- •Київський національний університет імені Тараса Шевченка
- •Гриф надано Міністерством освіти і науки України (лист № 1.4/18-г-1523 від 20.09.07)
- •Основи алгоритмізації
- •1.1. Поняття алгоритму
- •1.2. Класифікація внутрішніх структур алгоритмів
- •1. Ввести а,b.
- •3. Вивести значення s.
- •4. Кінець.
- •6. Закінчити роботу.
- •1. Ввести число n.
- •6. Перехід до п.3.
- •7. Друк к.
- •8. Кінець.
- •1.3. Складність алгоритмів
- •1.4. Складність задач
- •Завдання для самостійної роботи
- •Форма Бекуса – Наура
- •Завдання для самостійної роботи
- •Void main(){
- •3.2. Структура с-програми
- •3.3. Описувачі
- •3.4. Основні операції мови с
- •If(!inword)
- •Void main()
- •Int rozmir;
- •3.5. Оператори мови с
- •3.5.1. Прості оператори
- •3.5.2. Умовний оператор
- •3.5.3. Оператор циклу for
- •3.5.4. Оператори do-while, while
- •3.5.5. Оператор continue
- •3.5.6. Оператор-перемикач switch
- •3.5.7. Оператор break
- •3.5.8. Оператор goto
- •If(error(I,j,k)) goto exit;
- •3.5.9. Оператор return
- •3.6. Директиви препроцесору та вказівки компілятору
- •3.6.1. Директива препроцесору #define
- •1. Макровизначення:
- •3.6.3. Директива #include
- •3.6.4. Директиви умовної компіляції #if, #elif, #else, #endif
- •3.6.5. Директива #line
- •If(!cond)
- •3.7. Описувачі з модифікаторами
- •3.7.1. Моделі пам'яті
- •3.7.2. Модифікатори типу доступу в пам'яті
- •Int huge*near X;
- •3.7.3. Модифікатори const, volatile, cdecl, pascal, interrupt
- •Volatile int t;
- •Void interrupt timer()
- •Void wait(int interval)
- •Завдання для самостійної роботи
- •Принципи типізації даних
- •4.1. Прості типи даних
- •4.2. Похідні типи
- •4.3. Еквівалентність типів
- •4.4. Успадкування атрибутів
- •4.5. Перераховні типи
- •4.6. Логічні типи
- •4.7. Символьні типи
- •4.8. Числові типи
- •4.9. Структурні типи даних
- •4.9.1. Масиви
- •4.9.2. Структури
- •Int year;
- •4.10. Деякі особливості типів даних c
- •4.10.1. Базові типи даних
- •4.10.2. Перетворення типів
- •Int atoi(char s[]) /*char* s*/
- •4.10.3. Засіб typedef
- •Int curs;
- •4.10.4. Покажчики та масиви
- •Void * p;
- •Int array[12];
- •Void f(int a[])
- •Int f(char * s)
- •Наведемо деякі приклади розв'язання задач.
- •Int shift; /*відступ*/
- •Int count[n]; /*кількість монет даного типу (коефіцієнти ai)*/
- •Int coin;
- •Int sum; /*монета, яку міняємо*/
- •Int maxcoin; /*індекс по масиву cost[] монети максимальної вартості, допустимої при даному розміні.*/
- •If(count[I])
- •If(maxcoin)
- •Int* ctranspon (int *a,int n,int m)
- •Void dobutok(int* a, int* b, int** c, int n, int m)
- •Int n,m,I,size;
- •Int main()
- •4.10.5. Структури та об'єднання
- •Розглянемо деякі приклади розв'язання задач.
- •Int hashfunc(key); int eqkey(key, key);
- •Void freeval(val); void setval(val, val);
- •Void freekey(key); void setkey(key, key);
- •Int hashfunc(key key){
- •Val val; /*значення*/
- •Void set(key key, val val){
- •Void printcell(struct cell *ptr){
- •Void main(void)
- •Завдання для самостійної роботи
- •Зображення чисел у комп'ютері
- •Int main(void)
- •5.1. Системи числення
- •5.2. Правила переведення чисел з однієї системи числення в іншу
- •5.3. Правило визначення точності зображення
- •5.4. Двійкова арифметика
- •5.4.1. Додавання двійкових чисел
- •5.4.2. Зображення від'ємних чисел
- •XXXXXXXX 00000001 00000000.
