- •Учебное пособие по дисциплине «программирование»
- •11.03.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи»
- •1. Основные структуры управления 8
- •12. Стандартная библиотека шаблонов 264
- •13. Обработка исключительных ситуаций. 284
- •15. Многопоточное программирование, thread-safety 298
- •19. Работа с базой данных 400
- •20. Разработка сетевых приложений 435
- •21. Жизненный цикл программы 449
- •22. Методы отладки и тестирования программы 478
- •Введение
- •Основные структуры управления
- •Краткая теория Описание среды разработки Microsoft Visual Studio
- •Создание простейшего приложения
- •Этапы компиляции
- •Цель и порядок работы
- •Примеры
- •Контрольные вопросы
- •Задание
- •Содержание отчета
- •Краткая теория
- •Идентификатор
- •Константы и переменные
- •Описание и инициализация переменных
- •Int k; // это переменная целого типа int
- •Основные типы данных
- •Операторы языка программирования
- •1 Присваивание
- •2 Ввод-вывод данных с использованием библиотеки потокового ввода вывода
- •3 Манипуляторы и форматирование ввода-вывода
- •4 Ввод вывод с использованием стандартной библиотеки ввода-вывода stdio.H
- •5 Математические функции
- •Операции
- •Приоритеты операций в выражениях
- •Примеры программ Пример программы нахождения среднего арифметического из двух целых чисел и одного вещественного числа:
- •Программа вычисления значения выражения:
- •Лабораторная работа № 2. Проектирование программ линейной структуры Цель и порядок работы
- •Контрольные вопросы
- •Варианты заданий
- •Содержание отчета
- •Операторы ветвления и выбора Краткая теория
- •Оператор ветвления
- •Оператор выбора
- •Оператор switch
- •2 Цикл с предусловием (do while)
- •3 Цикл с параметром (for)
- •2 Операторы передачи управления
- •1 Оператор безусловного перехода (goto)
- •2 Оператор возврата из функции (return)
- •3 Оператор выхода из цикла (break)
- •4 Оператор перехода к следующей итерации цикла (continue)
- •2 Вложенные циклы
- •3 Итерационные циклы
- •Лабораторная работа № 5. Итерационные и арифметические циклы. Вложенные циклы Цель и порядок работы
- •Контрольные вопросы
- •Содержание отчета
- •Массивы
- •Массивы.
- •Базовый_тип имя_массива [размерность];
- •Int a[100];//массив из 100 элементов целого типа
- •2 Многомерные массивы
- •3. Сортировка массивов
- •3.1. Сортировка с помощью включения
- •3.2. Сортировка методом простого выбора
- •3.3. Сортировка методом простого обмена
- •2 Многомерные массивы (матрицы)
- •Операции с указателями
- •Указатели и массивы
- •Динамические массивы
- •Примеры программ
- •Лабораторная работа № 7. Указатели и ссылки. Имя массива как указатель. Динамические массивы Цель и порядок работы
- •Контрольные вопросы
- •Варианты заданий
- •1 Указатели
- •2 Имя массива как указатель
- •Содержание отчета
- •Функции Краткая теория
- •1 Описание функций
- •2 Параметры функции
- •3 Передача массивов в функцию
- •4 Указатели на функции
- •Лабораторная работа № 8. Функции Цель и порядок работы
- •Контрольные вопросы
- •Варианты заданий
- •1 Функции, параметры функций
- •2 Передача массивов в функцию (одномерные массивы)
- •3 Передача массивов в функцию (многомерные массивы)
- •Содержание отчета
- •Краткая теория
- •1 Понятие отладки
- •2 Разновидности ошибок
- •2.1 Ошибки этапа компиляции
- •2.2 Ошибки этапа выполнения
- •2.3 Логические ошибки
- •3 Методы отладки
- •3.1 Установка точки прерывания
- •3.2 Выполнение программы до точки прерывания
- •3.3 Прекращение отладки
- •3.4 Пошаговое выполнение программы и трассировка
- •3.5 Выполнение программы до курсора
- •3.6 Отслеживание значений переменных во время выполнения программы
- •3.7 Создание условной точки останова
- •4 Работа с отладчиком
- •4.1 Выполнение программы по шагам без захода в функцию
- •4.2 Выполнение программы по шагам с заходом в функцию (трассировка)
- •Цель и порядок работы
- •Контрольные вопросы
- •Задание
- •Задание для выполнения работы
- •1 Часть первая
- •2 Часть вторая
- •2 Перечисления (enum)
- •3 Структуры (struct)
- •4 Объединения (union)
- •5 Битовые поля
- •6 Пример
- •Лабораторная работа № 10. Типы данных, определяемые пользователем. Структуры и объединения Цель и порядок работы
- •Контрольные вопросы
- •Варианты заданий
- •Содержание отчета
- •Краткая теория
- •1.1 Ввод-вывод строк
- •1.2 Операции со строками
- •Ввод и вывод русских букв в консоли можно сделать разными способами.
