- •И. А. Андрианов, д. В. Кочкин, с. Ю. Ржеуцкая
- •Учебное пособие
- •Оглавление
- •1. Основы языка 8
- •1.2.2 Простые типы данных 13
- •2. Работа с памятью 73
- •3. Основы объектно-ориентированного программирования 87
- •4.Обработка исключений 114
- •5. Шаблонные функции и классы. Библиотека стандартных шаблонов 130
- •6. Паттерны проектирования 159
- •7. Антипаттерны 211
- •9. Методы отладки и оптимизации кода 242
- •1. Основы языка
- •1.1.2 Понятие проекта
- •1.2 Простые типы данных
- •1.2.1 Понятие типа
- •1.2.2 Простые типы данных
- •1.2.3 Внутреннее представление простых типов
- •1.2.4 Ключевое слово typedef. Тип size_t
- •1.3 Константы и переменные
- •1.3.1 Литералы
- •1. Числовые константы:
- •2. Символьные константы:
- •1.3.2 Переменные
- •1.3.3 Описание переменных
- •1.4. Выражения. Преобразование типов
- •1.4.1 Операнды и операции
- •1.4.2 Приоритет операций
- •1.4.3 Преобразование типов
- •1.5 Ветвления и циклы
- •1.5.2 Циклы
- •1.6 Массивы, строки
- •1.6.1 Основные понятия
- •1.6.2 Встроенные массивы
- •1.6.3 Cтроки. Обработка строк с завершающим нулём
- •1.7 Указатели и ссылки. Связь указателей и массивов. Библиотека cstring
- •1.7.1 Понятия указателя и ссылки
- •1.7.2 Связь между массивами и указателями
- •1.7.3 Библиотека cstring
- •1.8 Использование типов vector и string
- •1.8.1 Шаблонный класс vector
- •1.8.2 Класс string
- •1.9 Структуры и объединения. Битовые поля
- •1.10.1 Понятие функции
- •1.10.2 Описание функции и прототип функции
- •1.11 Параметры функции. Способы передачи параметров
- •1.11.1 Параметры функции и глобальные переменные
- •1.11.2 Способы передачи параметров в функцию
- •1.11.3 Передача массивов в функцию
- •1.11.4 Параметры-константы
- •1.11.5 Значения параметров по умолчанию
- •1.12.1 Указатель на функцию
- •1.12.2 Функции с переменным числом параметров
- •1.12.3 Перегрузка функций
- •1.12.4 Встроенные (inline) функции
- •1.13 Рекурсивные функции
- •1.14 Пространства имён
- •1.15 Директивы препроцессора. Макросы
- •2. Работа с памятью
- •2.1 Управление выделением и освобождением памяти
- •2.1.1 Статическое и динамическое выделение памяти
- •2.1.2 Способы динамического выделения и освобождения памяти
- •2.2 Динамические структуры данных
- •2.2.1 Основные понятия
- •2.2.2 Примеры реализации динамических структур на основе указателей
- •3. Основы объектно-ориентированного программирования
- •3.1 Основные понятия ооп
- •3.2.1 Описание класса
- •3.2.2 Область видимости элементов класса. Инкапсуляция
- •3.2.3 Первые примеры
- •3.3. Конструкторы и деструкторы.
- •3.4 Указатель this
- •3.5 Перегрузка операций
- •3.6 Дружественные функции и классы
- •3.7 Статические элементы класса
- •3.8 Наследование и полиморфизм
- •3.8.1. Основные понятия
- •3.8.2 Одиночное наследование
- •3.8.3 Множественное наследование
- •3.8.4 Конструкторы и деструкторы классов-потомков
- •3.9. Полиморфизм при наследовании классов
- •3.9.1 Механизмы раннего и позднего связывания
- •3.9.2 Абстрактные классы
- •4.Обработка исключений
- •4.1 Основные понятия
- •4.2 Перехват исключений
- •4.3 Поиск обработчика исключений. Раскрутка стека.
- •4.4 Повторное возбуждение исключений
- •4.5 "Аппаратные" и "программные" исключения
- •4.6 Стандартные классы исключений
- •4.7 Спецификация исключений, возбуждаемых функцией
- •4.8 Исключения в конструкторах при наследовании
- •4.9. Исключения в деструкторах
- •5. Шаблонные функции и классы. Библиотека стандартных шаблонов
- •5.1 Шаблонные функции
- •5.2 Шаблонные классы
- •5.3 Специализация шаблонов
- •5.4 Шаблонные параметры шаблонов
- •5.5 Разработка шаблонных классов с настраиваемой функциональностью
- •5.6 Использование шаблонов для вычислений на этапе компиляции
- •5.7 Библиотека стандартных шаблонов (stl) – основные понятия
- •5.8 Последовательные контейнеры. Итераторы
- •5.9. Адаптеры контейнеров
- •5.10 Ассоциативные контейнеры
- •5.11 Алгоритмы
- •6. Паттерны проектирования
- •6.1 Порождающие шаблоны
- •6.2 Структурные шаблоны
- •6.3 Шаблоны поведения
- •6.4 Шаблон "фабричный метод" (Factory method)
- •6.5 Шаблон "одиночка" (Singleton)
- •6.6 Шаблон "итератор" (Iterator)
- •6.7 Шаблон "наблюдатель" (Observer)
- •6.8 Шаблон "пул объектов" (Object pool)
- •6.9 Шаблон "команда" (Command)
- •6. 10 Шаблон "посетитель" (Visitor)
- •6.11 Дополнительные задания
- •6.11.1 Шаблон Iterator
- •6.11.2 Шаблон Observer
- •6.11.3 Шаблоны Command и Observer
- •6.11.5 Шаблон Visitor
- •6.11.5 Разработка класса − контейнера
- •6.11.6 Оценка производительности кода
- •7. Антипаттерны
- •7.1 Программирование методом копирования и вставки (Copy-Paste Programming)
- •7.2 Спагетти-код (Spaghetti code)
- •7.3 Магические числа (Magic numbers)
- •7.4 Бездумное комментирование
- •7.5 Жесткое кодирование (Hard code)
- •7.6 Мягкое кодирование (Soft code)
- •7.7 Золотой молоток (Golden hammer)
- •7.8 Слепая вера (Blind faith)
- •7.9 Ненужная сложность (Accidental complexity)
- •7.10 Божественный объект (God Object)
- •7.11 Лодочный якорь (Boat anchor)
- •7.12 Поток лавы (Lava flow)
- •7.13 Изобретение велосипеда (Reinventing the wheel)
- •7.14 Программирование перебором (Programming by permutation)
- •8.1 Выведение типов
- •8.2 Списки инициализации
- •8.3 Улучшение процесса инициализации объектов
- •8.4 Цикл for по коллекции
- •8.5 Лямбда-функции
- •8.6 Константа нулевого указателя nullptr
- •8.7 "Умные" указатели
- •9. Методы отладки и оптимизации кода
- •9.1 Отладка кода
- •9.1.1 Основные этапы отладки
- •9.1.2 Инструменты и приёмы отладки
- •9.2 Оптимизация кода
- •9.2.1 Рекомендации по выполнению оптимизации
- •9.2.2 Методики оптимизации кода
- •Заключение
- •Библиографический список
1.7.3 Библиотека cstring
Указатели находят широкое применение при обработке строк с завершающим нулём. Имеется стандартная библиотека cstring, содержащая множество функций обработки строк с завершающим нулём, которая основана на применении указателей. Рассмотрим основные возможности данной библиотеки, сгруппировав функции по выполняемым действиям. В описании функций s,s1 – строки в стиле С, n – целое число.
Длина строки – функция strlen(s). Не рекомендуем использовать эту функцию без крайней необходимости, поскольку для подсчёта длины строки требуется цикл прохода по строке до завершающего нуля – для длинных строк это может сказаться на эффективности программы.
Функции копирования и конкатенации
Обратим внимание, что привычные операции типа s1=s или s=s+s1 для целей копирования и конкатенации использовать нельзя, поскольку имена строк – указатели. Используются специальные функции:
strcpy(s1, s2) - копирует строку s2 в s1 (перезаписывает s1)
strncpy(s1, s2, n) - копирует не более чем n символов из s2 в s1
strcat(s1, s2) дописывает строку s2 в конец строки s1
strncat(s1, s2, n) дописывает строку s2 в конец строки s1, не более чем n символов
Отметим, что функция strcpy может использоваться и для удаления или вставки символов в строку. Например:
strcpy(s,s+1); - удалили первый символ из строки s
strcpy(s+1,s); - освободили место для вставки символа в начало строки.
Пользоваться этими возможностями следует с особой осторожностью – ведь мы обращаемся напрямую к памяти.
Функции сравнения строк
strcmp(s1, s) – сравнивает s1 с s.
Возвращает 0, -1 или 1, если s1 соответственно =s, <s, >s.
strncmp(s1, s2, n) – сравнивает до n символов s1 с s. Возвращает 0, -1, 1, если s1 соответственно =s, <s, >s.
Функции поиска в строках
strchr(s, c) – находит позицию первого вхождения символа c в строку s и возвращает указатель на эту позицию. Если символа нет в строке, возвращает NULL.
strstr(s1, s2) – находит позицию первого вхождения строки s2 в s1. Если такого фрагмента нет в строке, возвращает NULL.
Функция для разделения строки на слова (токены)
strtok(s,s1) Здесь s – исходная строка, а s1 – строка из символов, которые являются разделителями между словами (см. пример 1.11)
Примеры программ с использованием библиотеки cstring.
Представим ещё один вариант программы удаления пробелов из строки (примеры 1.7,1.8) с использованием функций strchr и strcpy. Обратите внимание, насколько сократился текст программы по сравнению с предыдущими вариантами. Программа не тратит дополнительную память на хранение промежуточной строки, правда, по своему быстродействию уступает предыдущим вариантам.
// Пример 1.10 – удаление пробелов из строки с использованием csting
#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
int main()
{
char *n; char s[80];
cout<<”?”; cin.getline(s,80);
n=s;
while(n=strchr(n,’ ‘))
strcpy(n,n+1);
cout<<s<<endl; system(“pause”); return 0;
}
Приведём еще один короткий пример, демонстрирующий разделение строки на слова с помощью функции strtok, которая позволяет выделять слова с использованием любых разделителей (в примере разделитель пробел, но в strtok можно задать целую строку из разделителей, например, “ ,.!?”)
// Пример 1.11 – разделение строки на слова
#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
int main()
{
char *p; char s[80];
cout<<”?”; cin.getline(s,80);
p = strtok(s, " "); // выделили первое слово
while (p)
{
cout << p<< endl; // выводим очередное слово
p = strtok(NULL, " "); // ищем следующее слово
}
system(“pause”);
return 0;
}
