Язык программирования C++

Предисловие переводчика и редактора 25
Предисловие автора к третьему русскому изданию 26
Предисловие 29
Предисловие ко второму изданию 31
Предисловие к первому изданию 33
Введение 35

Глава 1. Обращение к читателю 37
1.1. Структура книги 37
1.1.1. Примеры и ссылки 39
1.1.2. Упражнения 40
1.1.3. Замечания о конкретных реализациях языка (компиляторах) 40
1.2. Как изучать C++ 40
1.3. Как проектировался C++ 42
1.3.1. Эффективность и структура 43
1.3.2. Философские замечания 44
1.4. ИCторические замечания 45
1.5. Применение C++ 47
1.6. Языки C и C++ 49
1.6.1. Информация для C-программистов 50
1.6.2. Информация для C++-программистов 50
1.7. Размышления о программировании на C++ 51
1.8. Cоветы 53
1.8.1. Техническая литература 54

Глава 2. Обзор языка C++ 59
2.1. Что такое язык C++? 59
2.2. Парадигмы программирования 60
2.3. Процедурное программирование 61
2.3.1. Переменные и простейшая арифметика 62
2.3.2. Операторы ветвления и циклы 63
2.3.3. Указатели и массивы 64
2.4. Модульное программирование 65
2.4.1. Раздельная компиляция 67
2.4.2. Обработка исключений 68
2.5. Абстракция данных 69
2.5.1. Модули, определяющие типы 69
2.5.2. Типы, определяемые пользователем 71
2.5.3. Конкретные типы 73
2.5.4. Абстрактные типы 74
2.5.5. Виртуальные функции 77
2.6. Объектно-ориентированное программирование 77
2.6.1. Проблемы, связанные с конкретными типами 78
2.6.2. Классовые иерархии 79
2.7. Обобщенное программирование 81
2.7.1. Контейнеры 81
2.7.2. Обобщенные алгоритмы 82
2.8. Заключение 84
2.9. Советы 84

Глава 3. Обзор Стандартной библиотеки 85
3.1. Введение 85
3.2. Hello, world! (Здравствуй, мир!) 86
3.3. Пространство имен стандартной библиотеки 87
3.4. Вывод 87
3.5. Cтроки 88
3.5.1. C-Cтроки 90
3.6. Ввод 90
3.7. Контейнеры 92
3.7.1. Контейнер vector 93
3.7.2. Проверка диапазона индексов 94
3.7.3. Контейнер list 95
3.7.4. Контейнер шар 96
3.7.5. Контейнеры стандартной библиотеки 97
3.8. Алгоритмы 98
3.8.1. использование итераторов 99
3.8.2. Типы итераторов 101
3.8.3. Итераторы и ввод/вывод 102
3.8.4. Алгоритм for_each и предикаты 103
3.8.5. Алгоритмы, использующие функции-члены классов 105
3.8.6. Алгоритмы стандартной библиотеки 106
3.9. Математические вычисления 107
3.9.1. Комплексные числа 107
3.9.2. Векторная арифметика 107
3.9.3. Поддержка базовых вычислительных операций 108
3.10. Основные Средства стандартной библиотеки 108
3.11. Советы 109

Часть I. Основные средства 111

Глава 4. Типы и объявления 113
4.1. Типы 113
4.1.1. Фундаментальные типы 114
4.2. ЛогичеCкий тип 115
4.3. Cимвольные типы 116
4.3.1. Cимвольные литералы 117
4.4. Целые типы 118
4.4.1. Целые литералы 118
4.5. Типы с плавающей запятой 119
4.5.1. Литералы с плавающей запятой 119
4.6. Размеры 119
4.7. Тип void 121
4.8. Перечисления 122
4.9. Объявления 123
4.9.1. Cтруктура объявления 125
4.9.2. Объявление нескольких имен 126
4.9.3. Имена 126
4.9.4. Область видимости 127
4.9.5. Инициализация 129
4.9.6. Объекты и леводопустимые выражения (lvalue) 130
4.9.7. Ключевое слово typedef 130
4.10. Советы 131
4.11. Упражнения 132

Глава 5. Указатели, массивы и структуры 133
5.1. Указатели 133
5.1.1. Нуль 134
5.2. Массивы 135
5.2.1. Инициализация массивов 135
5.2.2. Cтроковые литералы 136
5.3. Указатели на массивы 138
5.3.1. Доступ к элементам массивов 139
5.4. Константы 141
5.4.1. Указатели и константы 143
5.5. ссылки 144
5.6. Тип void 148
5.7. Cтруктуры 149
5.7.1. Эквивалентность типов 152
5.8. Советы 152
5.9. Упражнения 152

Глава 6. Выражения и операторы 155
6.1. Калькулятор 155
6.1.1. Cинтаксический анализатор 156
6.1.2. Функция ввода 161
6.1.3. Низкоуровневый ввод 163
6.1.4. Обработка ошибок 164
6.1.5. Управляющая программа 165
6.1.6. Заголовочные файлы 166
6.1.7. Аргументы командной строки 167
6.1.8. Замечания о стиле 169
6.2. Обзор операций языка C++ 169
6.2.1. Результаты операций 171
6.2.2. Последовательность вычислений 172
6.2.3. Приоритет операций 173
6.2.4. Побитовые логические операции 174
6.2.5. Инкремент и декремент 175
6.2.6. Cвободная память 177
6.2.6.1. Массивы 179
6.2.6.2. Исчерпание памяти 180
6.2.7. Явное приведение типов 181
6.2.8. Конструкторы 182
6.3. Обзор операторов языка C++ 183
6.3.1. Объявления как операторы 184
6.3.2. Операторы выбора (условные операторы) 185
6.3.2.1. Объявления в условиях 187
6.3.3. Операторы цикла 188
6.3.3.1. Объявления в операторах цикла for 189
6.3.4. Оператор goto 189
6.4. Комментарии и отступы 190
6.5. Cоветы 192
6.6. Упражнения 192

Глава 7. Функции 195
7.1. Объявления функций 195
7.1.1. Определения функций 196
7.1.2. Статические переменные 197
7.2. Передача аргументов 197
7.2.1. Массивы в качестве аргументов 199
7.3. Возвращаемое значение 200
7.4. Перегрузка имен функций 201
7.4.1. Перегрузка и возвращаемые типы 204
7.4.2. Перегрузка и области видимости 204
7.4.3. Явное разрешение неоднозначностей 204
7.4.4. Разрешение в случае нескольких аргументов 205
7.5. Аргументы по умолчанию 206
7.6. Неуказанное число аргументов 207
7.7. Указатели на функции 209
7.8. Макросы 213
7.8.1. Условная компиляция 215
7.9. Советы 216
7.10. Упражнения 217

Глава 8. Пространства имен и исключения 219
8.1. Разбиение на модули и интерфейсы 219
8.2. Пространства имен 221
8.2.1. Квалифицированные имена 223
8.2.2. Объявления using 224
8.2.3. Директивы using 226
8.2.4. Множественные интерфейсы 227
8.2.4.1. Альтернативы интерфейсам 229
8.2.5. Как избежать конфликта имен 231
8.2.5.1. Неименованные пространства имен 232
8.2.6. Поиск имен 233
8.2.7. Псевдонимы пространств имен 234
8.2.8. Композиция пространств имен 235
8.2.8.1. Отбор отдельных элементов из пространства имен 236
8.2.8.2. Композиция пространств имен и отбор элементов 237
8.2.9. Пространства имен и старый код 238
8.2.9.1. Пространства имен и язык C 238
8.2.9.2. Пространства имен и перегрузка 239
8.2.9.3. Пространства имен открыты 240
8.3. Исключения 241
8.3.1. Ключевые слова throw и catch 242
8.3.2. Обработка нескольких исключений 244
8.3.3. Исключения в программе калькулятора 246
8.3.3.1. Альтернативные стратегии обработки ошибок 249
8.4. Советы 251
8.5. Упражнения 252

Глава 9. исходные файлы и программы 253
9.1. Раздельная компиляция 253
9.2. Компоновка (linkage) 254
9.2.1. Заголовочные файлы 257
9.2.2. Заголовочные файлы стандартной библиотеки 259
9.2.3. Правило одного определения 260
9.2.4. Компоновка с кодом, написанном не на языке C++ 262
9.2.5. Компоновка и указатели на функции 264
9.3. Применяем заголовочные файлы 265
9.3.1. Единственный заголовочный файл 265
9.3.2. Несколько заголовочных файлов 268
9.3.2.1. Остальные модули калькулятора 271
9.3.2.2. Использование заголовочных файлов 273
9.3.3. Защита от повторных включений 274
9.4. Программы 275
9.4.1. Инициализация нелокальных переменных 275
9.4.1.1. Завершение выполнения программы 276
9.5. Советы 278
9.6. Упражнения 278

