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

---

// ошибка: нет версии функции push_back(), получающей три аргумента

с.push_back("978-0590353403", 25, 15.99);

// ok: создается временный объект класса Sales_data для передачи

// функции push_back()

c.push_back(Sales_data("978-0590353403", 25, 15.99));

Вызов функции emplace_back() и второй вызов функции push_back() создают новые объекты класса Sales_data. При вызове функции emplace_back() этот объект создается непосредственно в области, контролируемой контейнером. Вызов функции push_back() создает локальный временный объект, который помещается в контейнер.

Аргументы функции emplace() зависят от типа элемента, они должны соответствовать конструктору типа элемента:

// iter указывает на элемент класса Sales_data контейнера с

с.emplace_back(); // использует стандартный конструктор

                  // класса Sales_data

с.emplace(iter, "999-999999999"); // используется Sales_data(string)

// использует конструктор класса Sales_data, получающий ISBN,

// количество и цену

с.emplace_front("978-0590353403", 25, 15.99);

Функция emplace() создает элементы контейнера. Ее аргументы должны соответствовать конструктору типа элемента.

Упражнения раздела 9.3.1

Упражнение 9.18. Напишите программу чтения последовательности строк со стандартного устройства ввода в контейнер deque. Для записи элементов в контейнер deque используйте итераторы и цикл.

Упражнение 9.19. Перепишите программу из предыдущего упражнения, чтобы использовался контейнер list. Перечислите необходимые изменения.

Упражнение 9.20. Напишите программу, копирующую элементы списка list<int> в две двухсторонние очереди, причем нечетные элементы должны копироваться в один контейнер deque, а четные в другой.

Упражнение 9.21. Объясните, как цикл из пункта «Применение возвращаемого значения функции insert()», использующий возвращаемое значение функции insert() и добавляющий элементы в список, работал бы с вектором вместо списка.

Упражнение 9.22. С учетом того, что iv является вектором целых чисел, что не так со следующей программой? Как ее можно исправить?

vector<int>::iterator iter = iv.begin(),

mid = iv.begin() + iv.size()/2;

while (iter != mid)

 if (*iter == some_val)

  iv.insert(iter, 2 * some_val);

9.3.2. Доступ к элементам

В табл. 9.6 приведен список функций, которые можно использовать для доступа к элементам последовательного контейнера. Если в контейнере нет элементов, функции доступа неприменимы.

У каждого последовательного контейнера, включая array, есть функция-член front(), и у всех, кроме forward_list, есть также функция-член back(). Эти функции возвращают ссылку на первый и последний элементы соответственно:

// перед обращением к значению итератора удостовериться, что

// элемент существует, либо вызвать функции front() и back()

if (!с.empty()) {

 // val и val2 - копии значений первого элемента в контейнере с

 auto val = *с.begin(), val2 = c.front();

 // val3 и val4 - копии значений последнего элемента в контейнере с

 auto last = c.end();

 auto val3 = *(--last); // невозможен декремент итератора forward_list

 auto val4 = c.back();  // не поддерживается forward_list

}

Таблица 9.6. Функции доступа к элементам последовательного контейнера

Функция at() и оператор индексирования допустимы только для контейнеров string, vector, deque и array. Функция back() недопустима для контейнера forward_list. c.back() Возвращает ссылку на последний элемент контейнера с, если он не пуст c.front() Возвращает ссылку на первый элемент контейнера с, если он не пуст c[n] Возвращает ссылку на элемент, индексированный целочисленным беззнаковым значением n. Если n >= c.size(), результат непредсказуем c.at(n) Возвращает ссылку на элемент по индексу n. Если индекс находится вне диапазона, передает исключение out_of_range

Эта программа получает ссылки на первый и последний элементы контейнера с двумя разными способами. Прямой подход — обращение к функциям front() и back(). Косвенный подход получения ссылки на тот же элемент подразумевает обращение к значению итератора, возвращенного функцией begin(), или декремент с последующим обращением к значению итератора, возвращенного функцией end().

В этой программе примечательны два момента: поскольку возвращенный функцией end() итератор указывает на элемент, следующий после последнего, для доступа к последнему элементу контейнера применяется декремент полученного итератора. Вторым очень важным моментом является необходимость удостовериться в том, что контейнер c не пуст, перед вызовом функций front() и back() или обращением к значению итераторов, возвращенных функциями begin() и end(). Если контейнер окажется пустым, все выражения в блоке операторов if будут некорректны.

Вызов функций front() или back() для пустого контейнера, равно как и использование индекса, выходящего за диапазон существующих элементов, является серьезной ошибкой.

Функции-члены, обращающиеся к элементам в контейнере (т.е. функции front(), back(), at() и индексирование), возвращают ссылки. Если контейнер является константным объектом, возвращается ссылка на константу. Если контейнер не константа, возвращается обычная ссылка, которую можно использовать для изменения значения выбранного элемента:

if (!с.empty()) {

 с.front() = 42;     // присвоить 42 первому элементу в контейнере с

 auto &v = c.back(); // получить ссылку на последний элемент

 v = 1024;           // изменить элемент в контейнере с

 auto v2 = c.back(); // v2 не ссылка; это копия c.back()

 v2 = 0;             // это не изменит элемент в контейнере с

}

Как обычно, если ключевое слово auto применяется для определения переменной, сохраняющей значения, возвращаемые одной из этих функций, и эту переменную предстоит использовать для изменения элемента, то определять эту переменную следует как ссылочный тип.

Индексация и безопасный произвольный доступ

Контейнеры, предоставляющие быстрый произвольный доступ (string, vector, deque и array), предоставляют также оператор индексирования (см. раздел 3.3.3). Как уже упоминалось, оператор индексирования получает индекс и возвращает ссылку на элемент в этой позиции контейнера. Индекс не должен выходить за диапазон элементов (т.е. больше или равен 0 и меньше размера контейнера). Допустимость индекса должен обеспечить разработчик; оператор индексирования не проверяет принадлежность индекса диапазону. Использование для индекса значения вне диапазона является серьезной ошибкой, но компилятор ее не обнаружит.

Если необходимо гарантировать допустимость индекса, вместо него можно использовать функцию-член at(). Она действует как оператор индексирования, но если индекс недопустим, то она передает исключение out_of_range (см. раздел 5.6):

vector<string> svec; // пустой вектор

cout << svec[0];     // ошибка времени выполнения: вектор svec

                     // еще не имеет элементов!

cout << svec.at(0);  // передает исключение out_of_range

Упражнения раздела 9.3.2

Упражнение 9.23. Какими были бы значения переменных val2, val3 и val4, в первой программе данного раздела, если бы функция c.size() возвращала значение 1?

Упражнение 9.24. Напишите программу, которая обращается к первому элементу вектора, используя функции at(), front() и begin(), а также оператор индексирования. Проверьте программу на пустом векторе.

9.3.3. Удаление элементов

Подобно тому, как существует несколько способов добавления элементов в контейнер (исключая array), существует несколько способов их удаления. Функции удаления перечислены в табл. 9.7.