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

---

// использовать массив

delete[] p; // p указывает на массив; не забыть использовать delete[]

Этот оператор new резервирует и инициализирует n строк. Но n строк может не понадобиться, — вполне может хватить меньшего количества строк. В результате, возможно, были созданы объекты, которые никогда не будут использованы. Кроме того, тем из объектов, которые действительно используются, новые значения присваиваются немедленно, поверх только что инициализированных строк. Используемые элементы записываются дважды: сначала, когда им присваивается значение по умолчанию, а затем, когда им присваивается значение.

Еще важней то, что классы без стандартных конструкторов не могут быть динамически созданы как массив.

Класс allocator и специальные алгоритмы

Библиотечный класс allocator, определенный в заголовке memory, позволяет отделить резервирование от создания. Он обеспечивает не типизированное резервирование свободной области память. Операции, поддерживаемые классом allocator, приведены в табл. 12.7. Операции с классом allocator описаны в этом разделе, а типичный пример его использования — в разделе 13.5.

Подобно типу vector, тип allocator является шаблоном (см. раздел 3.3). Чтобы определить экземпляр класса allocator, следует указать тип объектов, которые он сможет резервировать. Когда объект allocator резервирует память, он обеспечивает непрерывное хранилище соответствующего размера для содержания объектов заданного типа:

allocator<string> alloc; // объект, способный резервировать строки

auto const p = alloc.allocate(n); // резервирует n незаполненных строк

Этот вызов функции allocate() резервирует память для n строк.

Таблица 12.7. Стандартный класс allocator и специальные алгоритмы

allocator<T> a Определяет объект а класса allocator, способный резервировать память для объектов типа T a.allocate(n) Резервирует пустую область памяти для содержания n объектов типа T a.deallocate(p, n) Освобождает область памяти, содержавшую n объектов типа T, начиная с адреса в указателе p типа Т*. Указатель p должен быть ранее возвращен функцией allocate(), а размер n — соответствовать запрошенному при создании указателя p. Функцию destroy() следует выполнить для всех объектов, созданных в этой памяти, прежде, чем вызвать функцию deallocate() a.construct(p, args) Указатель p на тип T должен указывать на незаполненную область памяти; аргументы args передаются конструктору типа Т, используемому для создания объекта в памяти, на которую указывает указатель p a.destroy(p) Выполняет деструктор (см. раздел 12.1.1) для объекта, на который указывает указатель p типа Т* Класс allocator резервирует незаполненную память

Память, которую резервирует объект класса allocator, не заполнена. Эта область памяти используется при создании объектов. В новой библиотеке функция-член construct() получает указатель и любое количество дополнительных аргументов; она создает объекты в заданной области памяти. Для инициализации создаваемого объекта используются дополнительные аргументы. Подобно аргументам функции make_shared() (см. раздел 12.1.1), эти дополнительные аргументы должны быть допустимыми инициализаторами объекта создаваемого типа. В частности, если типом объекта является класс, эти аргументы должны соответствовать конструктору этого класса:

auto q = p; // q указывает на следующий элемент после последнего

            // созданного

alloc.construct(q++);          // *q - пустая строка

alloc.construct(q++, 10, 'c'); // *q - cccccccccc

alloc.construct(q++, "hi");    // *q - hi!

В прежних версиях библиотеки функция construct() получала только два аргумента: указатель для создаваемого объекта и значение его типа. В результате можно было только скопировать объект в незаполненную область, но никакой другой конструктор этого типа использовать было нельзя.

Использование незаполненной области памяти, в которой еще не был создан объект, является ошибкой:

cout << *p << endl; // ok: использует оператор вывода класса string

cout << *q << endl; // ошибка: q указывает на незаполненную память!

Чтобы использовать память, возвращенную функцией allocate(), в ней следует создать объекты. Результат использования незаполненной памяти другими способами непредсказуем.

По завершении использования объектов следует удалить ранее созданные элементы. Для этого следует вызвать функцию destroy() каждого созданного элемента. Функция destroy() получает указатель и запускает деструктор (см. раздел 12.1.1) указанного объекта:

while (q != p)

 alloc.destroy(--q); // освободить фактически зарезервированные строки

В начале цикла q указывает на следующий элемент после последнего заполненного. Перед вызовом функции destroy() осуществляется декремент указателя q. Таким образом, при первом вызове функции destroy() указатель q указывает на последний созданный элемент. Первый элемент удаляется на последней итерации, после которой q станет равен p и цикл закончится.

Удалять можно только те элементы, которые были фактически созданы.

Как только элементы удалены, память можно повторно использовать для содержания других строк или возвратить их операционной системе. Для освобождения памяти используется функция deallocate():

alloc.deallocate(p, n);

Указатель, передаваемый функции deallocate(), не может быть нулевым; он должен указывать на область памяти, зарезервированной функцией allocate(). Кроме того, переданный ей аргумент размера должен совпадать с размером, использованным при вызове функции allocate(), зарезервировавшим область памяти, на которую указывает указатель.

Алгоритмы копирования и заполнения неинициализированной памяти

В дополнение к классу allocator библиотека предоставляет два алгоритма, способных создавать объекты в неинициализированной памяти. Эти функции описаны в табл. 12.8 и определены в заголовке memory.

Таблица 12.8. Алгоритмы, связанные с классом allocator

Эти функции создают элементы по назначению, а не присваивают их uninitialized_copy(b, е, b2) Копирует элементы из исходного диапазона, обозначенного итераторами b и е, в незаполненную память, обозначенную итератором b2. Память, обозначенная итератором b2, должна быть достаточно велика для содержания копии элементов из исходного диапазона uninitialized_copy_n(b, n, b2) Копирует n элементов, начиная с обозначенного итератором b в незаполненную память, начиная с позиции b2 uninitialized_fill(b, е, t) Создает объекты в диапазоне незаполненной памяти, обозначенной итераторами b и е как копию t uninitialized_fill_n(b, n, t) Создает n объектов, начиная с b. Итератор b должен обозначать незаполненную память достаточного размера для содержания заданного количества объектов

Предположим, например, что имеется вектор целых чисел, который необходимо скопировать в динамическую память. Память будет резервироваться дважды для каждого целого числа в векторе. Первую половину вновь зарезервированной памяти заполним копиями элементов из исходного вектора. Элементы второй половины заполним заданным значением:

// зарезервировать вдвое больше элементов, чем хранения в vi

auto p = alloc.allocate(vi.size() * 2);

// создать элементы, начиная с p как копии элементов в vi

auto q = uninitialized_copy(vi.begin(), vi.end(), p);

// инициализировать остальные элементы значением 42

uninitialized_fill_n(q, vi.size(), 42);