- •1.3 Некоторые Стандартные функции работы со троками
- •Режимы открытия файлов
- •Цель и порядок работы
- •Контрольные вопросы
- •Варианты заданий
- •2 Рекурсивные функции
- •3 Шаблоны функций
- •4 Функции с переменным количеством параметров
- •Лабораторная работа № 12. Перегрузка функций. Шаблоны функций Цель и порядок работы
- •Контрольные вопросы
- •Варианты заданий
- •1 Перегрузка функций
- •2 Добавление новых файлов в проект в среде разработки Visual Studio 2008
- •3 Пример работы с многофайловыми проектами
- •4 Препроцессор
- •Лабораторная работа № 13. Модули. Многофайловые проекты. Препроцессор. Цель и порядок работы
- •Контрольные вопросы
- •Задание
- •Варианты заданий
- •Содержание отчета
- •Введение в OpenGl.
- •Работа с OpenGl при помощи
- •Библиотеки glut
- •Создание консольного приложения, использующего OpenGl
- •Лабораторная работа №14. Создание приложения с использованием OpenGl. Рисование примитивов. Цель работы:
- •Задания
- •Примеры рисования многоугольников:
- •Конструктор копирования и операция присваивания Конструктор копирования
- •Перегруженная операция присваивания
- •Лабораторная работа № 15. Классы Цель работы:
- •Контрольные вопросы
- •Задания для самостоятельной работы
- •Перегрузка операций и дружественные функции. Указатели на функции, методы и члены данных Перегрузка операций и дружественные функции.
- •Указатели на функции
- •В заданиях 11 – 20 перегрузить операции ввода и вывода исходных данных.
- •Виртуальные функции. Абстрактные классы.
- •Пространства имен
- •Лабораторная работа № 17. Наследование. Открытое и закрытое наследование. Цель работы:
- •Контрольные вопросы
- •Задания на самостоятельное выполнение
- •Содержание отчета
- •Шаблоны (На самостоятельное изучение)
- •Шаблон класса
- •Шаблонные функции.
- •Шаблонные методы
- •Стандартная библиотека шаблонов
- •Stl Строки
- •Строковые потоки
- •Итераторы
- •Итераторы обеспечивают доступ к элементам в коллекции
- •Алгоритмы
- •Предикаты
- •Заключение
- •Лабораторная работа № 18. Стандартная библиотека шаблонов Цель.
- •Порядок выполнения работы.
- •Содержание отчета.
- •Варианты заданий.
- •Обработка исключительных ситуаций. Теория
- •Введение
- •"Создание" исключений
- •Операторы throw без параметров
- •Заключение
- •Цель работы:
- •Контрольные вопросы
- •Задание
- •Содержание отчета
- •Краткая теория
- •Многопоточное программирование, thread-safety
- •Инициализация потока
- •Id потока
- •Пространство имен this_thread
- •Одновременный доступ к ресурсам
- •Содержание отчета
- •Механизмы синхронизации Вводные понятия синхронизации потоков
- •Работа с потоками с помощью функций WinApi Несинхронизированные потоки
- •Критические секции
- •Мьютексы (взаимоисключения)
- •События
- •Потокобезапасность
- •Типовые задачи синхронизации
- •Механизм семафоров
- •Семафорное решение задачи о философах
- •Лабораторная работа № 21. Семафоры: защита критических секций, условная синхронизация Цели и задачи:
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Варианты заданий
- •Содержание отчета
- •Создание проекта библиотеки динамической компоновки (dll)
- •Добавление класса в библиотеку динамической компоновки
- •Создание приложения, ссылающегося на библиотеку динамической компоновки
- •Использование функциональных возможностей библиотеки классов в консольном приложении
- •Запуск приложения
- •Создание проекта статической библиотеки
- •Добавление класса в статическую библиотеку
- •Создание приложения, ссылающегося на статическую библиотеку
- •Использование функциональных возможностей статической библиотеки в консольном приложении
- •Запуск приложения
- •Создание нового проекта библиотеки классов
- •Добавление класса в библиотеку классов
- •Создание приложения, ссылающегося на библиотеку классов
- •Использование функциональных возможностей библиотеки классов в консольном приложении
- •Запуск приложения
- •Создание dll
- •Использование dll без библиотеки импорта. Динамическое подключение.