Часть II. Механизмы абстракции 281

Глава 10. Классы 283
10.1. Введение 283
10.2. Классы 284
10.2.1. Функции-члены 284
10.2.2. Управление режимом доступа 285
10.2.3. Конструкторы 287
10.2.4. Cтатические члены 288
10.2.5. Копирование объектов класса 290
10.2.6. Константные функции-члены 290
10.2.7. Ссылки на себя 291
10.2.7.1. Физическое и логическое постоянство 292
10.2.7.2. Ключевое слово mutable 294
10.2.8. Структуры и классы 295
10.2.9. Определение функций в теле определения класса 296
10.3. Эффективные пользовательские типы 297
10.3.1. Функции-члены 300
10.3.2. Функции поддержки (helper functions) 302
10.3.3. Перегруженные операции 303
10.3.4. Роль конкретных классов 303
10.4. Объекты 304
10.4.1. Деструкторы 305
10.4.2. Конструкторы по умолчанию 306
10.4.3. Конструирование и уничтожение объектов 307
10.4.4. Локальные объекты 307
10.4.4.1. Копирование объектов 308
10.4.5. Динамическое создание объектов в свободной памяти 309
10.4.6. Классовые объекты как члены классов 310
10.4.6.1. Обязательная инициализация членов 311
10.4.6.2. Члены-константы 312
10.4.6.3. Копирование членов 313
10.4.7. Массивы 314
10.4.8. Локальные статические объекты 315
10.4.9. Нелокальные объекты 316
10.4.10. Временные объекты 318
10.4.11. Размещение объектов в заданных блоках памяти 319
10.4.12. Объединения 321
10.5. Советы 322
10.6. Упражнения 323

Глава 11. Перегрузка операций 327
11.1. Введение 327
11.2. Функции-операции 329
11.2.1. Бинарные и унарные операции 330
11.2.2. Предопределенный смысл операций 331
11.2.3. Операции и пользовательские типы 331
11.2.4. Операции и пространства имен 332
11.3. Тип комплексных чисел 334
11.3.1. Перегрузка операций функциями-членами и глобальными функциями 334
11.3.2. Cмешанная арифметика 336
11.3.3. Инициализация 337
11.3.4. Копирование 338
11.3.5. Конструкторы и преобразования типов 339
11.3.6. Литералы 340
11.3.7. Дополнительные функции-члены 341
11.3.8. Функции поддержки (helper functions) 341
11.4. Операции приведения типов 342
11.4.1. Неоднозначности 344
11.5. Друзья класса 346
11.5.1. Поиск друзей 348
11.5.2. Функции-члены или друзья? 349
11.6. Объекты больших размеров 350
11.7. Важные операции 352
11.7.1. Конструктор с модификатором explicit 353
11.8. ИндекCирование 355
11.9. Функциональный вызов 356
11.10. Разыменование 358
11.11. Инкремент и декремент 360
11.12. Класс строк 362
11.13. Советы 367
11.14. Упражнения 368

Глава 12. Наследование классов 371
12.1. Введение 371
12.2. Производные классы 372
12.2.1. Функции-члены 375
12.2.2. Конструкторы и деструкторы 376
12.2.3. Копирование 378
12.2.4. Иерархии классов 378
12.2.5. Поля типа 379
12.2.6. Виртуальные функции 381
12.3. Абстрактные классы 384
12.4. Проектирование иерархий классов 386
12.4.1. Традиционные иерархии классов 387
12.4.1.1. Критика 389
12.4.2. Абстрактные классы 390
12.4.3. Альтернативные реализации 393
12.4.3.1. Критика 395
12.4.4. Локализация создания объектов 395
12.5. Классовые иерархии и Абстрактные классы 397
12.6. Советы 397
12.7. Упражнения 398

Глава 13. Шаблоны 401
13.1. Введение 401
13.2. Простой шаблон строк 402
13.2.1. Определение шаблона 404
13.2.2. Конкретизация шаблона (template instantiation) 406
13.2.3. Параметры шаблонов 406
13.2.4. Эквивалентность типов 407
13.2.5. Проверка типов 408
13.3. Шаблоны функций 409
13.3.1. Аргументы функциональных шаблонов 410
13.3.2. Перегрузка функциональных шаблонов 411
13.4. Применение аргументов шаблона для формирования различных вариантов поведения кода 414
13.4.1. Параметры шаблонов по умолчанию 415
13.5. Специализация 417
13.5.1. Порядок специализаций 420
13.5.2. Специализация шаблонов функций 420
13.6. Наследование и шаблоны 422
13.6.1. Параметризация и наследование 424
13.6.2. Шаблонные члены шаблонов 424
13.6.3. Отношения наследования 425
13.6.3.1. Преобразования шаблонов 426
13.7. Организация исходного кода 427
13.8. Советы 430
13.9. Упражнения 431

