Język C++. Owoce programowania Radlin

C++ powstał w 1979 roku. Od tej pory cały czas się rozwija. Mimo że wymaga od programisty pewnej dyscypliny i staranności w pracy, jest chętnie wykorzystywany, daje bowiem ogromne możliwości i cechuje się elastycznością. W języku tym zaimplementowano mechanizmy programowania obiektowego. Opanowanie C++ nie tylko pozwala programistom tworzyć aplikacje dla praktycznie wszystkich platform, komputerów, serwerów i urządzeń mobilnych, ale również ułatwia naukę innych języków programowania. Aby w pełni skorzystać z tych zalet, trzeba od początku przykładać się do nauki pisania kodu z poszanowaniem dobrych praktyk. To kolejne wydanie lubianego podręcznika programowania w języku C++; książka przeznaczona dla osób, które dopiero rozpoczynają naukę kodowania, i tych, które mają już doświadczenie z innymi językami. Znalazło się tu przystępne wyjaśnienie podstaw działania komputera oraz wprowadzenie do samego języka, a także mnóstwo pożytecznych wskazówek dla początkujących. Bardziej zaawansowani programiści docenią szczegółowe opisy niuansów, zawiłości i źródeł możliwych problemów. Książka jest napisana prostym, zrozumiałym językiem i zawiera wiele świetnie dobranych przykładów ilustrujących nie tylko funkcje i konstrukcje języka C++, ale również przypadki i sposoby ich użycia. Najważniejsze zagadnienia: przystępne wprowadzenie do C++ funkcje i klasy, tablice i wektory wyrażenia lambda, wskaźniki i przeciążanie operatorów dziedziczenie i polimorfizm stosy, kolejki i rekurencja - drzewa binarne: tworzenie i operacje na drzewach Idź i programuj w C++! Spis treści: Przedmowa 15 Rozdział 1. Wprowadzenie do komputerów i programowania 29 1.1. Dlaczego tworzymy oprogramowanie? 29 1.2. Systemy komputerowe: sprzęt i oprogramowanie 31 1.3. Programy i języki programowania 37 1.4. Z czego składa się program? 43 1.5. Przyjmowanie danych, ich przetwarzanie i wynik 47 1.6. Proces programowania 48 1.7. Programowanie proceduralne i obiektowe 52 Pytania i ćwiczenia kontrolne 54 Rozdział 2. Wprowadzenie do języka C++ 57 2.1. Elementy programu w języku C++ 57 2.2. Obiekt cout 61 2.3. Dyrektywa #include 66 2.4. Zmienne, literały i wyrażenia przypisania 67 2.5. Identyfikatory 71 2.6. Typy danych liczb całkowitych 73 2.7. Typ char 78 2.8. Klasa string w C++ 82 2.9. Typy danych liczb zmiennoprzecinkowych 84 2.10. Typ danych bool 87 2.11. Określanie rozmiaru typu danych 88 2.12. Więcej o inicjowaniu zmiennych i przypisywaniu wartości 90 2.13. Zasięg zmiennych 92 2.14. Operatory arytmetyczne 93 2.15. Komentarze 100 2.16. Stałe nazwane 102 2.17. Styl programowania 105 Pytania i ćwiczenia kontrolne 107 Wyzwania programistyczne 111 Rozdział 3. Wyrażenia i interaktywność 115 3.1. Obiekt cin 115 3.2. Wyrażenia matematyczne 121 3.3. Gdy pomylisz jabłka z pomarańczami: konwersja typów 129 3.4. Przepełnienie i zaniżenie 132 3.5. Rzutowanie typów 133 3.6. Wielokrotne przypisania i przypisania łączone 136 3.7. Formatowanie wyjścia 140 3.8. Operacje na znakach i obiekcie string 149 3.9. Więcej matematycznych funkcji bibliotecznych 155 3.10. Rzecz o debugowaniu: ręczne śledzenie programu 161 3.11. Rozwiązywanie problemu: analiza przypadku 162 Pytania i ćwiczenia kontrolne 166 Wyzwania programistyczne 172 Rozdział 4. Podejmowanie decyzji 181 4.1. Operatory relacji 181 4.2. Instrukcja if 186 4.3. Rozszerzanie instrukcji if 194 4.4. Instrukcja if/else 197 4.5. Zagnieżdżone