- •Результаты работы dllrun02.Exe
- •Цель работы:
- •Постановка задачи
- •Варианты
- •Методические указания
- •Содержание отчета
- •Краткая теория
- •Метасимволы в регулярных выражениях
- •Поиск в тексте по шаблону
- •Редактирование текста
- •Цель работы:
- •Задание
- •Содержание отчета
- •Краткая теория Философия .Net Framework
- •Библиотека Windows Forms
- •Класс Form, MessageBox и компоненты Класс Form
- •Диалог MessageBox
- •Компоненты и панель ToolBox
- •Работа с элементами управления
- •Цель работы:
- •Задания
- •Содержание отчета
- •Пример 1.
- •Пример 2.
- •Редактирование таблицы базы данных ms Access в среде Visual Studio без написания программного кода
- •Чтение всех записей из таблицы бд ms Access на консоль с помощью объектов классов Command и DataReader
- •Создание базы данных ms Access в программном коде
- •Добавление записей в таблицу базы данных ms Access
- •Чтение всех записей из таблицы базы данных c помощью объектов классов Command, DataReader и элемента управления DataGridView
- •Чтение данных из бд в сетку данных DataGridView с использованием объектов классов Command, Adapter и DataSet
- •Обновление записей в таблице базы данных ms Access
- •Удаление записей из таблицы базы данных с использованием sql-запроса и объекта класса Command
- •Лабораторная работа № 25. Работа с базой данных Цель работы:
- •Порядок выполнения работы
- •Методические указания
- •Варианты заданий
- •1. Библиотека
- •2. Университет
- •3. Оптовая база
- •4. Производство
- •5. Сеть магазинов
- •6. Авторемонтные мастерские
- •7. Деканат
- •8. Договорная деятельность организации
- •9. Поликлиника
- •10. Телефонная станция
- •11. Спорт
- •12. Сельскохозяйственные работы
- •13. Городской транспорт
- •14. География
- •15. Домоуправление
- •16. Аэропорт
- •7. Прикладной
- •1. Аппаратный (Физический)
- •Общая схема работы с сокетами в Windows
- •Пример. Клиентское и серверное приложение
- •Клиент:
- •Сервер:
- •Лабораторная работа № 26. Разработка сетевых приложений Цель работы:
- •Порядок выполнения работы
- •Задания:
- •Варианты
- •Содержание отчета
- •Жизненный цикл программы
- •Программный продукт и определение требований к продукту Программный продукт
- •Определение требований к продукту
- •Требования к функционированию продукта
- •Требования к надежности продукта
- •Условия эксплуатации продукта
- •Требования к техническим средствам
- •Требования к установке продукта
- •Техническое задание
- •Упражнения
- •Лабораторная работа №27. Разработка технического задания на программный продукт Цель работы:
- •Задание
- •Варианты заданий
- •Контрольные вопросы
- •Содержание отчета
- •Проектирование программного продукта
- •Разработка эскизного проекта
- •Разработка технического проекта
- •Рабочий проект
- •Упражнения
- •Задание
- •Отладка
- •Тестирование
- •Сопровождение продукта
- •Модификация продукта
- •Цикличность разработки продукта
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №29. Проектирование структуры приложения Цель работы:
- •Задание
- •Методические указания Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №30. Разработка пользовательского интерфейса Цель работы:
- •Задание
- •Методические указания Контрольные вопросы
- •Методы отладки и тестирования программы Теоретические сведения
- •Обнаружение ошибки
- •Программа не дает результатов
- •Программа дает неверные результаты
- •Программа дает правдоподобные результаты
- •Устранение ошибки
- •Средства отладки
- •Упражнения
- •Тестирование
- •Unit-тестирование
- •Методики тестирования
- •Функциональное тестирование
- •Тестирование обращений к базам данных
- •Тестирование бизнес-логики программы
- •Нагрузочное тестирование
- •Стрессовое тестирование
- •Тестирование интерфейса пользователя
- •Тестирование безопасности и прав доступа
- •Тестирование инсталляции программного продукта
- •Наборы тестов
- •Процесс тестирования
- •Особенности тестирования объектно-ориентированных программ
- •Средства тестирования
- •Обеспечение качества программного продукта
- •Упражнения
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 31. Тестирование и отладка приложения Цель работы:
- •Задание
- •Методические указания Контрольные вопросы
- •Boost::threads. Многопоточное программирование Создание потока
- •Мьютексы
- •Условные переменные
- •Локальная память потока
- •Однократно вызываемые функции
- •Инициализация параметров
- •Основные алгоритмы
- •Небольшое отступление от алгоритма, для описания его параметров. Эти параметры используются во всех алгоритмах, но рассмотрим их только здесь.