- •5.4.3. Віднімання двійкових чисел
- •5.4.4. Множення двійкових чисел
- •5.4.5. Ділення двійкових чисел
- •5.5. Ознака переповнення розрядної сітки при арифметичних операціях
- •5.6. Зображення цілих чисел
- •5.7. Зображення дійсних чисел
- •5.8. Керування машинним зображенням чисел та особливості виконання арифметичних операцій
- •Завдання для самостійної роботи
- •Реалізація концепції структурного програмування
- •6.1. Оголошення та визначення функцій
- •Int d;} people;
- •6.2. Формальні та фактичні параметри
- •Void swap(int a,int b)
- •Void swap(int a,int*b)
- •6.3. Функції зі змінною кількістю параметрів
- •Void sum(char *msg,...)
- •6.5. Параметри функції main
- •6.6. Лiтернi покажчики та функцiї
- •Void strcpy(char*s,char*t)
- •Void f(void)
- •6.8. Класи пам'яті
- •Розглянемо деякі приклади розв'язання задач.
- •I, power(2,I),power(-3,I));
- •Void main() { choturukyt b; tochka *a; float s; long n,in; srand(time(null));
- •6.9. Введення–виведення с. Файли та потоки
- •6.9.1. Функції введення–виведення верхнього рівня
- •6.9.2. Функції введення–виведення консольного термінала та порту
- •Int main(void)
- •6.9.3. Функції введення–виведення нижнього рівня
- •Int main(void)
- •Int handle;
- •Розглянемо приклади розв'язання задач.
- •Void main(void)
- •Void main(argc,argv)
- •If(c& masks[I])
- •If (цей рядок довший за найдовший з попередніх)
- •Int max; /*максимальна довжина*/
- •Int len; /*довжиною цього рядка*/
- •Int nwords; /*кількість слів у рядку*/
- •If(!*s) /*рядок закінчився*/
- •Int ctr; /*кількість входжень слова*/
- •If(!strcmp(word,w[I].Wrd)){
- •If(alert){
- •Void main() { float X,y,z,t,s; int I,j,flag,n,k; m1: clrscr();
- •InitBase (void){
- •Int key, /*новий ключ*/
- •InitBase();
- •Завдання для самостійної роботи
- •7.1. Елементи концепції обєктно-орієнтованого програмування
- •Int year;
- •Int year;
- •7.3. Опис протоколу класу
- •7.4.1. Коментарі
- •7.4.2. Прототипи функцій
- •Void f();
- •7.4.5. Перевантаження функцій
- •Int Name (int first)
- •Int Name (unsigned first)
- •Int Name (int first,char*second)
- •7.4.6. Значення формальних параметрів за умовчанням
- •7.4.7. Посилання й покажчики
- •Void increment(int& X)
- •Int anotherint;
- •7.4.10. Покажчик на void
- •Void*void_ptr;
- •Void swap(void*&item1,void*&item2)
- •7.4.11. Зв'язування зі збереженням типів
- •7.4.12. Про структури та об'єднання
- •7.5. Функції-члени класу
- •X *this;
- •Int year;
- •7.6. Конструктори та деструктори
- •7.6.1. Поняття про конструктори
- •Int*data;
- •Int size;
- •7.6.3. Конструктор копіювання
- •Int data[large];
- •Inline Large1 Large1::fast(const Large1 & b)
- •7.7. Глобальні та локальні об'єкти
- •Void main(void)
- •7.8. Статична пам'ять і класи
- •Int statpol::I;
- •Vоid draw()
- •Int large;
- •Int bigwant;
- •Void f() {
- •Void g(int a)
- •7.9. Успадкування
- •7.9.1. Синтаксична реалізація успадкування
- •7.9.2. Правила доступу до полів даних
- •Void f(void)
- •Void g(void){}//...}
- •7.9.3. Конструктори та деструктори в похідних класах
- •7.9.4. Використання заміщуючих функцій-членів
- •Void Display (void); //замiщувальна функцiя
- •Void Region::Display(void)
- •Void Display(void);};
- •Void Population::Display(void)
- •7.9.5. Похідні класи й покажчики
- •7.9.6. Ієрархія типів
- •XyValue(int_x,int_y):X(_x),y(_y)
- •XyData(int_x,int_y)
- •7.9.7. Множинне успадкування
- •Void SetLoc(int_x,int_y);};
- •Int data;
- •7.10. Віртуальні функції та класи
- •7.10.1. Віртуальні функції
- •Int value;
- •Virtual int GetValue();
- •Int Value::GetValue(){return value;}
- •7.10.2. Чисті віртуальні функції. Абстрактні класи
- •Virtual void f1(void);
- •Virtual void f2(void);//...}
