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

---

sort(nameTable.begin(), nameTable.end(), less<string*>());

Стоит также обратить внимание на то, что ассоциативные контейнеры используют для упорядочивания своих элементов объект типа less<key_type>. В результате можно определить набор (set) указателей или использовать указатель как ключ в карте (map) без необходимости определять тип less самостоятельно.

Упражнения раздела 14.8.2

Упражнение 14.42. Используя библиотечные объекты и адаптеры функций, определите объекты для:

(a) Подсчета количеств значений больше 1024

(b) Поиска первой строки, не равной pooh

(c) Умножения всех значений на 2

Упражнение 14.43. Используя библиотечные объекты функций, определите, делимо ли переданное значение типа int на некий элемент в контейнере целых чисел.

14.8.3. Вызываемые объекты и тип function

В языке С++ есть несколько видов вызываемых объектов: функции и указатели на функции, лямбда-выражения (см. раздел 10.3.2), объекты, созданные функцией bind() (см. раздел 10.3.4), и классы с перегруженным оператором вызова функции.

Подобно любому другому объекту, у вызываемого объекта есть тип. Например, у каждого лямбда-выражения есть собственный уникальный (безымянный) тип класса. Типы функций и указателей на функции зависят от типа возвращаемого значения, типа аргумента и т.д.

Однако два вызываемых объекта с разными типами могут иметь ту же сигнатуру вызова (call signature). Сигнатура вызова определяет тип возвращаемого значения вызываемого объекта и тип (типы) аргумента, которые следует передать при вызове. Сигнатура вызова соответствует типу функции. Например:

int(int, int)

Функция этого типа получает два числа типа int и возвращает значение типа int.

Разные типы могут иметь одинаковую сигнатуру вызова

Иногда необходимо использовать несколько вызываемых объектов с одинаковой сигнатурой вызова, как будто это тот же тип. Рассмотрим, например, следующие разные типы вызываемых объектов:

// обычная функция

int add(int i, int j) { return i + j; }

// лямбда-выражение, создающее безымянный класс объекта функции

auto mod = [](int i, int j) { return i % j; };

// класс объекта функции

struct div {

 int operator()(int denominator, int divisor) {

  return denominator / divisor;

 }

};

Каждый из этих вызываемых объектов применяет арифметическую операцию к своим параметрам. Даже при том, что у каждого из них разный тип, сигнатура вызова у них одинакова:

int(int, int)

Эти вызываемые объекты можно использовать для написания простого калькулятора. Для этого следует определить таблицу функций (function table), хранящую "указатели" на вызываемые объекты. Когда программе понадобится выполнить некую операцию, она просмотрит таблицу и найдет соответствующую функцию.

В языке С++ таблицы функций довольно просто реализовать при помощи карт (map). В данном случае как ключ используем строку, соответствующую символу оператора; значение будет функцией, реализующей этот оператор. При необходимости выполнить заданный оператор индексируется карта и осуществляется вызов возвращенного элемента. Если бы все эти функции были автономными и необходимо было использовать только парные операторы для типа int, то карту можно было бы определить так:

// сопоставляет оператор с указателем на функцию, получающую два целых

// числа и возвращающую целое число

map<string, int(*)(int, int)> binops;

Указатель add можно поместить в карту binops следующим образом:

// ok: add - указатель на функцию соответствующего типа

binops.insert({"+", add}); // {"+", add} - пара раздел 11.2.3

Но сохранить в карте binops объекты mod или div не получится:

binops.insert({"%", mod}); // ошибка: mod - не указатель на функцию

Проблема в том, что mod — это лямбда-выражение, и у каждого лямбда-выражения есть собственный тип класса. Этот тип не соответствует типу значений, хранимых в карте binops.

Библиотечный тип function

Эту проблему можно решить при помощи нового библиотечного типа function, определенного в заголовке functional; возможные операции с типом function приведены в табл. 14.3.

Таблица 14.3. Операции с типом function

function<T> f; f — пустой объект класса function, способный хранить вызываемые объекты с сигнатурой вызова, эквивалентной типу функции T (т.е. Т — это retType(args)) function<T> f(nullptr); Явное создание пустого объекта класса function function<T> f(obj); Сохранение копии вызываемого объекта obj в объекте f f Когда f используется как условие; оно истинно, если содержит вызываемый объект, и ложно в противном случае f(args) Вызывает объект f с передачей аргументов args Типы, определенные как члены шаблона function<T> result_type Тип возвращаемого значения объекта функции этого типа argument_type first_argument_type second_argument_type Типы, определяемые, когда у типа T есть один или два аргумента. Если у типа T есть один аргумент, то argument_type — синоним его типа. Если у типа T два аргумента, то first_argument_type и second_argument_type — синонимы их типов

Тип function — это шаблон. Подобно другим шаблонам, при создании его экземпляра следует указать дополнительную информацию. В данном случае этой информацией является сигнатура вызова объекта, который сможет представлять данный конкретный тип function. Как и у других шаблонов, этот тип определяют в угловых скобках:

function<int(int, int)>

Здесь был объявлен тип function, способный представлять вызываемые объекты, возвращающие целочисленный результат и имеющие два параметра типа int. Этот тип можно использовать для представления любого из типов приложения калькулятора:

function<int(int, int)> f1 = add;   // указатель на функцию

function<int(int, int)> f2 = div(); // объект класса объекта функции

function<int(int, int)> f3 = [](int i, int j) // лямбда-выражение

                              { return i * j; };

cout << f1(4,2) << endl; // выводит 6

cout << f2(4,2) << endl; // выводит 2

cout << f3(4,2) << endl; // выводит 8

Теперь карту можно переопределить, используя тип function:

// таблица вызываемых объектов,

// соответствующих всем бинарным операторам

// все вызываемые объекты должны получать по два int и возвращать int

// элемент может быть указателем на функцию, объектом функции или

// лямбда-выражением

map<string, function<int(int, int)>> binops;

В эту карту можно добавить каждый из вызываемых объектов приложения, будь то указатель на функцию, лямбда-выражение или объект функции:

map<string, function<int(int, int)>> binops = {

 {"+", add},               // указатель на функцию

 {"-", std::minus<int>()}, // объект библиотечной функции

 {"/", div()},             // пользовательский объект функции

 {"*", [](int i, int j) { return i * j; }}, // безымянное

                                            // лямбда-выражение

 {"%", mod} };             // именованный объект лямбда-выражения

В карте пять элементов. Хотя все лежащие в основе вызываемые объекты имеют различные типы, каждый из них можно хранить в общем типе function<int(int, int)>.

Как обычно, при индексировании карты возвращается ссылка на ассоциированное значение. При индексировании карты binops возвращается ссылка на объект типа function. Тип function перегружает оператор вызова. Этот оператор вызова получает собственные аргументы и передает их хранимому вызываемому объекту: