Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

В главе 10 представлены обобщенные алгоритмы. Обычно они работают с диапазоном элементов в последовательном контейнере или с другой последовательностью. Библиотека алгоритмов предоставляет эффективные реализации различных классических алгоритмов, такие как сортировка и поиск, а также другие общие задачи. Например, есть алгоритм copy, который копирует элементы из одной последовательности в другую; алгоритм find, который ищет указанный элемент; и так далее. Алгоритмы обобщены двумя способами: они могут быть применены к различным видам последовательностей, и эти последовательности могут содержать элементы различных типов.

Библиотека предоставляет также несколько ассоциативных контейнеров, являющихся темой главы 11. Доступ к элементам в ассоциативном контейнере осуществляется по ключу. Ассоциативные контейнеры имеют много общих операций с последовательными контейнерами, а также определяют операции, являющиеся специфическими для ассоциативных контейнеров.

Завершается часть главой 12, рассматривающей средства управления динамической памятью, предоставляемые языком и библиотекой. В этой главе рассматриваются одни из самых важных новых библиотечных классов, являющихся стандартизированными версиями интеллектуальных указателей. Используя интеллектуальные указатели, можно сделать намного надежней код, который использует динамическую память. Эта глава завершается расширенным примером, в котором используются библиотечные средства, представленные во всей части II.

Язык С++ не имеет дела с вводом и выводом непосредственно. Вместо этого ввод и вывод обрабатываются семейством типов, определенных в стандартной библиотеке. Они обеспечивают взаимосвязь с устройствами, файлами, окнами и консолью. Есть также типы, обеспечивающие ввод и вывод в оперативную память и строки.

Библиотека ввода и вывода определяет также операции чтения и записи значений встроенных типов. Кроме того, такие классы, как string, обычно определяют подобные операции ввода и вывода для работы с объектами данного класса.

В этой главе представлены основные принципы библиотеки IO. В последующих главах рассматриваются дополнительные возможности: создание собственных операторов ввода и вывода (глава 14), контроль формата и осуществление произвольного доступа к файлам (глава 17).

В предыдущих программах использовалось немало средств библиотеки IO, большинство из них было представлено в разделе 1.2.

• Тип istream(input stream — поток ввода) обеспечивает операции ввода.

• Тип ostream(output stream — поток вывода) обеспечивает операции вывода.

• Объект cinкласса istreamчитает данные со стандартного устройства ввода.

• Объект coutкласса ostreamзаписывает данные на стандартное устройство вывода.

• Объект cerrкласса ostreamзаписывает данные на стандартное устройство сообщений об ошибке. Объект cerr, как правило, используется для сообщений об ошибках в программе.

• Оператор >>используется для чтения данных, передаваемых в объект класса istream.

• Оператор <<используется для записи данных, передаваемых в объект класса ostream.

• Функция getline()(см. раздел 3.2.2) получает ссылку на объект класса istreamи ссылку на объект класса string, а затем читает слово из потока ввода в строку.

Типы и объекты ввода-вывода, которые мы использовали до сих пор, манипулируют символьными данными. По умолчанию эти объекты связаны с окном консоли пользователя. Конечно, реальные программы не могут быть ограничены вводом и выводом исключительно в окно консоли. Программам нередко приходится читать или писать в именованные файлы. Кроме того, операции ввода-вывода зачастую удобно использовать для обработки символов в строке. Приложениям также, вероятно, понадобится читать и писать на языках, которые требуют поддержки расширенных символов.

Для поддержки столь разных видов обработки ввода-вывода, кроме уже использованных ранее типов istreamи ostream, библиотека определяет целую коллекцию типов ввода-вывода. Эти типы (табл. 8.1) определены в трех отдельных заголовках: заголовок iostreamопределяет базовые типы, используемые для чтения и записи в поток, заголовок fstreamопределяет типы, используемые для чтения и записи в именованные файлы, заголовок sstreamопределяет типы, используемые для чтения и записи в строки, расположенные в оперативной памяти.

Таблица 8.1. Типы и заголовки библиотеки ввода-вывода

Для поддержки языков, использующих расширенные символы, библиотека определяет набор типов и объектов, манипулирующих данными типа wchar_t(см. раздел 2.1.1). Имена версий для расширенных символов начинаются с буквы w. Например, объекты wcin, wcoutи wcerrсоответствуют обычным объектам cin, coutи cerr, но для расширенных символов. Такие объекты определяются в том же заголовке, что и типы для обычных символов. Например, заголовок fstreamопределяет типы ifstreamи wifstream.

Концептуально ни вид устройства, ни размер символов не влияют на операции ввода-вывода. Например, оператор >>можно использовать для чтения данных из окна консоли, из файла на диске или из строки. Точно так же этот оператор можно использовать независимо от того, читаются ли символы типа charили wchar_t.

Используя наследование (inheritance), библиотека позволяет игнорировать различия между потоками различных видов. Подобно шаблонам (см. раздел 3.3), связанные наследованием классы можно использовать, не вникая в детали того, как они работают. Более подробная информация о наследовании в языке С++ приведена в главе 15 и в разделе 18.3.

Если говорить коротко, то наследование позволяет сказать, что некий класс происходит от другого класса. Обычно объект производного класса можно использовать так, как будто это объект класса, от которого он происходит.