struktury warunkowe 200 4.6. Instrukcja if/else if 207 4.7. Flagi 212 4.8. Operatory logiczne 213 4.9. Sprawdzanie przedziału liczbowego za pomocą operatorów logicznych 220 4.10. Menu 222 4.11. Rzecz o inżynierii oprogramowania: walidacja wejścia użytkownika 224 4.12. Porównywanie typów char i string 226 4.13. Operator warunkowy 230 4.14. Instrukcja switch 233 4.15. Więcej o blokach i zasięgu zmiennych 241 Pytania i ćwiczenia kontrolne 244 Wyzwania programistyczne 250 Rozdział 5. Pętle i pliki 261 5.1. Operatory inkrementacji i dekrementacji 261 5.2. Wprowadzenie do pętli: pętla while 266 5.3. Walidacja wejścia za pomocą pętli while 273 5.4. Liczniki 275 5.5. Pętla do-while 276 5.6. Pętla for 281 5.7. Obliczanie sumy bieżącej 291 5.8. Wartownik 293 5.9. Rzecz o inżynierii oprogramowania: której pętli użyć? 295 5.10. Pętle zagnieżdżone 296 5.11. Zastosowanie plików do przechowywania danych 298 5.12. Temat dodatkowy: przerywanie i kontynuowanie pętli 318 Pytania i ćwiczenia kontrolne 322 Wyzwania programistyczne 327 Rozdział 6. Funkcje 335 6.1. Rzecz o inżynierii oprogramowania: programowanie modułowe 335 6.2. Definicja i wywoływanie funkcji 336 6.3. Prototypy funkcji 344 6.4. Przekazywanie danych do funkcji 346 6.5. Przekazywanie danych przez wartość 350 6.6. Rzecz o inżynierii oprogramowania: zastosowanie funkcji w programie sterowanym przez menu 352 6.7. Instrukcja return 356 6.8. Zwracanie wartości z funkcji 357 6.9. Zwracanie wartości boolowskiej 365 6.10. Zmienne lokalne i globalne 367 6.11. Statyczne zmienne lokalne 374 6.12. Argumenty domyślne 378 6.13. Zastosowanie wskaźników jako parametrów 381 6.14. Przeciążanie funkcji 386 6.15. Funkcja exit() 390 6.16. Funkcje wirtualne i sterowniki 392 Pytania i ćwiczenia kontrolne 394 Wyzwania programistyczne 398 Projekt grupowy 406 Rozdział 7. Tablice i wektory 409 7.1. Tablica jako zbiór wartości 409 7.2. Dostęp do elementów tablicy 411 7.3. Brak kontroli zakresów w języku C++ 422 7.4. Zakresowa pętla for 425 7.5. Przetwarzanie zawartości tablicy 429 7.6. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: tablice równoległe 437 7.7. Tablice w argumentach funkcji 440 7.8. Tablice dwuwymiarowe 450 7.9. Tablice o trzech i większej liczbie wymiarów 457 7.10. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: analiza przypadku 459 7.11. Wprowadzenie do typu STL vector 461 Pytania i ćwiczenia kontrolne 474 Wyzwania programistyczne 480 Rozdział 8. Przeszukiwanie i sortowanie tablic 489 8.1. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: wprowadzenie do algorytmów wyszukiwania danych 489 8.2. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: analiza przypadku 496 8.3. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: wprowadzenie do algorytmów sortowania 502 8.4. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: analiza przypadku 512 8.5. Sortowanie i przeszukiwanie wektorów (kontynuacja podrozdziału 7.11) 520 Pytania i ćwiczenia kontrolne 523 Wyzwania programistyczne 524 Rozdział 9. Wskaźniki 529 9.1. Uzyskiwanie adresu zmiennej 529 9.2. Zmienne wskaźnikowe 531 9.3. Relacja pomiędzy tablicą a wskaźnikiem 538 9.4. Działania na wskaźnikach 542 9.5. Inicjowanie wskaźników 543 9.6. Porównywanie wskaźników 545 9.7. Wskaźniki jako argumenty funkcji 546 9.8. Dynamiczne przydzielanie pamięci 554 9.9. Wskaźniki jako wyniki funkcji 558 9.10. Inteligentne wskaźniki i zapobieganie wyciekom pamięci 565 9.11. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: analiza przypadku 569 Pytania i ćwiczenia kontrolne 574 Wyzwania programistyczne 578 Rozdział 10. O znakach, C-ciągach i więcej o klasie string 581 10.1. Sprawdzanie znaków 581 10.2. Zmiana wielkości liter 585 10.3. C-ciągi 588 10.4. Standardowe funkcje przetwarzające C-ciągi 592 10.5. Funkcje konwertujące ciągi i liczby 602 10.6. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: tworzenie własnych funkcji przetwarzających C-ciągi 609 10.7. Więcej o klasie string 614 10.8. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: analiza przypadku 627 Pytania i ćwiczenia kontrolne 628 Wyzwania programistyczne 631 Rozdział 11. Dane strukturalne 637 11.1. Typy abstrakcyjne 637 11.2. Struktury 639 11.3. Dostęp do składników struktury 642 11.4. Inicjowanie struktury 645 11.5. Tablice struktur 648 11.6. Inżynieria oprogramowania: struktury zagnieżdżone 651 11.7. Struktury jako argumenty funkcji 654 11.8. Struktury jako wyniki funkcji 657 11.9. Wskaźniki do struktur 659 11.10. Inżynieria oprogramowania: kiedy stosować kropkę, strzałkę i gwiazdkę? 662 11.11. Typy wyliczeniowe 664 Pytania i ćwiczenia kontrolne 675 Wyzwania programistyczne 680 Rozdział 12. Zaawansowane operacje na plikach 687 12.1. Operacje na plikach 687 12.2. Formatowanie danych wyjściowych 693 12.3. Umieszczanie obiektów plikowych w argumentach funkcji 695 12.4. Dokładniejsze sprawdzanie błędów 697 12.5. Funkcje do odczytywania i zapisywania danych 700 12.6. Inżynieria oprogramowania: praca z wieloma plikami 707 12.7. Pliki binarne 709 12.8. Tworzenie rekordów danych za pomocą struktur 714 12.9. Swobodny dostęp do plików 718 12.10. Otwieranie pliku w trybach wejściowym i wyjściowym jednocześnie 725 Pytania i ćwiczenia kontrolne 730 Wyzwania programistyczne 734 Rozdział 13. Wprowadzenie do klas 739 13.1. Programowanie proceduralne i obiektowe 739 13.2. Wprowadzenie do klas 746 13.3. Definiowanie instancji klasy 751 13.4. Po co są prywatne elementy? 763 13.5. Inżynieria oprogramowania: rozdzielenie specyfikacji i implementacji klasy 764 13.6. Metody śródwierszowe 770 13.7. Konstruktory 772 13.8. Umieszczanie wartości w argumentach konstruktorów 778 13.9. Destruktory 784 13.10. Przeciążanie konstruktora 788 13.11. Metody prywatne 793 13.12. Tablice obiektów 794 13.13. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: przykład programowania obiektowego 798 13.14. Programowanie obiektowe: symulowanie rzutów kostką za pomocą obiektów 805 13.15. Projektowanie kodu obiektowego: język UML 808 13.16. Projektowanie kodu obiektowego: dobór klas i określanie ich przeznaczenia 811 Pytania i ćwiczenia kontrolne 820 Wyzwania programistyczne 825 Rozdział 14. Więcej o klasach 837 14.1. Instancje klasy i statyczne elementy członkowskie 837 14.2. Klasy zaprzyjaźnione 844 14.3. Przypisanie obiektowe 849 14.4. Konstruktor kopiujący 850 14.5. Przeciążanie operatorów 856 14.6. Konwersja typów 882 14.7. Agregacja obiektów 884 14.8. Projektowanie kodu obiektowego: współpraca klas 889 14.9. Programowanie obiektowe: symulacja gry Cho-Han 893 14.10. Referencje do r-wartości i przenoszenie danych 903 Pytania i ćwiczenia kontrolne 912 Wyzwania programistyczne 917 Rozdział 15. Dziedziczenie klas, polimorfizm i funkcje wirtualne 925 15.1. Co to jest dziedziczenie klas? 925 15.2. Chronione elementy członkowskie i dostęp do klasy 933 15.3. Konstruktory i destruktory w klasach bazowych i pochodnych 940 15.4. Redefiniowanie funkcji klasy bazowej 952 15.5. Hierarchia klas 956 15.6. Polimorfizm i metody wirtualne 962 15.7. Abstrakcyjne klasy bazowe i funkcje czysto wirtualne 977 15.8. Wielodziedziczenie klas 984 Pytania i ćwiczenia kontrolne 990 Wyzwania programistyczne 995 Rozdział 16. Wyjątki i szablony 1003 16.1. Wyjątki 1003 16.2. Szablony funkcji 1021 16.3. Inżynieria oprogramowania: od czego zacząć definiowanie szablonów funkcji? 