس با initializer list

برای اینکه بتونیم یه شئ از کلاسمون رو با initializer list بسازیم، باید یه کانستراکتور داشته باشیم که ورودی‌ش از نوع initializer_listباشه. مثال:

MyClass::MyClass(initializer_list list);

تبدیل انواع مختلف به کلاس و بالعکس

ما میتونیم اشیاء ای که از کلاسمون میسازیم رو با استفاده از Conversion Constructor ها و Conversion Operator ها به انواع دیگه ای تبدیل کنیم.

برای اینکه یه کانستراکتور تبدیل کننده داشته باشیم نیاز داریم که کانستراکتور ما بتونه با یک آرگومان صدا زده بشه.(این مسئله برای کپی کانستراکتور ها صادق نیست) مثال :

MyClass:MyClass(int a);

حالا با استفاده از این تابع میشه هم به صورت ضمنی و هم به صورت مستقیم یک int رو به شئ ای از کلاس خودمون تبدیل کنیم.

برای تعریف یک Conversion Operator میتونیم اینطوری عمل کنیم:

MyClass::operator string() const;

حالا اگر فرض کنیم a اسم شئ ما باشه، وقتی بنویسیم static_cast<string> (a) درواقع کامپایلر تابع a.operator string() رو صدا میزنه.

چرا توابع سازنده‌مون رو به شکل explicit تعریف کنیم؟

توابع سازنده ای که میتونن فقط با یک آرگومان صدا زده بشن ممکنه توسط کامپایلر اشتباها به عنوان Conversion Constructor تلقی بشن(چون این تابع ها هم با یک ورودی صدا زده میشن) و به صورت ضمنی عمل cast رو انجام بدن. درکل ما برای اینکه از تبدیل ضمنی چه توی کانستراکتور(اونایی که میتونن با یه آرگومان صدا زده بشن) و چه توی اوپراتور های تبدیلی( conversion operator) جلوگیری کنیم، اون توابع رو به صورت explicit تعریف می‌کنیم.

فصل بعدی درباره‌ی ارث‌بری هست 🙂

یادگیری امروزم از کتاب معماری کامپیوتر موریس مانو(۱)

امروز درباره‌ی اینتراپت(وقفه) ها در معماری کامپیوتر خوندم. امیدوارم مطالبی که فهمیدم درست باشن 🙂

متاسفانه توی مطالعه معماری خیلی کًند پیش میرم 🙁

اینتراپت با ساب‌روتین ها سه تا تفاوت مهم داره:

  • اینتراپت معمولا بجای اینکه از طریق اجرای یک instruction اجرا بشه، با انتشار یک سیگنال درونی/بیرونی اجرا میشه
  • آدرس سرویسِ اینتراپت برخلاف instruction ها معمولا توسط سخت افزار مشخص میشه نه توسط address field
  • در فرآیند اینتراپت برای مشخص کردن CPU state مقدار بیشتری اطلاعات(مثل رجیستر ها، شمارنده‌ی برنامه، و یه سری status condition ها) ذخیره میشه درحالی که در ساب‌روتین ها شمارنده‌ی برنامه ذخیره میشه.

کِی اینتراپت اتفاق میوفته؟

اینتراپت فقط اتفاق میوفته که دستور قبلی به صورت کامل انجام شده باشه و اگر CPU در حین انجام یک دستور باشه، به اینتراپت جواب نمیده. وقتی یک دستور تموم میشه، سی پی یو چک میکنه که آیا اینتراپتی در حالت pending هست یا نه. اگر بود، CPU وارد hardware interrupt cycle میشه. توی این سیکل محتویات PC و PSW(Program Status Word) توی استک قرار میگیره و آدرس برنچ سرویسی که قراره اجرا بشه بجای PC قرار میگیره. همچنین PSW جدید هم توی جای خودش قرار میگیره و اجرای دستورات آغاز میشه.

آخرین دستور اینتراپت، interrupt return cycle هست که طی اون سی پی یو به حالت قبل از وقوع وقفه برمیگرده و روتین خودش رو ادامه میده.

چند نوع اینتراپت داریم؟

سه نوع وقفه داریم که به صورت زیر هستن:

  • External Interrupt
  • Internal Interrupt
  • Software Interrupt

اینتراپت های اکسترنال و اینترنال تحت تاثیر انتشار سیگنال های سخت افزاری اتفاق میوفتن اما اینتراپت های نرم افزاری از طریق اجرای دستورات در برنامه اتفاق می‌افتن.

اینتراپت های نرم افزاری یک سری فراخوانی دستورات هستند که بیشتر بجای اینکه شبیه ساب‌روتین باشن، شبیه اینتراپت هستن. درواقع برنامه نویس با این وقفه ها میتونه CPU رو به حالت supervisor ببره و از دستورات اون بخش استفاده کنه. به عنوان مثال، استفاده از دستورات I/O نیازمند مد supervisor هست. برنامه در حالت یوزر مود هست و هنگامی که بخواد از انتقال I/O استفاده کنه از طریق supervisor call instruction موجب میشه که سی پی یو به حالت سوپروایزر بره.

بخش بعدی

بخش بعدی ای که قراره بخونم(فردا) درباره‌ی معماری RISC هست.