03 семестр / К экзамену-зачёту / Ответы на билеты / Билет 9

Билет №9

1. Потоки, буферы и файл iostream. Перенаправление потоков.

2. Итерация. Итераторы. Понятия и определения.

3. Классы. Члены класса: данные-члены, функции, свойства доступные только для чтения и записи.

1. Библиотека потоковых классов iostream.h в С++ состоит из нескольких классов, распределенным по двум отдельным иерархическим деревьям. В нем содержатся такие классы как: ios, iostream, iostream_withassign, istream, istream_withassign, streambuf

#include <iostream.h>

Операции ввода/вывода выполняются с помощью классов istream (потоковый ввод) и ostream (потоковый вывод). Третий класс, iostream, является производным от них и поддерживает двунаправленный ввод/вывод. Для удобства в библиотеке определены три стандартных объекта-потока:

Вывод осуществляется, как правило, с помощью перегруженного оператора сдвига влево (<<), а ввод – с помощью оператора сдвига вправо (>>):

• cin – объект класса istream, соответствующий стандартному вводу. В общем случае он позволяет читать данные с терминала пользователя;

• cout – объект класса ostream, соответствующий стандартному выводу. В общем случае он позволяет выводить данные на терминал пользователя;

Частью стандартной библиотеки C++ является библиотека iostream – объектно-ориентированная иерархия классов, где используется и множественное, и виртуальное наследование. В ней реализована поддержка для файлового ввода/вывода данных встроенных типов.

Эта библиотека служит для ввода вывода данных. cin используется для ввода, а cout для вывода (вывод данных может быть любой – на экран или на печать).

Вы можете использовать входной поток cin для присваивания определенным переменным символов и чисел, введенных с клавиатуры.

При применении cin для чтения и присваивания переменной значения, введенного с клавиатуры, можно использовать содержимое переменной так, как если бы ваша программа использовала оператор присваивания для сохранения значения в переменной.

Когда ваша программа использует cin для выполнения ввода с клавиатуры, остерегайтесь ошибок переполнения и ошибок, возникающих при вводе пользователем значения неверного типа.

Как вы уже знаете, если ваши программы используют выходной поток cout, они помещают данные в поток с помощью оператора вставки (<<). Подобным образом, если ваши программы применяют cin для чтения ввода с клавиатуры, они будут использовать оператор извлечения (>>).

входной поток cin позволяет программам читать ввод с клавиатуры. Когда программы используют cin для чтения ввода с клавиатуры, они должны указать переменную, в которую cin поместит данные. Следующая программа FIRSTCIN.CPP использует cin для чтения числа, введенного с клавиатуры. Программа присваивает введенное число переменной с именем number, а затем выводит значение переменной, используя выходной поток cout:

#include <iostream.h>

void main(void)

{    int number; // Число, читаемое с клавиатуры    cout << "Введите ваше любимое число и нажмите Enter: ";    cin >> number;    cout << "Ваше любимое число равно " << number << endl; }

Обратите внимание на использование с cin двух операторов извлечения:

cin >> first >> second;

В этом случае cin присвоит первое введенное значение переменной first, a второе переменной second. Если для вашей программы требуется третье значение, вы можете использовать третий оператор извлечения, как показано ниже:

cin >> first >> second >> third;

Если вы применяете cin для чтения чисел с клавиатуры, cin использует левый пустой символ (пробел, табуляцию, возврат каретки), чтобы определить, где начинается одно значение, а где второе. Экспериментируйте с программой TWONBRS, разделяя числа табуляцией, пробелом и возвратом каретки.

2. Итеративная разработка

При реализации функциональности компонента важно тестировать его на сценариях, которым предполагается следовать при его использовании. Часто тестирование позволяет выявить дополнительные перегруженные методы, которые могут потребоваться пользователям компонента. Например, рассмотрим объект Widget. После тестирования объекта Widget могут обнаружиться ситуации, когда необходимо обеспечить его вращение, но передать параметры в любую из перегруженных версий метода Spin невозможно. Эту проблему можно разрешить, добавив перегруженный вариант метода Spin, который не имеет параметров. Ниже приводится соответствующий пример.

' Visual Basic

Overloads Public Sub Spin()

' Insert code to overload the method.

End Sub

// C#

public void Spin()

{

// Insert code to overload the method.

}

Основные итераторы

Основные итераторы используются наиболее часто. И вы будете сталкиваться с ними постоянно. Поэтому с их рассмотрения мы и начнем.