1027 16.4. Szablony klas 1027 Pytania i ćwiczenia kontrolne 1036 Wyzwania programistyczne 1039 Rozdział 17. Biblioteka STL 1041 17.1. Wprowadzenie do biblioteki STL 1041 17.2. Podstawowe informacje o kontenerach i iteratorach STL 1042 17.3. Klasa vector 1053 17.4. Klasy map, multimap i unordered_map 1066 17.5. Klasy set, multiset i unordered_set 1091 17.6. Algorytmy 1099 17.7. Wprowadzenie do obiektów funkcyjnych i wyrażeń lambda 1120 Pytania i ćwiczenia kontrolne 1126 Wyzwania programistyczne 1131 Rozdział 18.Listy łączone 1137 18.1. Wprowadzenie do list łączonych 1137 18.2. Operacje na listach łączonych 1139 18.3. Szablon listy łączonej 1155 18.4. Odmiany listy łączonej 1166 18.5. Standardowe kontenery list i forward_list 1166 Pytania i ćwiczenia kontrolne 1172 Wyzwania programistyczne 1174 Rozdział 19. Stosy i kolejki 1177 19.1. Wprowadzenie do stosów 1177 19.2. Stosy dynamiczne 1193 19.3. Kontener stack 1203 19.4. Wprowadzenie do kolejek 1205 19.5. Kolejki dynamiczne 1216 19.6. Kontenery deque i queue 1223 Pytania i ćwiczenia kontrolne 1226 Wyzwania programistyczne 1228 Rozdział 20. Rekurencja 1231 20.1. Wprowadzenie do rekurencji 1231 20.2. Rozwiązywanie problemów za pomocą rekurencji 1235 20.3. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: rekurencyjna funkcja gcd() 1242 20.4. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: zadania rekurencyjne 1243 20.5. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: rekurencyjne operacje na listach łączonych 1245 20.6. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: rekurencyjna funkcja wyszukiwania binarnego 1248 20.7. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: Wieże Hanoi 1250 20.8. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: algorytm sortowania szybkiego 1254 20.9. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: algorytm wyszukiwania wyczerpującego 1258 20.10. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: rekurencja a iteracja 1260 Pytania i ćwiczenia kontrolne 1261 Wyzwania programistyczne 1263 Rozdział 21. Drzewa binarne 1265 21.1. Definicja i zastosowanie drzew binarnych 1265 21.2. Operacje przeszukiwania drzewa binarnego 1269 21.3. Szablon klasy do obsługi drzewa binarnego 1285 Pytania i ćwiczenia kontrolne 1290 Wyzwania programistyczne 1291 Dodatek A. Zestaw znaków ASCII 1295 Dodatek B. Hierarchia operatorów 1299 Dodatek C. Odpowiedzi do punktów kontrolnych 1307 Dodatek D. Odpowiedzi do pytań i ćwiczeń kontrolnych 1343 Skorowidz 1397 O autorze: Tony Gaddis od ponad dwudziestu lat prowadzi kursy informatyczne, głównie w Haywood Community College. Jego talent dydaktyczny był niejednokrotnie doceniany i nagradzany. Gaddis otrzymał między innymi tytuł Nauczyciela Roku na North Carolina Community College oraz nagrodę Teaching Excellence przyznaną przez National Institute for Staff and Organizational Development. Jest autorem i współautorem bardzo cenionych książek dotyczących nauki języków C++, Java, Microsoft