Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

• Название: Язык программирования C++. Пятое издание
• Автор: Стенли Липпман
• Издательство: Издательский дом "Вильямс"
• Жанр: Программирование
• Год: 2014
• ISBN: 978-5-8459-1839-0

Лучшее руководство по программированию и справочник по языку, полностью пересмотренное и обновленное под стандарт С++11!

Вы держите в руках новое издание популярного и исчерпывающего бестселлера по языку программирования С++, которое было полностью пересмотрено и обновлено под стандарт С++11. Оно поможет вам быстро изучить язык и использовать его весьма эффективными и передовыми способами. В соответствии с самыми передовыми и современными методиками изложения материала авторы демонстрируют использование базового языка и его стандартной библиотеки для разработки эффективного, читабельного и мощного кода.

С самого начала этой книги читатель знакомится со стандартной библиотекой С++, ее самыми популярными функциями и средствами, что позволяет сразу же приступить к написанию полезных программ, еще не овладев всеми нюансами языка. Большинство примеров из книги было пересмотрено так, чтобы использовать новые средства языка и продемонстрировать их наилучшие способы применения. Эта книга — не только проверенное руководство для новичков в С++, она содержит также авторитетное обсуждение базовых концепций и методик языка С++ и является ценным ресурсом для опытных программистов, особенно желающих побыстрей узнать об усовершенствованиях С++11.

Стенли Б. Липпман работал старшим консультантом в Jet Propulsion Laboratory, архитектором группы Visual С++ корпорации Microsoft, техническим сотрудником Bell Laboratories и главным инженером- программистом по анимации в кинокомпаниях Disney, DreamWorks, Pixar и PDI.

Жози Лажойе, работающий ныне в кинокомпании Pixar, был членом канадской группы разработчиков компилятора C/C++ корпорации IBM, а также возглавлял рабочую группу базового языка С++ в составе международной организации по стандартизации ANSI/ISO.

Барбара Э. Му имеет почти тридцатилетний опыт программирования. На протяжении пятнадцати лет она работала в компании AT&T, сотрудничая с Бьярне Страуструпом, автором языка С++, и несколько лет руководила группой разработчиков С++.

• Узнайте, как использовать новые средства языка С++11 и стандартной библиотеки для быстрого создания надежных программ, а также ознакомьтесь с высокоуровневым программированием

• Учитесь на примерах, в которых показаны передовые стили программирования и методики проектирования

• Изучите принципы и узнайте почему язык С++11 работает именно так

• Воспользуйтесь множеством перекрестных ссылок, способных помочь вам объединить взаимосвязанные концепции и проникнуть в суть

• Ознакомьтесь с современными методиками обучения и извлеките пользу из упражнений, в которых подчеркиваются ключевые моменты, позволяющие избежать проблем

• Освойте лучшие методики программирования и закрепите на практике изученный материал

Исходный код примеров можно загрузить с веб-страницы книги на сайте издательства по адресу: http://www.williamspublishing.com

---

В отличие от поведения функции swap() с другими контейнерами, когда дело доходит до массивов, элементы действительно обмениваются. Обмен двух массивов потребует времени, пропорционального количеству их элементов.

После выполнения функции swap(), указатели, ссылки и итераторы остаются связанными с тем же элементом, который они обозначили ранее. Конечно, значение самого элемента заменено значением соответствующего элемента другого массива.

Новая библиотека предоставляет функцию swap() в версии члена класса контейнера и в версии, не являющейся членом какого-либо класса. Прежние версии библиотеки определили только версию функции-члена swap(). Функция swap() не являющаяся членом класса контейнера, имеет большое значение в обобщенных программах. Как правило, лучше использовать именно эту версию.

Упражнения раздела 9.2.5

Упражнение 9.14. Напишите программу, присваивающую значения элементов списка указателей на символьные строки в стиле С (тип char*) элементам вектора строк.

9.2.6. Операции с размером контейнера

За одним исключением у классов контейнеров есть три функции, связанные с размером. Функция-член size() (см. раздел 3.2.2) возвращает количество элементов в контейнере; функция-член empty() возвращает логическое значение true, если контейнер пуст, и значение false в противном случае; функция-член max_size() возвращает число, большее или равное количеству элементов, которые может содержать контейнер данного типа. По причинам, рассматриваемым в следующем разделе, контейнер forward_list предоставляет функции max_size() и empty(), но не функцию size().

9.2.7. Операторы сравнения

Для сравнения используется тот же реляционный оператор, который определен для типа элементов: при сравнении двух контейнеров на неравенство (!=) используется оператор != типа их элементов. Если тип элемента не поддерживает определенный оператор, то для сравнения контейнеров такого типа данный оператор использовать нельзя.

Сравнение двух контейнеров осуществляется на основании сравнения пар их элементов. Эти операторы работают так же, как и таковые у класса string (см. раздел 3.2.2):

• Если оба контейнера имеют одинаковый размер и все их элементы совпадают, контейнеры равны, в противном случае — не равны.