- •Int index;
- •7.10.3. Віртуальні деструктори
- •7.10.4. Посилання як засіб для реалізації поліморфізму
- •7.10.5. Дещо про механізм віртуальних функцій
- •Virtual int method1(float r);
- •Int data;
- •Void func(void){//тіло}};
- •Virtual public CocaCola {
- •Int size;
- •Void ShowValue(void)
- •Void ShowValues(void);};
- •Void Two::ShowValues(void)
- •7.11.2. Дружні функції
- •Void Show(One &c1,Two &c2)
- •Void Show(One &c1);
- •Void Two::Show(One &c1)
- •7.12. Перевантаження операцій
- •7.12.1. Загальний підхід
- •Void main()
- •7.12.2. Перетворення типів
- •X::operator т();
- •7.12.3. Перевантаження операції індексування масиву
- •Int znach;
- •7.12.4. Перевантаження операції виклику функції
- •Int operator()(void);
- •Int FuncClass::operator()(void)
- •Vidnosh*vec;
- •7.12.5. Перевантаження операції доступу до члена класу
- •7.12.6. Перевантаження операцій інкремента й декремента
- •Int index;
- •Void*operator new(size_t)
- •Void*operator new(size_t);
- •8.1. Функціональні шаблони
- •8.1.1. Визначення й використання шаблонів функцій
- •Void func(t t)
- •Int main(void)
- •8.1.2. Перевантаження шаблонів функції
- •Int main(void)
- •8.1.3. Cпецiалiзованi функцiї шаблона
- •Int main(void){
- •8.2. Шаблони класів
- •8.2.1. Визначення шаблонів класу
- •Void push(t t);
- •Int numitems;
- •8.2.2. Константи й типи як параметри шаблона
- •8.2.3. Використання шаблонних класів
- •Int main(void)
- •8.2.4. Спеціалізація шаблонів класу
- •Void add(t item);
- •Int main(void)
- •IArray.Add(i1);
- •Int main(void)
- •IList.Add(i1);
- •Завдання для самостійної роботи
- •Автоматна технологія програмування
- •If(!stop)printf("не входити");
- •Завдання для самостійної роботи
- •Список літератури
- •Передмова 3
7.12.6. Перевантаження операцій інкремента й декремента
У ранніх версіях С++ неможливо відрізнити постфіксні та інфіксні форми при перевантаженні операцій. Починаючи з версії 4.5, це можна зробити, наприклад, так:
class MyClass
{int x;
public:
MyClass(int_x){
x=_x;}
int operator++() {
return++x;}
int operator++(int){return x++;}
int operator--(){return--x;}
int operator--(int){return x--;}
int Getx(void)
{return x;}};
Нехай визначено екземпляр
MyClass v;
Тоді еквівалентними такі конструкції:
v++; та operator++(0)(v);
++v; та operator ++()(v);
main() {
TanyClass t(100);
cout<<t++; //
cout<<++t; //}
7.12.7. Перевантаження операцій керування
пам'яттю (NEW, DELETE)
Як відомо, у програмах ANSI C використовуються функції malloc() та free() разом з подібними до них для виділення та звільнення пам'яті в купі. У С++ використовуються операції new та delete. У більшості версій С++ ці операції скрито реалізуються викликами функцій malloc() та free(). Тому може скластись враження, що немає принципової різниці в керуванні пам'яттю в мовах С та С++. Проте це не так. Той факт, що new та delete є операціями, дає можливість у С++ їх перевантажити. Це дозволяє створювати гнучкішу систему роботи з пам'яттю для об'єктів. Наприклад:
#pragma warn - aus
//виключаються повідомлення компілятора про те, що
//визначаються та не використовуються змінні
char buf [512];
Int index;
class MyNew {
int x;
public:
MyNew(){};
Void*operator new(size_t)
{
cout<<"перевантажений оператор new:\n";
if(index>512-sizeof(MyNew)) {
cout<<"недостатньо пам’яті\n";
return 0;}
else{
int k=index;
index+=sizeof(MyNew);
cout<<"\n"<<index<<"\n";
return &buf[k];}
}
};
main()
{
MyNew*b=new MyNew;
MyNew*b1=new MyNew;
}
Результати роботи програми:
перевантажений оператор new:
4
перевантажений оператор new:
8
Якщо в main()-функції дописати цикл
for(int i=0;i<127;i++)
MyNew*b2=new MyNew;,
то отримаємо повідомлення: недостатньо пам’яті.