Глава 14. Обработка исключений 433
14.1. Обработка ошибок 433
14.1.1. Альтернативный взгляд на исключения 436
14.2. Группировка исключений 437
14.2.1. Производные исключения 438
14.2.2. Композитные (комбинированные) исключения 440
14.3. Перехват исключений 441
14.3.1. Повторная генерация исключений 441
14.3.2. Перехват любых исключений 442
14.3.2.1. Порядок записи обработчиков 443
14.4. Управление ресурсами 444
14.4.1. использование конструкторов и деструкторов 446
14.4.2. Auto_ptr 447
14.4.3. Предостережение 449
14.4.4. Исключения и операция new 449
14.4.5. Исчерпание ресурсов 450
14.4.6. Исключения в конструкторах 452
14.4.6.1. Исключения и инициализация членов классов 454
14.4.6.2. Исключения и копирование 454
14.4.7. Исключения в деструкторах 455
14.5. Исключения, не являющиеся ошибками 455
14.6. Спецификация исключений 457
14.6.1. Проверка спецификации исключений 458
14.6.2. Неожиданные исключения 459
14.6.3. Отображение исключений 460
14.6.3.1. Отображение исключений пользователем 460
14.6.3.2. Восстановление типа исключения 461
14.7. Неперехваченные исключения 462
14.8. Исключения и эффективность 464
14.9. Альтернативы обработке ошибок 465
14.10. Стандартные исключения 467
14.11. Советы 469
14.12. Упражнения 470

Глава 15. Иерархии классов 473
15.1. Введение и обзор 473
15.2. Множественное наследование 474
15.2.1. Разрешение неоднозначности 475
15.2.2. Наследование и using-объявление 477
15.2.3. Повторяющиеся базовые классы 478
15.2.3.1. Замещение 479
15.2.4. Виртуальные базовые классы 480
15.2.4.1. Программирование виртуальных базовых классов 482
15.2.5. Применение множественного наследования 484
15.2.5.1. Замещение функций виртуальных базовых классов 486
15.3. Контроль доступа 487
15.3.1. Защищенные члены классов 489
15.3.1.1. Применение защищенных членов класса 490
15.3.2. Доступ к базовым классам 491
15.3.2.1. Множественное наследование и контроль доступа 492
15.3.2.2. Множественное наследование и контроль доступа .493
15.4. Механизм RTTI (Run-Time Type Information) 493
15.4.1. Операция dynamic_cast 495
15.4.1.1. Применение dynamic_cast к ссылкам 497
15.4.2. Навигация по иерархиям классов 498
15.4.2.1. Операции static_cast и dynamic_cast 499
15.4.3. Конструирование и уничтожение классовых объектов 501
15.4.4. Операция typeid и расширенная информация о типе 501
15.4.4.1. Расширенная информация о типе 502
15.4.5. Корректное и некорректное применение RTTI 504
15.5. Указатели на члены классов 505
15.5.1. Базовые и производные классы 508
15.6. Свободная память 509
15.6.1. Выделение памяти под массивы 511
15.6.2. "Виртуальные конструкторы" 511
15.7. Советы 513
15.8. Упражнения 514

Часть III. Стандартная библиотека 515

Глава 16. Организация библиотеки и контейнеры 517
16.1. Проектные решения Стандартной библиотеки 517
16.1.1. Проектные ограничения 518
16.1.2. Организация стандартной библиотеки 520
16.1.3. Непосредственная поддержка языка C++ 523
16.2. Дизайн контейнеров 524
16.2.1. Специализированные контейнеры и итераторы 524
16.2.2. Контейнеры с общим базовым классом 527
16.2.3. Контейнеры STL 531
16.3. Контейнер типа vector 533
16.3.1. Типы 533
16.3.2. Итераторы 535
16.3.3. Доступ к элементам 536
16.3.4. Конструкторы 538
16.3.5. Стековые операции 541
16.3.6. Операции над векторами, характерные для Cписков 543
16.3.7. Адресация элементов 546
16.3.8. Размер и емкость 547
16.3.9. Другие функции-члены 549
16.3.10. Вспомогательные функции (helper functions) 550
16.3.11. Специализация vector<bool>. 550
16.4. Советы 551
16.5. Упражнения 552

