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

---

int main() {

 return 0;

}

Упражнение 2.40. Напишите собственную версию класса Sales_data.

2.6.2. Использование класса Sales_data

В отличие от класса Sales_item, класс Sales_data не поддерживает операций. Пользователи класса Sales_data должны сами писать все операции, в которых они нуждаются. В качестве примера напишем новую версию программы из раздела 1.5.2, которая выводила сумму двух транзакций. Программа будет получать на входе такие транзакции:

0-201-78345-X 3 20.00

0-201-78345-X 2 25.00

Каждая транзакция содержит ISBN, количество проданных книг и цену, по которой была продана каждая книга.

Суммирование двух объектов класса Sales_data

Поскольку класс Sales_data не предоставляет операций, придется написать собственный код, осуществляющий ввод, вывод и сложение. Будем подразумевать, что класс Sales_data определен в заголовке Sales_data.h. Определение заголовка рассмотрим в разделе 2.6.3.

Так как эта программа будет длиннее любой, написанной до сих пор, рассмотрим ее по частям. В целом у программы будет следующая структура:

#include <iostream>

#include <string>

#include "Sales_data.h"

int main() {

 Sales_data data1, data2;

 // код чтения данных в data1 и data2

 // код проверки наличия у data1 и data2 одинакового ISBN

 // если это так, то вывести сумму data1 и data2

}

Как и первоначальная программа, эта начинается с включения заголовков, необходимых для определения переменных, содержащих ввод. Обратите внимание, что, в отличие от версии Sales_item, новая программа включает заголовок string. Он необходим потому, что код должен манипулировать переменной-членом bookNo типа string.

Чтение данных в объект класса Sales_data

Хотя до глав 3 и 10 мы не будем описывать библиотечный тип string подробно, упомянем пока лишь то, что необходимо знать для определения и использования члена класса, содержащего ISBN. Тип string содержит последовательность символов. Он имеет операторы >>, << и == для чтения, записи и сравнения строк соответственно. Этих знаний достаточно для написания кода чтения первой транзакции.

double price = 0; // цена за книгу, используемая для вычисления

                  // общей выручки

// читать первую транзакцию:

// ISBN, количество проданных книг, цена книги

std::cin >> data1.bookNo >> data1.units_sold >> price;

// вычислить общий доход из price и units_sold

data1.revenue = data1.units_sold * price;

Транзакции содержат цену, по которой была продана каждая книга, но структура данных хранит общий доход. Данные транзакции будем читать в переменную price (цена) типа double, исходя из которой и вычислим член revenue (доход).

std::cin >> data1.bookNo >> data1.units_sold >> price;

Для чтения значений членов bookNo и units_sold (продано экземпляров) объекта по имени data1 оператор ввода использует точечный оператор (см. раздел 1.5.2).

Последний оператор присваивает произведение data1.units_sold и price переменной-члену revenue объекта data1.

Затем программа повторяет тот же код для чтения данных в объект data2.

// читать вторую транзакцию

std::cin >> data2.bookNo >> data2.units_sold >> price;

data2.revenue = data2.units_sold * price;

Вывод суммы двух объектов класса Sales_data

Следующая задача — проверить наличие у транзакций одинакового ISBN. Если это так, вывести их сумму, в противном случае отобразить сообщение об ошибке.

if (data1.bookNo == data2.bookNo) {

 unsigned totalCnt = data1.units_sold + data2.units_sold;

 double totalRevenue = data1.revenue + data2.revenue;

 // вывести: ISBN, общее количество проданных экземпляров,

 // общий доход, среднюю цену за книгу

 std::cout << data1.bookNo << " " << totalCnt

           << " " << totalRevenue << " ";

 if (totalCnt != 0)

  std::cout << totalRevenue/totalCnt << std::endl;

 else

  std::cout << "(no sales)" << std::endl;

 return 0; // означает успех

} else { // транзакции не для того же ISBN

 std::cerr << "Data must refer to the same ISBN"

           << std::endl;

 return -1; // означает неудачу

}

Первый оператор if сравнивает члены bookNo объектов data1 и data2. Если эти члены содержат одинаковый ISBN, выполняется код в фигурных скобках, суммирующий компоненты двух переменных. Поскольку необходимо вывести среднюю цену, сначала вычислим общее количество проданных экземпляров и общий доход, а затем сохраним их в переменных totalCnt и totalRevenue соответственно. Выводим эти значения, а затем проверяем, были ли книги проданы, и если да, то выводим вычисленную среднюю цену за книгу. Если никаких продаж не было, выводим сообщение, обращающее внимание на этот факт.

Упражнения раздела 2.6.2

Упражнение 2.41. Используйте класс Sales_data для перезаписи кода упражнений из разделов 1.5.1, 1.5.2 и 1.6. А также определите свой класс Sales_data в том же файле, что и функция main().

2.6.3. Создание собственных файлов заголовка

Как будет продемонстрировано в разделе 19.7, класс можно определить в функции, однако такие классы ограничены по функциональным возможностям. Поэтому классы обычно не определяют в функциях. При определении класса за пределами функции в каждом файле исходного кода может быть только одно определение этого класса. Кроме того, если класс используется в нескольких разных файлах, определение класса в каждом файле должно быть тем же.

Чтобы гарантировать совпадение определений класса в каждом файле, классы обычно определяют в файлах заголовка. Как правило, классы хранятся в заголовках, имя которых совпадает с именем класса. Например, библиотечный тип string определен в заголовке string. Точно так же, как уже было продемонстрировано, наш класс Sales_data определен в файле заголовка Sales_data.h.

Заголовки (обычно) содержат сущности (такие как определения класса или переменных const и constexpr (см. раздел 2.4), которые могут быть определены в любом файле только однажды. Однако заголовки нередко должны использовать средства из других заголовков. Например, поскольку у класса Sales_data есть член типа string, заголовок Sales_data.h должен включать заголовок string. Как уже упоминалось, программы, использующие класс Sales_data, должны также включать заголовок string, чтобы использовать член bookNo. В результате использующие класс Sales_data программы будут включать заголовок string дважды: один раз непосредственно и один раз как следствие включения заголовка Sales_data.h. Поскольку заголовок мог бы быть включен несколько раз, код необходимо писать так, чтобы обезопасить от многократного включения.

После внесения любых изменений в заголовок необходимо перекомпилировать все использующие его файлы исходного кода, чтобы вступили в силу новые или измененные объявления.

Краткое введение в препроцессор

Наиболее распространенный способ обезопасить заголовок от многократного включения подразумевает использование препроцессора. Препроцессор (preprocessor), унаследованный языком С++ от языка С, является программой, которая запускается перед компилятором и изменяет исходный текст программ. Наши программы уже полагаются на такое средство препроцессора, как директива #include. Когда препроцессор встречает директиву #include, он заменяет ее содержимым указанного заголовка.

Программы С++ используют также препроцессор для защиты заголовка (header guard). Защита заголовка полагается на переменные препроцессора (см. раздел 2.3.2). Переменные препроцессора способны находиться в одном из двух состояний: она либо определена, либо не определена. Директива #define получает имя и определяет его как переменную препроцессора. Есть еще две директивы, способные проверить, определена ли данная переменная препроцессора или нет. Директива #ifdef истинна, если переменная была определена, а директива #ifndef истинна, если переменная не была определена. В случае истинности проверки выполняется все, что расположено после директивы #ifdef или #ifndef и до соответствующей директивы #endif.

Эти средства можно использовать для принятия мер против множественного включения следующим образом: