- •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
8.3 Улучшение процесса инициализации объектов
В С++11 появилась возможность инициализации объектов класса с помощью списка инициализации, по аналогии с инициализацией структур, агрегирующих простые типы данных либо другие структуры.
Значения из списка инициализации будут использоваться в качестве параметров конструктора, при этом может происходить неявное преобразование типов. В случае, если неявное преобразование типов невозможно, соответствующий код будет считаться ошибочным.
В следующем фрагменте кода при создании экземпляра класса Matrix3x3 используется список инициализации, значения из которого передаются в качестве параметров в конструктор.
// Пример 8.8 - универсальная инициализация структур и классов
struct Vector3 {
float x,y,z;
void print() {
std::cout << x << y << z << std::endl;
}
};
class Matrix3x3 {
Vector3 line1;
Vector3 line2;
Vector3 line3;
public:
Matrix3x3(Vector3 v1, Vector3 v2, Vector3 v3):
line1(v1), line2(v2), line3(v3) {
}
void print() {
line1.print();
line2.print();
line3.print();
}
};
Vector3 v1 = {1,2,3};
v1.print();
v1 = {11,22,33};
v1.print();
Matrix3x3 m = {{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};
m.print();
m = {{10,20,30},{40,50,60},{70,80,90}};
m.print();
Результат работы программы следующий:
123
112233
123
456
789
102030
405060
708090
Если у класса есть конструктор с параметром типа std::initializer_list, то он будет иметь больший приоритет при использовании списка инициализации.
// Пример 8.9 - приоритет конструкторов при использовании списка
// инициализации
class Vector3 {
float x,y,z;
public:
Vector3(float v): x(v), y(v), z(v) {}
Vector3(std::initializer_list<int> il)
{
if(il.size() != 3)
x = y = z = 0;
else
{
x = *(il.begin());
y = *(il.begin() + 1);
z = *(il.begin() + 2);
}
}
void print() {
std::cout << x << y << z << std::endl;
}
};
Vector3 v1(1);
Vector3 v2{1};
v1.print();
v2.print();
Результат работы программы следующий:
111
000
При возврате значения функции можно не писать код создания объекта, а указать в фигурных скобках значения для переменных-членов.
// Пример 8.10 - создание объекта класса без указания имени типа
struct Person
{
std::string name;
std::string lastName;
int age;
void print()
{
std::cout << "Name: " << name << std::endl;
std::cout << "Last name: " << lastName << std::endl;
std::cout << "Age: " << age << std::endl;
}
};
Person getPerson()
{
return {"Ivan", "Ivanov", 25};
}
int main()
{
Person p = getPerson();
p.print();
}
Результат работы программы следующий:
Name: Ivan
Last name: Ivanov
Age: 25
Повышение удобства инициализации достигается за счет добавления возможности указать начальное значение переменной-члену класса при её объявлении − значение по умолчанию, которое может быть изменено в конструкторе. В следующем примере всем переменным присваивается значение по умолчанию.
// Пример 8.11 - значения по умолчанию для переменных членов класса
class Person
{
std::string name = "Unknown";
std::string lastName = "Unknown";
int age = 0;
public:
void print()
{
std::cout << "Name: " << name << std::endl;
std::cout << "Last name: " << lastName << std::endl;
std::cout << "Age: " << age << std::endl;
}
};
Person p;
p.print();
Результат работы программы следующий:
Name: Unknown
Last name: Unknown
Age: 0
В С++11 появилась возможность вызывать конструктор класса из другого конструктора этого же класса в списке инициализации, этот механизм называется делегированием. Такая возможность позволяет избежать дублирования кода между различными конструкторами. До С++11 возможно было вызвать только конструктор базового класса.
В следующем примере конструктор без параметров вызывает другой конструктор класса.
// Пример 8.12 - делегирование при инициализации объектов
class Person
{
std::string name = "Unknown";
std::string lastName = "Unknown";
int age = 0;
public:
Person(const std::string& n, const std::string& ln, int a): name(n), lastName(ln), age(a){}
Person():Person("Empty", "Empty", 0) {}
void print()
{
std::cout << "Name: " << name << std::endl;
std::cout << "Last name: " << lastName << std::endl;
std::cout << "Age: " << age << std::endl;
}
};
Person p;
p.print();
Person p1("Ivan", "Ivanov", 25);
p1.print();
Результат работы программы следующий:
Name: Empty
Last name: Empty
Age: 0
Name: Ivan
Last name: Ivanov
Age: 25
Объект считается полностью сконструированным, когда выполнится как минимум один конструктор класса. Если первый конструктор делегировал инициализацию второму, то после окончания работы второго конструктора первый будет работать с полностью сконструированным объектом.
Перед выполнением конструктора производного класса выполняются все конструкторы базового класса.