Глава 17. Стандартные контейнеры 555
17.1. Стандартные контейнеры 555
17.1.1. Обзор контейнерных операций 556
17.1.2. Краткий обзор контейнеров 559
17.1.3. Внутреннее представление 560
17.1.4. Требования к элементам контейнеров 561
17.1.4.1. Операция сравнения "<" 562
17.1.4.2. Другие операции сравнения 564
. 17.2. Последовательные контейнеры 565
17.2.1. Контейнер vector 565
17.2.2. Контейнер list 565
17.2.2.1. Операции splice(), sort() и merge() 566
17.2.2.2. "Головные" операции 568
17.2.2.3. Другие операции 568
17.2.3. Контейнер deque 570
17.3. Адаптеры последовательных контейнеров 570
17.3.1. Стек 571
17.3.2. Очередь 572
17.3.3. Очередь с приоритетом 574
17.4. Ассоциативные контейнеры 576
17.4.1. Ассоциативный массив тар 576
17.4.1.1. Типы 577
17.4.1.2. Итераторы 577
17.4.1.3. Индексация 579
17.4.1.4. Конструкторы 581
17.4.1.5. Сравнения 581
17.4.1.6. Специфические для контейнера тар операции 582
17.4.1.7. Операции, характерные для списков 584
17.4.1.8. Другие функции 586
17.4.2. Ассоциативный контейнер multimap 587
17.4.3. Ассоциативный контейнер set 587
17.4.4. Ассоциативный контейнер multiset 589
17.5. "Почти контейнеры" 589
17.5.1. Cтроки типа string 589
17.5.2. Массивы valarray 589
17.5.3. Битовые поля bitset 589
17.5.3.1. Конструкторы 590
17.5.3.2. Побитовые операции 591
17.5.3.3. Прочие операции 592
17.5.4. Встроенные массивы 593
17.6. Создание нового контейнера 594
17.6.1. Контейнер 594
17.6.2. Представление и конструирование 596
17.6.2.1. Поиск 598
17.6.2.2. Операции erase() и resize() 599
17.6.2.3. Хэширование 600
17.6.3. Другие хэшированные ассоциативные контейнеры 601
17.7. Советы 602
17.8. Упражнения 603

Глава 18. Алгоритмы и классы функциональных объектов 607
18.1. Введение 607
18.2. Обзор алгоритмов Стандартной библиотеки 608
18.3. Диапазоны (интервалы) и контейнеры 613
18.3.1. Входные диапазоны 614
18.4. Классы функциональных объектов 615
18.4.1. Базовые классы функциональных объектов 616
18.4.2. Предикаты 617
18.4.2.1. Обзор предикатов 618
18.4.3. "Арифметические" функциональные объекты 619
18.4.4. Адаптеры ("Cвязывающие", для адаптирования функций-членов и указателей на функции, "отрицающие") 620
18.4.4.1. "Cвязывающие" адаптеры 621
18.4.4.2. Адаптирование функций-членов 623
18.4.4.3. Версии адаптеров для указателей на функции 624
18.4.4.4. "Отрицатели" 625
18.5. Немодифицирующие алгоритмы 626
18.5.1. Алгоритм for_each() 626
18.5.2. Алгоритмы поиска 627
18.5.3. Алгоритмы count() и count_if() 629
18.5.4. Алгоритмы equal() и mismatch() 630
18.5.5. Поисковые алгоритмы 631
18.6. Модифицирующие алгоритмы 632
18.6.1. Копирующие алгоритмы 632
18.6.2. Алгоритм transformO 634
18.6.3. Алгоритм unique() 636
18.6.3.1. Критерии сортировки 637
18.6.4. Алгоритмы замены элементов 638
18.6.5. Алгоритмы удаления элементов 640
18.6.6. Алгоритмы fill() и generate() 640
18.6.7. Алгоритмы reverse() и rotate() 641
18.6.8. Обмен элементов последовательностей местами 642
18.7. Сортировка последовательностей 643
18.7.1. Сортировка 643
18.7.2. Бинарный поиск 644
18.7.3. Слияние (алгоритмы семейства merge) 645
18.7.4. Разбиение элементов на две группы (алгоритмы семейства partition) 646
18.7.5. Операции над множествами 646
18.8. "Кучи" 648
18.9. Нахождение минимума и максимума 648
18.10. Перестановки (permutations) 650
18.11. Алгоритмы в C-стиле 650
18.12. Советы 651
18.13. Упражнения 652

Глава 19. Итераторы и аллокаторы 655
19.1. Введение 655
19.2. Итераторы и последовательности 656
19.2.1. Операции над итераторами 656
19.2.2. Шаблон iterator_traits 658
19.2.3. Категории итераторов 660
19.2.4. Итераторы для вставок 662
19.2.5. Обратные итераторы 663
19.2.6. Потоковые итераторы 664
19.2.6.1. Буфера потоков 666
19.3. Итераторы с проверкой 668
19.3.1. исключения, контейнеры и алгоритмы 673
19.4. Аллокаторы (распределители памяти) 674
19.4.1. Стандартный аллокатор 674
19.4.2. Пользовательский аллокатор 678
19.4.3. Обобщенные аллокаторы 680
19.4.4. Неинициализированная память 682
19.4.5. Динамическая память 684
19.4.6. Выделение памяти в Cтиле языка C 685
19.5. Советы 686
19.6. Упражнения 687

