Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание - Бьёрн Страуструп
Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание читать книгу онлайн
Специальное издание самой читаемой и содержащей наиболее достоверные сведения книги по C++. Книга написана Бьярне Страуструпом — автором языка программирования C++ — и является каноническим изложением возможностей этого языка.
Помимо подробного описания собственно языка, на страницах книги вы найдете доказавшие свою эффективность подходы к решению разнообразных задач проектирования и программирования. Многочисленные примеры демонстрируют как хороший стиль программирования на С-совместимом ядре C++, так и современный -ориентированный подход к созданию программных продуктов. Третье издание бестселлера было существенно переработано автором. Результатом этой переработки стала большая доступность книги для новичков. В то же время, текст обогатился сведениями и методиками программирования, которые могут оказаться полезными даже для многоопытных специалистов по C++. Не обойдены вниманием и нововведения языка: стандартная библиотека шаблонов (STL), пространства имен (namespaces), механизм идентификации типов во время выполнения (RTTI), явные приведения типов (cast-операторы) и другие.
Настоящее специальное издание отличается от третьего добавлением двух новых приложений (посвященных локализации и безопасной обработке исключений средствами стандартной библиотеки), довольно многочисленными уточнениями в остальном тексте, а также исправлением множества опечаток.
Книга адресована программистам, использующим в своей повседневной работе C++. Она также будет полезна преподавателям, студентам и всем, кто хочет ознакомиться с описанием языка «из первых рук».
{
printf("double %g string %s int %d char %cn", d, s, i, ch);
}
где символы %g означают: “Напечатать число с плавающей точкой, используя универсальный формат”, символы %s означают: “Напечатать С-строку”, символы %d означают: “Напечатать целое число, используя десятичные цифры,” а символы %c означают: “Напечатать символ”. Каждый такой спецификатор формата связан со следующим, до поры до времени не используемым аргументом, так что спецификатор %g выводит на экран значение переменной d; %s — значение переменной s, %d — значение переменной i, а %c — значение переменной ch. Полный список форматов функции printf() приведен в разделе Б.10.2.
К сожалению, функция printf() не является безопасной с точки зрения типов. Рассмотрим пример.
char a[] = { 'a', 'b' }; /* нет завершающего нуля */
void f2(char* s, int i)
{
printf("goof %sn", i); /* неперехваченная ошибка */
printf("goof %d: %sn", i); /* неперехваченная ошибка */
printf("goof %sn", a); /* неперехваченная ошибка */}
Интересен эффект последнего вызова функции printf(): она выводит на экран каждый байт участка памяти, следующего за элементом a[1], пока не встретится нуль. Такой вывод может состоять из довольно большого количества символов.
Недостаток проверки типов является одной из причин, по которым мы предпочитаем потоки iostream, несмотря на то, что стандартный механизм ввода-вывода, описанный в библиотеке stdio языков C и C++, работает одинаково. Другой причиной является то, что функции из библиотеки stdio не допускают расширения: мы не можем расширить функцию printf() так, чтобы она выводила на экран значения переменных вашего собственного типа. Для этого можно использовать потоки iostream. Например, нет никакого способа, который позволил бы вам определить свой собственный спецификатор формата %Y для вывода структуры struct Y.
Существует полезная версия функции printf(), принимающая в качестве первого аргумента дескриптор файла.
int fprintf(FILE* stream, const char* format, ...);
Рассмотрим пример.
fprintf(stdout,"Hello, World!n"); // идентично
// printf("Hello,World!n");
FILE* ff = fopen("My_file","w"); // открывает файл My_file
// для записи
fprintf(ff,"Hello, World!n"); // запись "Hello,World!n"
// в файл My_file
Дескрипторы файлов описаны в разделе 27.6.3.
27.6.2. Ввод
Ниже перечислены наиболее популярные функции из библиотеки stdio.
int scanf(const char* format, ...); /* форматный ввод из потока stdin */
int getchar(void); /* ввод символа из потока stdin */
int getc(FILE* stream); /* ввод символа из потока stream*/
char* gets(char* s); /* ввод символов из потока stdin */
Простейший способ считывания строки символов — использовать функцию gets(). Рассмотрим пример.
char a[12];
gets(a); /* ввод данных в массив символов a вплоть до символа 'n' */
Никогда не делайте этого! Считайте, что функция gets() отравлена. Вместе со своей ближайшей “родственницей” — функцией scanf("%s") — функция gets() является мишенью для примерно четверти успешных хакерских атак. Она порождает много проблем, связанных с безопасностью. Как в тривиальном примере, приведенном выше, вы можете знать, что до следующей новой строки будет введено не более 11 символов? Вы не можете этого знать. Следовательно, функция gets() почти наверное приведет к повреждению памяти (байтов, находящихся за буфером), а повреждение памяти является основным инструментом для хакерских атак. Не считайте, что можете угадать максимальный размер буфера, достаточный на все случаи жизни. Возможно, что “субъект” на другом конце потока ввода — это программа, не соответствующая вашим критериям разумности.
Функция scanf() считывает данные с помощью формата точно так же, как и функция printf(). Как и функция printf(), она может быть очень удобной.
void f()
{
int i;
char c;
double d;
char* s = (char*)malloc(100);
/* считываем данные в переменные, передаваемые как указатели: */
scanf("%i %c %g %s", &i, &c, &d, s);
/* спецификатор %s пропускает первый пробел и прекращает
действие на следующем пробеле */
}
Как и функция printf(), функция scanf() не является безопасной с точки зрения типов. Форматные символы и аргументы (все указатели) должны точно соответствовать друг другу, иначе во время выполнения программы будут происходить странные вещи. Обратите также внимание на то, что считывание данных в строку s с помощью спецификатора %s может привести к переполнению. Никогда не используйте вызовы gets() или scanf("%s")!
Итак, как же безопасно ввести символы? Мы можем использовать вид формата %s, устанавливающий предел количества считываемых символов. Рассмотрим пример.
char buf[20];
scanf("%19s",buf);
Нам требуется участок памяти, заканчивающийся нулем (содержание которого вводится функцией scanf()), поэтому 19 — это максимальное количество символов, которое можно считать в массив buf. Однако этот способ не отвечает на вопрос, что делать, если некто введет больше 19 символов. Лишние символы останутся в потоке ввода и будут обнаружены при следующей попытке ввода.
Проблема с функцией scanf() означает, что часто благоразумно и легче использовать функцию getchar(). Типичный ввод символов с помощью функции getchar() выглядит следующим образом:
while((x=getchar())!=EOF) {
/* ... */
}
Макрос EOF, описанный в библиотеке stdio, означает “конец файла”; см. также раздел 27.4.
Альтернативы функций scanf("%s") и gets() в стандартной библиотеке языка C++ от этих проблем не страдают.
string s;
cin >> s; // считываем слово
getline(cin,s); // считываем строку
27.6.3. Файлы
В языке C (и C++) файлы можно открыть с помощью функции fopen(), а закрыть — с помощью функции fclose(). Эти функции, вместе с представлением дескриптора файлов FILE и макросом EOF (конец файла), описаны в заголовочном файле <stdio.h>.
FILE *fopen(const char* filename, const char* mode);
int fclose(FILE *stream);
По существу, мы используем файлы примерно так:
void f(const char* fn, const char* fn2)
{
FILE* fi = fopen(fn, "r"); /* открываем файл fn для чтения
