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

---

Единственными вызываемыми объектами, использованными до сих пор, были функции и указатели на функции (см. раздел 6.7). Есть еще два вида вызываемых объектов: классы, перегружающие оператор вызова функции (будут рассматриваться в разделе 14.8), и лямбда-выражения (lambda expression).

Лямбда-выражение представляет собой вызываемый блок кода. Его можно считать безымянной встраиваемой функцией. Подобно любой функции, у лямбда-выражений есть тип возвращаемого значения, список параметров и тело функции. В отличие от функции, лямбда-выражения могут быть определены в функции. Форма лямбда-выражений такова:

[список захвата](список параметров) -> тип возвращаемого значения

 {тело функции}

где список захвата (зачастую пустой) — это список локальных переменных, определенных в содержащей функции; тип возвращаемого значения, список параметров и тело функции — те же самые, что и у любой обычной функции. Однако, в отличие от обычных функций, для определения типа возвращаемого значения лямбда-выражения должны использовать замыкающий тип (см. раздел 6.3.3).

Список параметров и типа возвращаемого значения могут отсутствовать, но список захвата и тело функции должны быть всегда:

auto f = [] { return 42; };

Здесь f определено как вызываемый объект, не получающий никаких аргументов и возвращающий значение 42. Вызов лямбда-выражений происходит таким же способом, что и вызов функций, — при помощи оператора вызова:

cout << f() << endl; // выводит 42

Пропуск круглых скобок и списка параметров в лямбда-выражении эквивалентен определению пустого списка параметров. Следовательно, когда происходит вызов лямбда-выражения f, список аргументов оказывается пустым. Если пропущен тип возвращаемого значения, то выведенный тип возвращаемого значения лямбда-выражения будет зависеть от кода в теле функции. Если телом является только оператор return, тип возвращаемого значения выводится из типа возвращаемого выражения. В противном случае типом возвращаемого значения является void.

Лямбда-выражения, тела которых содержат нечто кроме одного оператора return, что не определяет тип возвращаемого значения, возвращают тип void.

Передача аргументов лямбда-выражению

Подобно вызовам обычных функций, аргументы вызова лямбда-выражения используются для инициализации его параметров. Как обычно, типы аргумента и параметра должны совпадать. В отличие от обычных функций, у лямбда-выражений не может быть аргументов по умолчанию (см. раздел 6.5.1). Поэтому у вызова лямбда-выражения всегда столько аргументов, сколько и параметров. Как только параметры инициализируются, выполняется тело лямбда-выражения.

Для примера передачи аргументов можно написать лямбда-выражение, ведущее себя как функция isShorter():

[](const string &a, const string &b)

 { return a.size() < b.size();}

Пустой список захвата означает, что это лямбда-выражение не будет использовать локальных переменных из окружающей функции. Параметры лямбда-выражения, как и параметры функции isShorter(), будут ссылкой на константную строку. Как и тело функции isShorter(), тело лямбда-выражения сравнивает размер параметров и возвращает логическое значение, зависящее от соотношения размеров своих аргументов.

Вызов функции stable_sort() можно переписать так, чтобы использовать это лямбда-выражение следующим образом:

// сортировать слова по размеру, поддерживая алфавитный порядок среди

// слов того же размера

stable_sort(words.begin(), words.end(),

            [](const string &a, const string &b)

             { return a.size() < b.size();});

Когда функция stable_sort() будет сравнивать два элемента, она вызовет данное лямбда-выражение.

Использование списка захвата

Теперь все готово для решения первоначальной задачи — создания вызываемого выражения, которое можно передать функции find_if(). Необходимо выражение, сравнивающее длину каждой строки в исходной последовательности со значением параметра sz функции biggies().

Хотя лямбда-выражение может присутствовать в функции, оно способно использовать локальные переменные этой функции, только заранее определив, какие из них предстоит использовать. Лямбда-выражение определяет подлежащие использованию локальные переменные, включив их в список захвата (capture list). Список захвата предписывает лямбда-выражению включить информацию, необходимую для доступа к этим переменным, в само лямбда-выражение.

В данном случае лямбда-выражение захватит переменную sz и будет иметь один параметр типа string. Тело лямбда-выражения сравнивает размер переданной строки с захваченным значением переменной sz:

[sz](const string &a)

 { return a.size () >= sz; };

В начинающих лямбда-выражение квадратных скобках, [], можно расположить разделяемый запятыми список имен, определенных в окружающей функции.

Поскольку данное лямбда-выражение захватывает переменную sz, ее можно будет использовать в теле лямбда-выражения. Лямбда-выражение не захватывает вектор words, поэтому доступа к его переменным она не имеет. Если бы лямбда-выражение имело пустой список захвата, наш код не компилировался бы:

// ошибка: sz не захвачена

[](const string &a)

 { return a.size() >= sz; };

Лямбда-выражение может использовать локальную переменную окружающей функции, только если она присутствует в ее списке захвата.

Вызов функции find_if()

Используя это лямбда-выражение, можно найти первый элемент, размер которого не меньше sz:

// получить итератор на первый элемент, размер которого >= sz

auto wc = find_if(words.begin(), words.end(),

                  [sz](const string &a)

                   { return a.size() >= sz; });

Вызов функции find_if() возвращает итератор на первый элемент, длина которого не меньше sz, или на элемент words.end(), если такового элемента не существует.

Возвращенный функцией find_if() итератор можно использовать для вычисления количества элементов, расположенных между этим итератором и концом вектора words (см. раздел 3.4.2):

// вычислить количество элементов с размером >= sz

auto count = words.end() - wc;

cout << count << " " << make_plural(count, "word", "s")

     << " of length " << sz << " or longer" << endl;

Для вывода в сообщении слова word или words, в зависимости от того, равен ли размер 1, оператор вывода вызывает функцию make_plural() (см. раздел 6.3.2).

Алгоритм for_each()

Последняя часть задачи — вывод тех элементов вектора words, длина которых не меньше sz. Для этого используем алгоритм for_each(), получающий вызываемый объект и вызывающий его для каждого элемента в исходном диапазоне:

// вывести слова, размер которых равен или больше заданного, разделяя

// их пробелами

for_each(wc, words.end(),

         [](const string &s) {cout << s << " ";});

cout << endl;

Список захвата этого лямбда-выражения пуст, но все же его тело использует два имени: его собственный параметр s и cout.

Список захвата пуст, поскольку он используется только для нестатических переменных, определенных в окружающей функции. Лямбда-выражение вполне может использовать имена, определенные вне той функции, в которой присутствует лямбда-выражение. В данном случае имя cout не локально определено в функции biggies(), оно определено в заголовке iostream. Пока заголовок iostream находится в области видимости функции biggies(), данное лямбда-выражение может использовать имя cout.

Список захвата используется только для локальных нестатических переменных; лямбда-выражения могут непосредственно использовать статические локальные переменные и переменные, объявленные вне функции.

Объединив все вместе

Теперь, изучив элементы программы подробно, рассмотрим ее в целом:

void biggies(vector<string> &words,

             vector<string>::size_type sz) {

 elimDups(words); // расположить слова в алфавитном порядке

                  // и удалить дубликаты

 // пересортировать по длине, поддерживая алфавитный порядок среди слов