Основные итераторы взаимозаменяемы. Однако при этом нужно соблюдать иерархию старшинства (рис. 1).

Рис. 1.

Итераторы ввода

Итераторы ввода (input iterator) стоят в самом низу иерархии итераторов. Это наиболее простые из всех итераторов STL, и доступны они только для чтения. Итератор ввода может быть сравнен с другими итераторами на предмет равенства или неравенства, чтобы узнать, не указывают ли два разных итератора на один и тот же объект. Вы можете использовать оператор разыменовывания (*) для прочтения содержимого объекта, на который итератор указывает. Перемещаться от первого элемента, на который указывает итератор ввода, к следующему элементу можно с помощью оператора инкремента (++). Итераторы ввода возвращает только шаблонный класс istream_iterator. Однако, несмотря на то что итераторы ввода возвращаются единственным классом, ссылки на него присутствуют повсеместно. Это связано с тем, что вместо итератора ввода может подставляться любой из основных итераторов, за исключением итератора вывода, назначение которого прямо противоположно итератору ввода.

Итераторы вывода

Если итератор ввода предназначен для чтения данных, то итератор вывода (output iterator) служит для ссылки на область памяти, куда выводятся данные. Итераторы вывода можно встретить повсюду, где происходит хоть какая-то обработка информации средствами STL. Это могут быть алгоритмы (aлгоритмы STL - специальные блоки кода, выполняющие определенные операции по обработке данных) копирования, склейки и т. п. Для данного итератора определены операторы присвоения (=), разыменовывания (*) и инкремента (++). Однако следует помнить, что первые два оператора предполагают, что итератор вывода располагается в левой части выражений, т. е. во время присвоения он должен быть целевым итератором, которому присваиваются значения. Разыменовывание нужно делать лишь для того, чтобы присвоить некое значение объекту, на который итератор ссылается. Итераторы ввода могут быть возвращены итераторами потоков вывода (ostream_iterator) и итераторами вставки inserter, front_inserter и back_inserter (описаны в разделе "Итераторы вставки").

Итерация в программировании

Когда какое-то действие необходимо повторить большое количество раз, в программировании используются циклы. Например, нужно вывести 100 раз на экран текст «Hello, World!». Вместо 100-кратного повторения одной и той же команды вывода текста часто создается цикл, который прокручивается 100 раз, и 100 раз выполняет то, что написано в теле цикла. Один шаг цикла и называется итерацией.

3.Класс наряду с понятием «Объект», является важным понятием объектно-ориентированного подхода в программировании (хотя существуют и беcклассовые объектно-ориентированные языки, например, JavaScript). Под классом подразумевается некая сущность, которая задает некоторое общее поведение для объектов. Таким образом, любой объект может принадлежать или не принадлежать определенному классу, то есть обладать или не обладать поведением, которое данный класс подразумевает. Класс определяет для объекта контракт, то есть правила, с помощью которых с объектом могут работать другие объекты (обычно это делается с помощью определения методов класса). Кроме того классы могут находиться друг с другом в различных отношениях, таких как Наследование или Агрегация.

В терминологии C++, все элементы класса (включая компоненты данных) публичны, и все функции члена виртуальны. Есть два вида действительных имён членов - члены-данные и методов (члены-функции).

Read — метод чтения данных из потока. Иногда сводится к простейшему чтению одного байта, но во многих производных классах используются сложные методы для чтения данных большими порциями.

Write — метод записи данных в поток. Как и предыдущий метод, может сводиться к простейшей записи одного байта, но может задействовать и фрагменты данных большего размера. Если спецификатор write опущен, свойство будет доступно только для чтения (read-only).

Свойство может быть доступным только для чтения, если имеется лишь метод get, и только для записи, если имеется лишь метод set.

Функция-члены отличается синтаксически от функций тем, что перед ней указывают имя класса и оператор ::

Определение функции членов класса практически не отличается от определения обычных функций, за исключением того, что перед ними должно стоять имя класса и 2 двоеточия.

В определении функции отсутствуют точка с запятой после заголовка и после фигурной скобки, закрывающей тело функции.

Имя класса является неотъемлемой частью определения функции-члена этого класса. Т.к. несколько классов могут иметь функции-члены с одним и тем же именем. Кроме того, именно функция класса определяет поведение класса, т.е. его действия.

Функции-члены могут быть публичными, защищёнными и собственными. Публичные функции может вызывать кто угодно, а защищённые и собственные - только функции-члены и друзья.