- •Вспомогательные средства
- •Содержание отчета
- •Boost::bind (на самостоятельное изучение) Использование с глобальной функцией
- •Использование с указателями на функции члены
- •Использование с указателем на член данных
- •Каскадное использование связывателей
- •Перегруженные операторы
- •Использование ссылок
- •Пример использования.
- •Boost::asio (::io_service) (Самостоятельное изучение) boost::asio основы
- •Boost::asio асинхронный
- •Использование boost::asio
- •Асинхронное программирование
- •Необходимость работать асинхронно
- •Список источников
Вспомогательные средства
regex_iterator
Данный итератор может быть удобен для последовательного поиска вхождений подстроки, соответствующей регулярному выражению. При каждом инкрементировании находится следующая подстрока, с помощью regex_search. При разыменовывании итератора мы получаем объект типа match_results, с помощью которого мы можем получить всю необходимую информацию. Формат использования: regex_iterator(начальный_итератор, конечный _итератор, регулярное_выражение) Пример использования:
std::string xStr("AAAA-12222-BBBBB-44455");
boost::regex xRegEx("(\\w|\\d)+");
boost::smatch xResults;
std::cout << "==========================Results============================== \n";
boost::sregex_iterator xIt(xStr.begin(), xStr.end(), xRegEx);
boost::sregex_iterator xInvalidIt;
while(xIt != xInvalidIt)
std::cout << *xIt++ << "*";
* This source code was highlighted with Source Code Highlighter.
Вывод:
==========================Results==============================
AAAA*12222*BBBBB*44455*
regex_token_iterator
Очень полезный интрумент для разбиения строки на токены, Формат использования: regex_token_iterator(начальный_итератор, конечный _итератор, регулярное_выражение, [submatch]) [submatch] используется для указания, как следует интерпретировать токены в строке. При -1 итератор возвращает часть последовательности, которая не соответствует регулярному выражению. Т.е возвращается либо строка, которая идет после первого совпадения, до начала следующего совпадения(не включая первый символ совпадения). Либо, с начала строки, если начала строки не удовлетворяет регулярному выражению. Т.е при передаче -1, регулярное выражения является разделителем. При 0, каждое смещение итератора(++) дает следующую часть строки которая была “заматчена“, т.е каждый разыменованный итератор является capture строки. При любом положительном числе, в качестве параметра, выбирается capture регулярного выражения соответствующий числу, переданному в качестве параметра. Так же можно передать массив индексов в качестве параметра, тогда итератор будет искать каждый capture согласно индексам в массиве, т.е если массив состоит из {4, 2, 1}, тогда начальный итератор будет указывать на 4 capture, следующий итератор на 2 и т.д. Процесс будет повторятся для всей последовательности, пока не закончатся соответствия для данного регулярного выражения. По дефолту это параметр равен 0. Разыменованный итератор является объектом класса sub_match. Примеры использования:
std::string xStr("AAAA-12222-BBBBB-44455");
boost::regex xRegEx("(\\w|\\d)+");
boost::smatch xResults;
std::cout << "===================Results================ \n";
boost::sregex_token_iterator xItFull(xStr.begin(), xStr.end(), xRegEx, 0);
boost::sregex_token_iterator xInvalidIt;
std::cout << "Result the same as the regex_iterator: \n";
while(xItFull != xInvalidIt)
std::cout << *xItFull++ << "*";
//Parts of captures
boost::regex xRegEx2("(\\w+)-(\\d+)");
boost::sregex_token_iterator xItFirstCapture(xStr.begin(), xStr.end(), xRegEx2, 1);
std::cout << "\nShow only first captures: \n";
while(xItFirstCapture != xInvalidIt)
std::cout << *xItFirstCapture++ << "*";
//Reverse order
int aIndices[] = {2,1};
boost::sregex_token_iterator xItReverseCapture(xStr.begin(), xStr.end(), xRegEx2, aIndices);
std::cout << "\nShow captures in the reverse order: \n";
while(xItReverseCapture != xInvalidIt) std::cout << *xItReverseCapture++ << "*"; //Delimiters
boost::regex xRegEx3("(\\w|\\d)+");
boost::sregex_token_iterator xItDelimiters(xStr.begin(), xStr.end(), xRegEx3, -1);
std::cout << "\nShow delimiters: \n";
while(xItDelimiters != xInvalidIt)
std::cout << *xItDelimiters++ << " "; * This source code was highlighted with Source Code Highlighter.