Глава 20. Cтроки 689
20.1. Введение 689
20.2. Символы 690
20.2.1. Шаблон char_traits 690
20.3. Стандартный строковый шаблон basic_string 692
20.3.1. Типы 693
20.3.2. Итераторы 694
20.3.3. Доступ к элементам (символам) 695
20.3.4. Конструкторы 695
20.3.5. Ошибки 697
20.3.6. Присваивание 698
20.3.7. Преобразование в C-строку 699
20.3.8. Сравнения 701
20.3.9. Вставка 703
20.3.10. Конкатенация 704
20.3.11. Поиск 705
20.3.12. Замена 706
20.3.13. Подстроки 707
20.3.14. Размер и емкость 708
20.3.15. Операции ввода/вывода 709
20.3.16. Обмен строк 709
20.4. Cтандартная библиотека языка C 710
20.4.1. C-строки 710
20.4.2. Классификация символов 712
20.5. Советы 713
20.6. Упражнения 714

Глава 21. Потоки 717
21.1. Введение 717
21.2. Вывод 719
21.2.1. Потоки вывода 720
21.2.2. Вывод встроенных типов 722
21.2.3. Вывод пользовательских типов 724
21.2.3.1. Виртуальные функции вывода 725
21.3. Ввод 726
21.3.1. Потоки ввода 726
21.3.2. Ввод встроенных типов 727
21.3.3. Состояние потока 729
21.3.4. Ввод символов 731
21.3.5. Ввод пользовательских типов 734
21.3.6. Исключения 735
21.3.7. Связывание потоков 737
21.3.8. Часовые (sentries) 738
21.4. Форматирование 739
21.4.1. Состояние форматирования 739
21.4.1.1. Копирование состояния форматирования 741
21.4.2. Вывод целых 741
21.4.3. Вывод значений с плавающей запятой 742
21.4.4. Поля вывода 743
21.4.5. Выравнивание полей 744
21.4.6. Манипуляторы 745
21.4.6.1. Манипуляторы, принимающие аргументы 746
21.4.6.2. Cтандартные манипуляторы ввода/вывода 747
21.4.6.3. Манипуляторы, определяемые пользователем 749
21.5. Файловые и строковые потоки 751
21.5.1. Файловые потоки 752
21.5.2. Закрытие потоков 753
21.5.3. Cтроковые потоки 755
21.6. Буферирование 756
21.6.1. Потоки вывода и буферы 757
21.6.2. Потоки ввода и буферы 758
21.6.3. Потоки и буферы 759
21.6.4. Буфера потоков 760
21.7. Локализация (интернационализация) 764
21.7.1. Функции обратного вызова для потоков 766
21.8. Ввод/вывод языка C 766
21.9. Советы 770
21.10. Упражнения 771

Глава 22. Классы для математических вычислений 775
22.1. Введение 775
22.2. Числовые пределы 776
22.2.1. Макросы для предельных значений 778
22.3. Стандартные математические функции 778
22.4. Векторная арифметика 780
22.4.1. Конструкторы класса valarray 780
22.4.2. Индексирование и присваивание в классе valarray 782
22.4.3. Функции-члены 783
22.4.4. Внешние операции и функции 786
22.4.5. Срезы 786
22.4.6. Массив slice_array 789
22.4.7. Временные объекты, копирование, циклы 793
22.4.8. Обобщенные Cрезы 796
22.4.9. Маски (тип mask array) 797
22.4.10. Тип indirect_array 798
22.5. Комплексная арифметика 798
22.6. Обобщенные численные алгоритмы 800
22.6.1. Алгоритм aссumulate() 801
22.6.2. Алгоритм inner_product() 802
22.6.3. Приращения (incremental changes) 803
22.7. Случайные числа 804
22.8. Советы 806
22.9. Упражнения 807

Часть IV. Проектирование с использованием C++ 809

Глава 23. Общий взгляд на разработку программ. Проектирование 811
23.1. Обзор 811
23.2. Введение 812
23.3. Цели и средства 815
23.4. Процесс разработки 818
23.4.1. Цикл разработки 820
23.4.2. Цели проектирования 822
23.4.3. Этапы проектирования 824
23.4.3.1. Этап 1: отражение концепций классами 825
23.4.3.2. Этап 2: определение операций 828
23.4.3.3. Этап 3: выявление зависимостей 830
23.4.3.4. Этап 4: определение интерфейсов 830
23.4.3.5. Реорганизация иерархии классов 831
23.4.3.6. Использование модельных образцов 832
23.4.4. Экспериментирование и анализ 834
23.4.5. Тестирование 836
23.4.6. Сопровождение и поддержка программ 837
23.4.7. Эффективность 837
23.5. Отдельные аспекты управления проектами 838
23.5.1. Повторное использование кода 838
23.5.2. Масштаб 840
23.5.3. Личности 841
23.5.4. Гибридное проектирование 843
23.6. Аннотированная библиография 845
23.7. Советы 847

