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

---

Как уже упоминалось в главе 1, для чтения и записи значений встроенных типов, таких как int, double и т.д., используется библиотека iostream. Для чтения и записи строк используются те же операторы ввода и вывода.

// Обратите внимание: перед компиляцией этот код следует дополнить

// директивами #include и объявлениями using

int main() {

 string s;          // пустая строка

 cin >> s;          // чтение разделяемой пробелами строки в s

 cout << s << endl; // запись s в поток вывода

 return 0;

}

Программа начинается с определения пустой строки по имени s. Следующая строка читает данные со стандартного устройства ввода и сохраняет их в переменной s. Оператор ввода строк читает и отбрасывает все предваряющие непечатаемые символы (например, пробелы, символы новой строки и табуляции). Затем он читает значащие символы, пока не встретится следующий непечатаемый символ.

Таким образом, если ввести " Hello World! " (обратите внимание на предваряющие и завершающие пробелы), фактически будет получено значение "Hello" без пробелов.

Подобно операторам ввода и вывода встроенных типов, операторы строк возвращают как результат свой левый операнд. Таким образом, операторы чтения или записи можно объединять в цепочки.

string s1, s2;

cin >> s1 >> s2; // сначала прочитать в переменную s1,

                 // а затем в переменную s2

cout << s1 << s2 << endl; // отобразить обе строки

Если в этой версии программы осуществить предыдущий ввод, " Hello World! ", выводом будет "HelloWorld!".

Чтение неопределенного количества строк

В разделе 1.4.3 уже рассматривалась программа, читающая неопределенное количество значений типа int. Напишем подобную программу, но читающую строки.

int main() {

 string word;

 while (cin >> word)    // читать до конца файла

  cout << word << endl; // отобразить каждое слово с новой строки

 return 0;

}

Здесь чтение осуществляется в переменную типа string, а не int. Условие оператора while, напротив, выполняется так же, как в предыдущей программе. Условие проверяет поток после завершения чтения. Если поток допустим, т.е. не встретился символ конца файла или недопустимое значение, выполняется тело цикла while. Оно выводит прочитанное значение на стандартное устройство вывода. Как только встречается конец файла (или недопустимый ввод), цикл while завершается.

Применение функции getline() для чтения целой строки

Иногда игнорировать пробелы во вводе не нужно. В таких случаях вместо оператора >> следует использовать функцию getline(). Функция getline() получает поток ввода и строку. Функция читает предоставленный поток до первого символа новой строки и сохраняет прочитанное, исключая символ новой строки, в своем аргументе типа string. Встретив символ новой строки, даже если это первый символ во вводе, функция getline() прекращает чтение и завершает работу. Если символ новой строки во вводе первый, то возвращается пустая строка.

Подобно оператору ввода, функция getline() возвращает свой аргумент типа istream. В результате функцию getline() можно использовать в условии, как и оператор ввода (см. раздел 1.4.3). Например, предыдущую программу, которая выводила по одному слову в строку, можно переписать так, чтобы она вместо этого выводила всю строку:

int main() {

 string line;

 // читать строки до конца файла

 while (getline(cin, line))

  cout << line << endl;

 return 0;

}

Поскольку переменная line не будет содержать символа новой строки, его придется вывести отдельно. Для этого, как обычно, используется манипулятор endl, который, кроме перевода строки, сбрасывает буфер вывода.

Символ новой строки, прекращающий работу функции getline(), отбрасывается и в строковой переменной не сохраняется.

Строковые операции size() и empty()

Функция empty() (пусто) делает то, что и ожидается: она возвращает логическое значение true (раздел 2.1), если строка пуста, и значение false — в противном случае. Подобно функции-члену isbn() класса Sales_item (см. раздел 1.5.2), функция empty() является членом класса string. Для вызова этой функции используем точечный оператор, позволяющий указать объект, функцию empty() которого необходимо вызвать.

А теперь пересмотрим предыдущую программу так, чтобы она выводила только непустые строки:

// читать ввод построчно и отбрасывать пустые строки

while (getline(cin, line))

 if (!line.empty())

  cout << line << endl;

Условие использует оператор логического NOT (оператор !). Он возвращает инверсное значение своего операнда типа bool. В данном случае условие истинно, если строка line не пуста.

Функция size() возвращает длину строки (т.е. количество символов в ней). Давайте используем ее для вывода строк длиной только больше 80 символов.

string line;

// читать ввод построчно и отображать строки длиной более 80 символов

while (getline(cin, line))

 if (line.size() > 80)

  cout << line << endl;

Тип string::size_type

Вполне логично ожидать, что функция size() возвращает значение типа int, а учитывая сказанное в разделе 2.1.1, вероятней всего, типа unsigned. Но вместо этого функция size() возвращает значение типа string::size_type. Этот тип требует более подробных объяснений.

В классе string (и нескольких других библиотечных типах) определены вспомогательные типы данных. Эти вспомогательные типы позволяют использовать библиотечные типы машинно-независимым способом. Тип size_type — это один из таких вспомогательных типов. Чтобы воспользоваться типом size_type, определенным в классе string, применяется оператор области видимости (оператор ::), указывающий на то, что имя size_type определено в классе string.

Хотя точный размер типа string::size_type неизвестен, можно с уверенностью сказать, что этот беззнаковый тип (см. раздел 2.1.1) достаточно большой, чтобы содержать размер любой строки. Любая переменная, используемая для хранения результата операции size() класса string, должна иметь тип string::size_type.

По общему признанию, довольно утомительно вводить каждый раз тип string::size_type. По новому стандарту можно попросить компилятор самостоятельно применить соответствующий тип при помощи спецификаторов auto или decltype (см. раздел 2.5.2):

auto len = line.size(); // len имеет тип string::size_type

Поскольку функция size() возвращает беззнаковый тип, следует напомнить, что выражения, в которых смешаны знаковые и беззнаковые данные, могут дать непредвиденные результаты (см. раздел 2.1.2). Например, если переменная n типа int содержит отрицательное значение, то выражение s.size() < n почти наверняка истинно. Оно возвращает значение true потому, что отрицательное значение переменной n преобразуется в большое беззнаковое значение.

Проблем преобразования между беззнаковыми и знаковыми типами можно избежать, если не использовать переменные типа int в выражениях, где используется функция size().

Сравнение строк

Класс string определяет несколько операторов для сравнения строк. Эти операторы сравнивают строки посимвольно. Результат сравнения зависит от регистра символов, символы в верхнем и нижнем регистре отличаются.

Операторы равенства (== и !=) проверяют, равны или не равны две строки соответственно. Две строки равны, если у них одинаковая длина и одинаковые символы. Операторы сравнения (<, >, <=, >=) проверяют, меньше ли одна строка другой, больше, меньше или равна, больше или равна другой. Эти операторы используют ту же стратегию, старшинство символов в алфавитном порядке в зависимости от регистра.

1. Если длина у двух строк разная и если каждый символ более короткой строки совпадает с соответствующим символом более длинной, то короткая строка меньше длинной.

2. Если символы в соответствующих позициях двух строк отличаются, то результат сравнения определяется первым отличающимся символом.