• Если контейнеры имеют различный размер, но каждый элемент короткого совпадает с соответствующим элементом длинного, считается, что короткий контейнер меньше длинного.

• Если значения элементов контейнеров не совпадают, результат их сравнения зависит от значений первых неравных элементов.

Проще всего понять работу операторов, рассмотрев их на примерах.

vector<int> v1 = { 1, 3, 5, 7, 9, 12 };

vector<int> v2 = { 1, 3, 9 };

vector<int> v3 = { 1, 3, 5, 7 };

vector<int> v4 = { 1, 3, 5, 7, 9, 12 };

v1 < v2  // true; v1 и v2 отличаются элементом [2]: v1[2] меньше,

         // чем v2[2]

v1 < v3  // false; все элементы равны, но у v3 их меньше;

v1 == v4 // true; все элементы равны и размер v1 и v4 одинаков

v1 == v2 // false; v2 имеет меньше элементов, чем v1

При сравнении контейнеров используются операторы сравнения их элементов

Сравнить два контейнера можно только тогда, когда используемый оператор сравнения определен для типа элемента контейнера.

Операторы равенства контейнеров используют оператор == элемента, а операторы сравнения — оператор < элемента. Если тип элемента не предоставляет необходимый оператор, то не получится использовать соответствующие операторы и с содержащими их контейнерами. Например, определенный в главе 7 тип Sales_data не предоставлял операторов == и <. Поэтому нельзя сравнить два контейнера, содержащих элементы типа Sales_data:

vector<Sales_data> storeA, storeB;

if (storeA < storeB) // ошибка: Sales_data не имеет оператора <

Упражнения раздела 9.2.7

Упражнение 9.15. Напишите программу, выясняющую, равны ли два вектора vector<int>.

Упражнение 9.16. Перепишите предыдущую программу, но сравните элементы списка list<int> и вектора vector<int>.

Упражнение 9.17. Допустим, c1 и c2 являются контейнерами. Какие условия налагают типы их элементов в следующем выражении?

if (c1 < c2)

9.3. Операции с последовательными контейнерами

Последовательные и ассоциативные контейнеры отличаются организацией своих элементов. Это различие влияет на способ хранения, доступа, добавления и удаления элементов. В предыдущем разделе рассматривались операции, общие для всех контейнеров (см. табл. 9.2). В остальной части этой главы рассматриваются операции, специфические для последовательных контейнеров.

9.3.1. Добавление элементов в последовательный контейнер

За исключением массива все библиотечные контейнеры обеспечивают гибкое управление памятью. Они позволяют добавлять и удалять элементы, динамически изменяя размер контейнера во время выполнения. В табл. 9.5 перечислены функции, позволяющие добавлять элементы в последовательный контейнер (но не в массив).

Используя эти функции, следует помнить, что контейнеры применяют различные стратегии резервирования памяти для элементов и что эти стратегии влияют на производительность. Например, добавление элементов в любое место вектора или строки (но не в конец) либо в любое место двухсторонней очереди (но не в начало или в конец) требует перемещения элементов.

Кроме того, добавление элементов в вектор или строку может привести к повторному резервированию памяти всего объекта. Это, в свою очередь, потребует резервирования новой памяти для элементов и их перемещения из старых областей в новые.

Таблица 9.5. Функции, добавляющие элементы в последовательный контейнер

Эти функции изменяют размер контейнера; они не поддерживаются массивами. Контейнер forward_list обладает специальными версиями функций insert() и emplace(); см. раздел 9.3.4, а функций push_back() и emplace_back() у него нет. Функции push_front() и emplace_front() недопустимы для контейнеров vector и string. c.push_back(t) c.emplace_back(args) Создает в конце контейнера с элемент со значением t или переданным аргументом args. Возвращает тип void c.push_front(t) c.emplace_front(args) Создает в начале контейнера с элемент со значением t или переданным аргументом args. Возвращает тип void c.insert(p,t) c.emplace(p, args) Создает элемент со значением t или переданным аргументом args перед элементом, обозначенным итератором p. Возвращает итератор на добавленный элемент c.insert(p,n,t) Вставляет n элементов со значением t перед элементом, обозначенным итератором p. Возвращает итератор на первый вставленный элемент; если n — нуль, возвращается итератор p c.insert(p,b,e) Вставляет элементы из диапазона, обозначенного итераторами b и е перед элементом, обозначенным итератором p. Итераторы b и е не могут относиться к элементам в контейнере с. Возвращает итератор на первый вставленный элемент; если диапазон пуст, возвращается итератор p c.insert(p,il) il — это список значений элементов. Вставляет переданные значения перед элементом, обозначенным итератором p. Возвращает итератор на первый вставленный элемент; если список пуст, возвращается итератор p Применение функции push_back()

В разделе 3.3.2 упоминалось, что функция push_back() добавляет элемент в конец вектора. Кроме контейнеров array и forward_list, каждый последовательный контейнер (включая string) поддерживает функцию push_back().

Цикл следующего примера читает по одной строке за раз в переменную word:

// читать слова со стандартного устройства ввода и помещать