Глава 24. Проектирование и программирование 849
24.1. Обзор 849
24.2. Проектирование и язык программирования 850
24.2.1. Отказ от классов 852
24.2.2. Отказ от производных классов и виртуальных функций 854
24.2.3. Игнорирование возможностей Cтатической проверки типов 854
24.2.4. Отказ от традиционного программирования 857
24.2.5. Применение исключительно классовых иерархий наследования 859
24.3. Классы 860
24.3.1. Что представляют Cобой классы 861
24.3.2. Иерархии классов 862
24.3.2.1. Зависимости внутри иерархии классов 865
24.3.3. Агрегация (отношение включения) 867
24.3.4. Агрегация и наследование 869
24.3.4.1. Альтернатива "включение/наследование" 871
24.3.4.2. Альтернатива "агрегация/наследование" 873
24.3.5. Отношение использования 874
24.3.6. Программируемые отношения 875
24.3.7. Отношения внутри класса 877
24.3.7.1. Инварианты 877
24.3.7.2. Утверждения 879
24.3.7.3. Предусловия и постусловия 882
24.3.7.4. Инкапсуляция 883
24.4. Компоненты 884
24.4.1. Шаблоны 886
24.4.2. Интерфейсы и реализации 888
24.4.3. "Жирные" интерфейсы 890
24.5. Советы 893

Глава 25. Роли классов 895
25.1. Разновидности классов 895
25.2. Конкретные классы (типы) 896
25.2.1. Многократное использование конкретных типов 899
25.3. Абстрактные типы 900
25.4. Узловые классы 903
25.4.1. Изменение интерфейсов 905
25.5. Операции 908
25.6. Интерфейсные классы 909
25.6.1. Подгонка интерфейсов 912
25.7. Дескрипторные классы (handles) 914
25.7.1. Операции в дескрипторных классах 917
25.8. Прикладные Cреды разработки (application frameworks) 918
25.9. Советы 920
25.10. Упражнения 921

Приложения и предметный указатель 923
Приложение А. Грамматика 925
А.1. Введение 925
А.2. Ключевые слова 926
А.З. Лексические соглашения 927
А.4. Программы 930
А.5. Выражения 930
А.6. Операторы 934
А.7. Объявления 935
А.7.1. Деклараторы 938
А. 8. Классы 940
А.8.1. Производные классы 941
А.8.2. особые функции-члены 941
A.8.3. Перегрузка 942
А.9. Шаблоны 942
А. 10. Обработка исключений 943
A. 11. Директивы препроцессора 944

Приложение В. Совместимость 947
B.1. Введение 947
В.2. Совместимость C и C++ 948
B.2.1. "Тихие" отличия 948
В.2.2. Код на C, не являющийся C++-кодом 948
В.2.3. Нежелательные особенности 951
В.2.4. Код на C++, не являющийся кодом на C 951
В.З. Старые реализации C 953
В.3.1. Заголовочные файлы 954
В.3.2. Стандартная библиотека 955
В.3.3. Пространства имен 955
В.3.4. Ошибки выделения памяти 956
В.3.5. Шаблоны 956
B.3.6. Инициализаторы в операторах for 958
В.4. Советы 958
B.5. Упражнения 960

Приложение C. Технические подробности 961
C.1. Введение и обзор 961
C.1. Стандарт 961
C.З. Символьные наборы 963
C.3.1. Ограниченные наборы символов 963
C.3.2. Escape-символы 964
C.3.3. Расширенные символьные наборы 965
C.3.4. Знаковые и беззнаковые символы 966
C.4. Типы целых литералов 967
C.5. Константные выражения 967
C.6. Неявное преобразование типов 967
C.6.1. Продвижения (promotions) 968
C.6.2. Преобразования 968
C.6.2.1. Интегральные преобразования 968
C.6.2.2. Преобразования чисел C плавающей запятой 969
C.6.2.3. Преобразования указателей и ссылок 969
C.6.2.4. Преобразования указателей на члены классов 970
C.6.2.5. Преобразования в логический тип 970
C.6.2.6. Преобразования "значение интегрального типа — значение с плавающей запятой" 970
C.6.3. Обычные арифметические преобразования 971
C.7. Многомерные массивы 971
C.7.1. Векторы 971
C.7.2. Массивы 973
C.7.3. Передача многомерных массивов в функции 974
C.8. Экономия памяти 975
C.8.1. Битовые поля 976
C.8.2. Объединения 977
C.8.3. Объединения и классы 979
C.9. Управление памятью 979
C.9.1. Автоматическая сборка мусора 980
C.9.1.1. Замаскированные указатели 980
C.9.1.2. Операция delete 981
C.9.1.3. Деструкторы 982
C.9.1.4. Фрагментация памяти 982
C.10. Пространства имен 983
C. 10.1. Удобство против безопасности 983
C. 10.2. Вложенные пространства имен 984
C.10.3. Пространства имен и классы 985
C.И. Управление режимами доступа 985
C.11.1. Доступ к членам класса 985
C. 11.2. Доступ к базовым классам 986
C. 11.3. Доступ ко вложенным классам 988
C.11.4. Отношение "дружбы" 989
C.12. Указатели на члены классов 989
C.13. Шаблоны 990
C. 13.1. Статические члены 990
C.13.2. Друзья 991
C. 13.3. Шаблоны в качестве параметров шаблонов 992
C. 13.4. Логический вывод аргументов функциональных шаблонов 992
C. 13.5. Шаблоны и ключевое слово typename 993
C. 13.6. Ключевое слово template в качестве квалификатора 995
C. 13.7. Конкретизация 995
C. 13.8. Связывание имен 996
C. 13.8.1. Зависимые имена 997
C. 13.8.2. Связывание в точке определения 999
C. 13.8.3. Связывание в точке конкретизации 1000
C. 13.8.4. Шаблоны и пространства имен 1001
C. 13.9. Когда нужны Cпециализации 1003
C. 13.9.1. Конкретизация шаблона функции 1003
C. 13.10. Явная конкретизация 1004
C. 14. Советы 1005

