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

---

Следует заметить, что при присвоении итератору out_iter можно пропустить обращение к значению и инкремент. Таким образом, этот цикл можно переписать так:

for (auto е : vec)

 out_iter = е; // это присвоение запишет элемент в cout

cout << endl;

Операторы * и ++ ничего не делают с итератором ostream_iterator, поэтому их пропуск никак не влияет на программу. Но предпочтительней писать цикл как в первом варианте. Он использует итератор единообразно с тем, как используются итераторы других типов. Этот цикл можно легко изменить так, чтобы он выполнялся итераторами других типов. Кроме того, поведение этого цикла понятней читателям нашего кода.

Чтобы не сочинять цикл самостоятельно, можно легко ввести элементы в вектор vec при помощи алгоритма copy():

copy(vec.begin(), vec.end(), out_iter);

cout << endl;

Использование потоковых итераторов с типами класса

Итератор istream_iterator можно создать для любого типа, у которого есть оператор ввода (>>). Точно так же итератор ostream_iterator можно определить для любого типа, обладающего оператором вывода (<<). Поскольку у класса Sales_item есть оба оператора (ввода и вывода), итераторы ввода-вывода вполне можно использовать, чтобы переписать программу книжного магазина из раздела 1.6:

istream_iterator<Sales_item> item_iter(cin), eof;

ostream_iterator<Sales_item> out_iter(cout, "\n");

// сохранить первую транзакцию в sum и читать следующую запись

Sales_item sum = *item_iter++;

while (item_iter != eof) {

 // если текущая транзакция (хранимая в item_iter) имеет тот же ISBN

 if (item_iter->isbn() == sum.isbn())

  sum += *item_iter++; // добавить ее к sum и читать следующую

                       // транзакцию

 else {

  out_iter = sum;      // вывести текущую сумму

  sum = *item_iter++;  // читать следующую транзакцию

 }

}

out_iter = sum; // не забыть вывести последний набор записей

Эта программа использует итератор item_iter для чтения транзакций Sales_item из потока cin. Она использует итератор out_iter для записи полученной суммы в поток cout, сопровождая каждый вывод символом новой строки. Определив итераторы, используем итератор item_iter для инициализации переменной sum значением первой транзакции:

// сохранить первую транзакцию в sum и читать следующую запись

Sales_item sum = *item_iter++;

Выражение осуществляет обращение к значению результата постфиксного инкремента итератора item_iter. Затем оно читает следующую транзакцию и инициализирует переменную sum значением, предварительно сохраненным в item_iter.

Цикл while выполняется до тех пор, пока поток cin не встретит конец файла. В цикле while осуществляется проверка, не относится ли содержимое переменной sum и только что прочитанная запись к той же книге. Если это так, то только что прочитанный объект класса Sales_item добавляется в переменную sum. Если ISBN отличаются, переменная sum присваивается итератору out_iter, который выводит текущее значение переменной sum, сопровождаемое символом новой строки. После вывода суммы для предыдущей книги переменной sum присваивается копия последней прочитанной транзакции и осуществляется инкремент итератора для чтения следующей транзакции. Цикл продолжается до конца файла или ошибки чтения. Перед завершением следует вывести значения по последней книге во вводе.

Упражнения раздела 10.4.2

Упражнение 10.29. Напишите программу, использующую потоковые итераторы для чтения текстового файла в вектор строк.

Упражнение 10.30. Используйте потоковые итераторы, а также функции sort() и copy() для чтения последовательности целых чисел со стандартного устройства ввода, их сортировки и последующего вывода на стандартное устройство вывода.

Упражнение 10.31. Измените программу из предыдущего упражнения так, чтобы она выводила только уникальные элементы. Программа должна использовать алгоритм unique_copy() (см. раздел 10.4.1).

Упражнение 10.32. Перепишите программу книжного магазина из раздела 1.6. Используйте вектор для хранения транзакции и различные алгоритмы для обработки. Используйте алгоритм sort() с собственной функцией compareIsbn() из раздела 10.3.1 для упорядочивания транзакций, а затем используйте алгоритмы find() и accumulate() для вычисления суммы.

Упражнение 10.33. Напишите программу, получающую имена входного и двух выходных файлов. Входной файл должен содержать целые числа. Используя итератор istream_iterator, прочитайте входной файл. Используя итератор ostream_iterator, запишите нечетные числа в первый выходной файл. За каждым значением должен следовать пробел. Во второй файл запишите четные числа. Каждое из этих значений должно быть помещено в отдельную строку.

10.4.3. Реверсивные итераторы

Реверсивный итератор (reverse iterator) перебирает контейнер в обратном направлении, т.е. от последнего элемента к первому. Реверсивный итератор инвертирует смысл инкремента (и декремента): оператор ++it переводит реверсивный итератор на предыдущий элемент, а оператор --it — на следующий.

Реверсивные итераторы есть у всех контейнеров, кроме forward_list. Для получения реверсивного итератора используют функции-члены rbegin(), rend(), crbegin() и crend(). Они возвращают реверсивные итераторы на последний элемент в контейнере и на "следующий" (т.е. предыдущий) перед началом контейнера. Подобно обычным итераторам, существуют константные и неконстантные реверсивные итераторы.

Взаимное положение этих четырех итераторов на гипотетическом векторе vec представлено на рис. 10.1.

Рис. 10.1. Взаимное положение итераторов, возвращаемых функциями begin()/cend() и rbegin()/crend()

Рассмотрим, например, следующий цикл, выводящий элементы вектора vec в обратном порядке:

vector<int> vec = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};

// реверсивный итератор вектора (от конца к началу)

for (auto r_iter = vec.crbegin(); // связывает r_iter с последним

                                  // элементом

     r_iter != vec.crend();       // crend ссылается на 1 элемент

                                  // перед 1-м

     ++r_iter) // декремент итератора на один элемент

 cout << *r_iter << endl; // выводит 9, 8, 7, ... 0

Хотя смысл оператора декремента реверсивного итератора может показаться неправильным, этот оператор позволяет применять для обработки контейнера стандартные алгоритмы. Например, передав функции sort() два реверсивных итератора, вектор можно отсортировать в порядке убывания.

sort(vec.begin(), vec.end()); // сортирует вектор vec

                              // в "нормальном" порядке

// обратная сортировка: самый маленький элемент располагается

// в конце вектора vec

sort(vec.rbegin(), vec.rend());

Реверсивным итераторам необходим оператор декремента

Нет ничего удивительного в том, что реверсивный итератор можно создать только из такого класса итератора, для которого определены операторы -- и ++. В конце концов, задача реверсивного итератора заключается в переборе последовательности назад. Кроме контейнера forward_list, итераторы всех стандартных контейнеров поддерживают как инкремент, так и декремент. Однако потоковые итераторы к ним не относятся, поскольку невозможно перемещать поток в обратном направлении. Следовательно, создать из потокового итератора реверсивный итератор невозможно.

Отношения между реверсивными и другими итераторами

Предположим, что существует объект line класса string(строка), содержащий разделяемый запятыми список слов. Используя функцию find(), можно отобразить, например, первое слово строки line:

// найти первый элемент в списке, разделенном запятыми

auto comma = find(line.cbegin(), line.cend(), ',');

cout << string(line.cbegin(), comma) << endl;

Если в строке line есть запятая, итератор comma будет указывать на нее, в противном случае он будет равен итератору, возвращаемому функцией line.cend(). При выводе содержимого строки от позиции line.cbegin() до позиции comma будут отображены символы от начала до запятой или вся строка, если запятых в ней нет.