Вывод:
=====================Results========================
Result the same as the regex_iterator: AAAA*12222*BBBBB*44455*
Show only first captures: AAAA*BBBBB*
Show captures in the reverse order: 12222*AAAA*44455*BBBBB*
Show delimiters: — — -
Замечание
Любой алгоритм может выбросить исключение типа std::runtime_error в случае если сложность проверки полного соответствия(matching) N элементов начнет превышать О(N^2) или в случае переполнения стека(если Boost.Regex был собран в рекурсивном режиме)
Лабораторная работа № 33. BOOST::REGEX. Регулярные выражения
Цель работы:
Овладеть навыками обработки строк с помощью регулярных выражений с использованием библиотеки BOOST.
Порядок выполнения работы
Решить задачи с использованием библиотеки BOOST.
Задание
Дана строка, в которой содержится осмысленное текстовое сообщение. Слова сообщения разделяются пробелами и знаками препинания.
Определите, содержится ли в сообщении заданное слово.
Выведите все слова заданной длины.
Выведите на экран все слова сообщения, записанные с заглавной буквы.
Удалите из сообщения все однобуквенные слова.
Удалите из сообщения все знаки препинания.
Удалите из сообщения все русские слова.
Удалите из сообщения только те русские слова, которые начинаются на гласную букву.
Заменить все английские слова на многоточие.
Найти максимальное целое число, встречающееся в сообщении.
Найти сумму всех имеющихся в тексте чисел (целых и вещественных, причем вещественное число может быть записано в экспоненциальной форме).
В сообщении могут встречаться номера телефонов, записанные в формате xx-xx-xx, xxx-xxx или xxx-xx-xx. Вывести все номера телефонов, которые содержатся в сообщении.
В сообщении может содержаться дата в формате дд.мм.гггг. В заданном формате дд – целое число из диапазона от 1 до 31, мм – целое число из диапазона от 1 до 12, а гггг – целое число из диапазона от 1900 до 2010 (если какая-то часть формата нарушена, то данная подстрока в качестве даты не рассматривается). Выведите на экран все даты, которые относятся к текущему году.
В сообщении могут содержаться IP-адреса компьютеров в формате d.d.d.d, где d – целое число из диапазона от 0 до 255. Вывести все IP-адреса содержащиеся в тексте.
В сообщении могут содержаться IP-адреса компьютеров в формате d.d.d.d, где d – целое число из диапазона от 0 до 255. Удалить из сообщения IP-адреса, в которых последнее число d начинается с заданной цифры (данная цифра вводится с клавиатуры).
Выведите на экран все адреса web-сайтов, содержащиеся в сообщении.
В сообщении может содержаться дата в формате дд.мм.гггг. В заданном формате дд – целое число из диапазона от 1 до 31, мм – целое число из диапазона от 1 до 12, а гггг – целое число из диапазона от 1900 до 2010 (если какая-то часть формата нарушена, то данная подстрока в качестве даты не рассматривается). Замените каждую дату сообщения на дату следующего дня.
В сообщении может содержаться дата в формате дд.мм.гггг. В заданном формате дд – целое число из диапазона от 1 до 31, мм – целое число из диапазона от 1 до 12, а гггг – целое число из диапазона от 1900 до 2010 (если какая-то часть формата нарушена, то данная подстрока в качестве даты не рассматривается). Замените каждую дату в сообщении на дату предыдущего дня.
В сообщении может содержаться время в формате чч:мм:сс. В заданном формате чч – целое число из диапазона от 00 до 24, мм и сс – целые числа из диапазона от 00 до 60 (если какая-то часть формата нарушена, то данная подстрока в качестве даты не рассматривается). Преобразуйте каждое время к формату чч:мм, применив правило округления до целого числа минут.