Приложение D. Локализация 1007
D.1. Национальные особенности 1007
D.1.1. Программирование национальных особенностей 1008
D.2. Класс locale 1011
D.2.1. Локальные контексты C заданными именами 1013
D.2.1.1. Конструирование новых объектов локализации 1015
D.2.2. Копирование и сравнение констекстов локализации 1017
D.2.3. Контексты global() и classic() 1018
D.2.4. Сравнение строк 1019
D.3. Фасеты 1020
D.3.1. Доступ к фасетам класса locale 1021
D.3.2. Простой пользовательский фасет 1023
D.3.3. использование локализаций и фасетов 1026
D.4. Стандартные фасеты 1026
D.4.1. Сравнение строк 1029
D.4.1.1. Именованные фасеты сравнения 1032
D.4.2. Ввод и вывод чисел 1033
D.4.2.1. Пунктуация чисел 1033
D.4.2.2. Вывод чисел 1035
D.4.2.3. Ввод чисел 1038
D.4.3. Ввод и вывод финансовой информации 1039
D.4.3.1. Пунктуация денежных величин 1040
D.4.3.2. Вывод денежных величин 1043
D.4.3.3. Ввод денежных величин 1044
D.4.4. Ввод и вывод дат и времени 1046
D.4.4.1. Часы и таймеры 1046
D.4.4.2. Класс Date 1049
D.4.4.3. Вывод дат и времени 1049
D.4.4.4. Ввод дат и времени 1052
D.4.4.5. Более гибкий класс Date 1054
D.4.4.6. Задание формата даты 1056
D.4.4.7. Фасет ввода даты 1058
D.4.5. Классификация Cимволов 1063
D.4.5.1. вспомогательные шаблоны функций 1066
D.4.6. Преобразование кодов Cимволов 1067
D.4.7. Сообщения 1071
D.4.7.1. использование сообщений из других фасетов 1073
D.5. Советы 1075
D.6. Упражнения 1075

Приложение Е. исключения и безопасность Стандартной библиотеки 1077
E.1. Введение 1077
Е.2. Исключения и безопасность 1079
Е.З. Технологии реализации безопасности при исключениях 1083
E.3.1. Простой вектор 1083
Е.3.2. Явное управление памятью 1087
Е.3.3. Присваивание 1088
Е.3.4. Метод push_back() 1091
Е.3.5. Конструкторы и инварианты 1093
E.3.5.1. Применение функции init() 1095
Е.3.5.2. Полагаемся на действительное состояние по умолчанию 1096
Е.3.5.3. Отложенное выделение ресурсов 1097
Е.4. Гарантии стандартных контейнеров 1098
Е.4.1. вставка и удаление элементов 1099
Е.4.2. Гарантии и компромиссы 1102
Е.4.3. Функция swap() 1005
Е.4.4. Инициализация и итераторы 1106
Е.4.5. Ссылки на элементы 1106
Е.4.6. Предикаты 1107
Е.5. Другие части cтандартной библиотеки 1108
Е.5.1. Строки 1108
Е.5.2. Потоки 1109
Е.5.3. Алгоритмы 1109
Е.5.4. Типы valarray и complex 1110
Е.5.5. Стандартная библиотека языка C 1110
Е.6. Рекомендации пользователям стандартной библиотеки 1110
Е.7. Советы 1113
Е.8. Упражнения 1114
Предметный указатель 1117