Якщо ж оголосити масив елементів типу MyNew
Mynew*mas=new MyNew[20];,
то викликатиметься стандартна операція new.
Зазначимо, що в С++ версії 4.5 вимагається наявність параметра типу size_t у перевантаженому операторі new. Тому в наведеному вище прикладі записується параметр size_t в оголошенні:
Void*operator new(size_t);
Аналогічно перевантажується оператор delete. Прототип функції перевантаження оператора delete повинен мати вигляд void operator delete(void*p);, де р посилається на об’єкт, що знищується. Як альтернативу можемо оголосити функцію, наприклад, так:
void operator delete(void*p,int size);
Другим аргументом тут виступає кількість байтів в об'єкті, що знищується.
7.12.8. Перевантаження операції присвоювання
Повернемось до проблеми, яка виникає при присвоюванні об'єктів. Вона легко розв'язується за допомогою перевантаження цієї операції:
class intarray{
int size;
int*ar;
public:
intarray(int size)
{ar=new int[size];}
void operator=(const intarray & anintarray)
{ar=new int[anintarray.size];
for(int i=0;i<size;i++)
ar[i]=anintarray.ar[i]; }
};
У main()-функції можемо написати:
main()
{intarray a(100);
intarray b=a;}
Завдання для самостійної роботи
1. Перевантаживши операцію <та>, написати функцію сортування масиву об'єктів за деякими ознаками його полів:
а) у порядку зростання (спадання) значень одного з полів типу char, int, float чи double;
б) у порядку лексикографічної впорядкованості полів типу *char;
в) вважаючи, що клас має два поля – p1 та p2 типу double, ввести відношення часткового порядку таким чином:
a>b якщо a.p1>b.p1 або a.p1==a.p2 && a.p1>b.p2
та впорядкувати масив;
г) ввести відношення часткового порядку, аналогічне відношенню у п. в), для n елементів, вважаючи, що відповідні поля записані у вигляді масиву.
2. Протестувати приклад із класом BrandNew, дописавши конструкції, яких не вистачає для коректної роботи програми.
3. Перевантажити операцію доступу до члена класу, щоб вона повертала об'єкт. Протестувати для цього випадку приклад із класом TAnyClass.
4. Протестувати приклад із класом a_iterator.
5. Перевантажити операції new-delete для класу Complex, щоб вони обробляли вимоги для виділення пам'яті довільного обсягу.
6. С++ не перевіряє автоматично під час виконання вихід індексу за границю масиву. Розробити тип даних масив, який виконує перевірку границь.
7. Написати тип string, що має деякі специфічні властивості (лічильник звернень, перевантажені оператори ,-, зведення типу тощо).
8. Реалізувати загальний клас-ітератор списку, який здійснює операції повернення наступного, попереднього елемента та голови списку.
9. Розробити тип даних гістограма, перевантаживши операцію індексування масиву для індексації з плаваючими аргументами.
10. Розробити двозв'язний список, реалізація якого використовує лише один зв'язаний покажчик. Включити в розробку ітератор, який може проходити список у будь-якому напрямку.
11. Розробити тип "розумного" покажчика, який гарантує вказування лише на вільну пам'ять.
8
ШАБЛОНИ С++
Основи сучасного програмування Основи сучасного програмування Основи сучасного програмування Основи сучасного програмування Основи сучасного програмування Основи сучасного
Аналогічно тому, як клас є схематичним описом побудови об'єкта, шаблон є схематичним описом побудови функцій i класів. Шаблони дозволяють задавати довільно узагальнені типи, визначення класів і функцій. Ці визначення можуть служити компілятору основою для класів і функцій, що створюються для конкретного типу даних. Як наслідок, шаблони є ефективним способом реалізації процедур, які зазвичай переписуються багато разів для даних різних типів.
Шаблони С++ часто називають параметризованими типами. Вони дозволяють компілювати нові класи чи функції, задаючи типи як параметри.