让C++简化你的编程生活

# 让 C++ 简化你的编程生活 ## 1. C++ 与面向对象编程 C++ 自 1979 年由 Bjarne Stroustrup 在贝尔实验室开发以来，作为 C 语言的扩展，有望在软件开发领域占据主导地位。它支持面向对象编程的原则，该原则基于程序由一组对象组成，这些对象仅通过其接口进行交互。对象执行任务的方法是其内部事务，数据结构和函数代表对象的内部状态以及状态之间的转换，这些都是对象的私有事务，外部不可见，这就是信息隐藏原则。 面向对象编程推广使用类作为构建更大结构的基础，就像用预制模块建造房屋或汽车一样。理想情况下，程序可以由现有的类库拼凑而成，减少了编写大量新代码的需求。然而，从传统软件开发转向面向对象软件开发需要开发者进行大量的思维转变。一方面，开发者需要更加关注建模和设计阶段；另一方面，开发和测试新类时需要格外小心，以确保构建块无错误。 虽然使用 C++ 和 Java 进行编程的趋势很强，但面向对象编程的原则是多方面的，要将其作为软件开发的标准方法还需要很长时间。不过，目前有强大而可靠的工具支持从建模到生成可执行代码的开发过程。 ## 2. LINT 类的介绍 为了实现大整数的算术运算，我们创建了一个名为 LINT（Large INTegers）的类。这个类将数据结构和函数作为公共组件，确定了外部访问的可能性。而私有元素只能通过成员函数、友元函数或运算符进行访问。 ### 2.1 LINT 类的结构 LINT 类的声明如下： ```cpp class LINT { public: LINT (void); // constructor ˜LINT (); // destructor const LINT& operator= (const LINT&); const LINT& operator+= (const LINT&); const LINT& operator-= (const LINT&); const LINT& operator*= (const LINT&); const LINT& operator/= (const LINT&); const LINT& operator LINT gcd (const LINT&); LINT lcm (const LINT&); int jacobi (const LINT&); friend const LINT operator + (const LINT&, const LINT&); friend const LINT operator - (const LINT&, const LINT&); friend const LINT operator * (const LINT&, const LINT&); friend const LINT operator / (const LINT&, const LINT&); friend const LINT operator friend LINT mexp (const LINT&, const LINT&, const LINT&); friend LINT mexp (const USHORT, const LINT&, const LINT&); friend LINT mexp (const LINT&, USHORT, const LINT&); friend LINT gcd (const LINT&, const LINT&); friend LINT lcm (const LINT&, const LINT&); friend int jacobi (const LINT&, const LINT&); private: clint *n_l; int status; }; ``` 从这个声明中可以看出，它分为公共部分和私有部分。公共部分包含构造函数、析构函数、算术运算符、成员函数和友元函数；私有部分包含两个元素：`clint* n_l` 用于存储大整数的向量指针，`int status` 用于跟踪 LINT 对象的各种状态。 ### 2.2 大整数的表示 LINT 类中对大整数的表示是对 C 语言中表示方法的扩展。将自然数的数字排列为 `clint` 值的向量，其中更重要的数字占据更高索引的位置。当对象生成时，构造函数会自动分配所需的内存。 `status` 变量用于跟踪 LINT 对象的各种状态，例如溢出或下溢。如果 LINT 对象未初始化，`status` 将包含 `E_LINT_INV` 值，所有函数在执行操作前都必须检查该值。 ### 2.3 构造函数 构造函数用于生成特定类的对象。对于 LINT 类，构造函数可以在有或没有初始化的情况下创建对象。以下是一些构造函数的示例： ```cpp // 默认构造函数，创建未赋值的 LINT 对象 LINT::LINT (void) { n_l = new CLINT; if (NULL == n_l) { panic (E_LINT_NHP, "constructor 1", 0, __LINE__); } status = E_LINT_INV; } // 从字符字符串创建 LINT 对象 LINT:: LINT (const char* str) { n_l = new CLINT; if (NULL == n_l) // error with new? { panic (E_LINT _NHP, "constructor 4", 0, __LINE__); } if (strncmp (str, "0x", 2) == 0 || strncmp (str, "0X", 2) == 0) { int error = str2clint_l (n_l, (char*)str+2, 16); } else { if (strncmp (str, "0b", 2) == 0 || strncmp (str, "0B", 2) == 0) { error = str2clint_l (n_l, (char*)str+2 ```