9.9 Упражнения

      1. (*2) Обобщите класс STC до шаблона типа, который позволяет       хранить и устанавливать функции разных типов.       2. (*3) Дополните класс CheckedPtrToT из $$7.10 до шаблона типа, в       котором особые ситуации сигнализируют о динамических ошибках.       3. (*3) Напишите функцию find для поиска в бинарном дереве узлов       по значению поля типа char*. Если найден узел с полем, имеющим       значение "hello", она должна возвращать указатель на него. Для       обозначения неудачного поиска используйте особую ситуацию.       4. (*1) Определите класс Int, совпадающий во всем со встроенным       типом int за исключением того, что вместо переполнения или       потери значимости в этом классе запускаются особые ситуации.       Подсказка: см. $$9.3.2.       5. (*2) Перенесите из стандартного интерфейса С в вашу операционную       систему основные операции с файлами: открытие, закрытие, чтение и       запись. Реализуйте их как функции на С++ с тем же назначением,       что и функций на С, но в случае ошибок запускайте особые       ситуации.       6. (*1) Напишите полное определение шаблона типа Vector с особыми       ситуациями Range и Size. Подсказка: см. $$9.3.       7. (*1) Напишите цикл для вычисления суммы элементов вектора,       определенного в упражнении 6, причем не проверяйте размер вектора.       Почему это плохое решение?       8. (*2.5) Допустим класс Exception используется как базовый для всех       классов, задающих особые ситуации. Каков должен быть его вид?       Какая от него могла быть польза? Какие неудобства может вызвать       требование обязательного использования этого класса?       9. (*2) Напишите класс или шаблон типа, который поможет реализовать       обратный вызов.       10. (*2) Напишите класс Lock (замок) для какой-нибудь системы,       допускающей параллельное выполнение.       11. (*1) Пусть определена функция       int main() { /* ... */ }       Измените ее так, чтобы в ней перехватывались все особые ситуации,       преобразовывались в сообщения об ошибке и вызов abort().       Подсказка: в функции fromC() из $$9.8 учтены не все случаи.

* Глава 10. Потоки

      "Доступно только то, что видимо"       Б. Керниган       В языке С++ нет средств для ввода-вывода. Их и не нужно, поскольку такие средства можно просто и элегантно создать на самом языке. Описанная здесь библиотека потокового ввода-вывода реализует строгий типовой и вместе с тем гибкий и эффективный способ символьного ввода и вывода целых, вещественных чисел и символьных строк, а также является базой для расширения, рассчитанного на работу с пользовательскими типами данных. Пользовательский интерфейс библиотеки находится в файле <iostream.h>. Эта глава посвящена самой потоковой библиотеке, некоторым способам работы с ней и определенным приемам реализации библиотеки.

10.1 Введение

Широко известна трудность задачи проектирования и реализации стандартных средств ввода-вывода для языков программирования. Традиционно средства ввода-вывода были рассчитаны исключительно на небольшое число встроенных типов данных. Однако, в нетривиальных программах на С++ есть много пользовательских типов данных, поэтому необходимо предоставить возможность ввода-вывода значений таких типов. Очевидно, что средства ввода-вывода должны быть простыми, удобными, надежными в использовании и, что важнее всего, адекватными. Пока никто не нашел решения, которое удовлетворило бы всех; поэтому необходимо дать возможность пользователю создавать иные средства ввода-вывода, а также расширять стандартные средства ввода-вывода в расчете на определенное применение.       Цель создания С++ была в том, чтобы пользователь мог определить новые типы данных, работа с которыми была бы столь же удобна и эффективна как и со встроенными типами. Таким образом, кажется разумным потребовать, чтобы средства ввода-вывода для С++ программировались с использованием возможностей С++, доступных каждому. Представленные здесь потоковые средства ввода-вывода появились в результате попытки удовлетворить этим требованиям. Основная задача потоковых средств ввода-вывода - это процесс преобразования объектов определенного типа в последовательность символов и наоборот. Существуют и другие схемы ввода-вывода, но указанная является основной, и если считать символ просто набором битов, игнорируя его естественную связь с алфавитом, то многие схемы двоичного ввода-вывода можно свести к ней. Поэтому программистская суть задачи сводится к описанию связи между объектом определенного типа и бестиповой (что существенно) строкой.       Последующие разделы описывают основные части потоковой библиотеки С++: 10.2 Вывод: То, что для прикладной программы представляется выводом,       на самом деле является преобразованием таких объектов как int,       char *, complex или Employee_record в последовательность символов.       Описываются средства для записи объектов встроенных и       пользовательских типов данных. 10.3 Ввод: Описаны функции для ввода символов, строк и значений       встроенных и пользовательских типов данных. 10.4 Форматирование: Часто существуют определенные требования к виду       вывода, например, int должно печататься десятичными цифрами,       указатели в шестнадцатеричной записи, а вещественные числа должны       быть с явно заданной точностью фиксированного размера.       Обсуждаются функции форматирования и определенные программистские       приемы их создания, в частности, манипуляторы. 10.5 Файлы и потоки: Каждая программа на С++ может использовать по       умолчанию три потока - стандартный вывод (cout), стандартный ввод       (cin) и стандартный поток ошибок (cerr). Чтобы работать с какими-       либо устройствами или файлами надо создать потоки и привязать их       к этим устройствам или файлам. Описывается механизм открытия и       закрытия файлов и связывания файлов с потоками. 10.6 Ввод-вывод для С: обсуждается функция printf из файла <stdio.h>       для С а также связь между библиотекой для С и <iostream.h> для       С++. Укажем, что существует много независимых реализаций потоковой библиотеки ввода-вывода и набор средств, описанных здесь, будет только подмножеством средств, имеющихся в вашей библиотеке. Говорят, что внутри любой большой программы есть маленькая программа, которая стремится вырваться наружу. В этой главе предпринята попытка описать как раз маленькую потоковую библиотеку ввода-вывода, которая позволит оценить основные концепции потокового ввода-вывода и познакомить с наиболее полезными средствами. Используя только средства, описанные здесь, можно написать много программ; если возникнет необходимость в более сложных средствах, обратитесь за деталями к вашему руководству по С++. Заголовочный файл <iostream.h> определяет интерфейс потоковой библиотеки. В ранних версиях потоковой библиотеки использовался файл <stream.h>. Если существуют оба файла, <iostream.h> определяет полный набор средств, а <stream.h> определяет подмножество, которое совместимо с ранними, менее богатыми потоковыми библиотеками.       Естественно, для пользования потоковой библиотекой вовсе не нужно знание техники ее реализации, тем более, что техника может быть различной для различных реализаций. Однако, реализация ввода-вывода является задачей, диктующей определенные условия, значит приемы, найденные в процессе ее решения, можно применить и для других задач, а само это решение достойно изучения.