Осваиваем C++17 STL. Используйте компоненты стандартной библиотеки в C++17 в полной мере (4000,00 руб.)

Стр.5

Стр.6

Стр.7

Стр.8

Стр.9

Стр.10

УДК 004.4 ББК 32.973.202-018.2 Д22 Д22 Артур О’Двайр Осваиваем C++17 STL / пер. с англ. А. Н. Киселева – М.: ДМК Пресс, 2019. – 352 с.: ил. ISBN 978-5-97060-663-6 Стандарт C++17, которому посвящена книга, удвоил объем библиотеки в сравнении с С++11. Вы узнаете о наиболее важных особенностях стандартной библио теки C++17 со множеством примеров, научитесь создавать свои типы итераторов, диспетчеры памяти, пулы потоков выполнения. Также рассмотрены отличия мономорфизма, полиморфизма и обобщенных алгоритмов. Издание адресовано разработчикам, желающим овладеть новыми особенностями библиотеки C++17 STL и в полной мере использовать ее компоненты. Знакомство с языком C++ является обязательным условием. УДК 004.4 ББК 32.973.202­018.2 Copyright ©Packt Publishing 2018. First published in the English language under the title Mastering the C++17 STL – (9781787126824) Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения владельцев авторских прав. Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но, поскольку вероятность технических ошибок все равно существует, издательство не может гарантировать абсолютную точность и правильность приводимых сведений. В связи с этим издательство не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги. ISBN 978­1­78712­682­4 (англ.) ISBN 978­5­97060­663­6 (рус.) Copyright © 2017 Packt Publishing. © Оформление, перевод на русский язык, издание, ДМК Пресс, 2019

Стр.5

Оглавление Предисловие от разработчиков С++ в России и Беларуси. ...........................................10 Об авторе ..............................................................................................................................11 О научном редакторе ..........................................................................................................11 Предисловие .........................................................................................................................12 Содержание книги ..........................................................................................................................12 Что потребуется для работы с книгой ....................................................................................13 Кому адресована эта книга .........................................................................................................13 Типографские соглашения ..........................................................................................................14 Отзывы и пожелания .....................................................................................................................14 Скачивание исходного кода примеров .................................................................................15 Список опечаток ..............................................................................................................................15 Нарушение авторских прав ........................................................................................................15 Глава 1. Классический полиморфизм и обобщенное программирование ................16 Конкретные мономорфные функции .....................................................................................16 Классические полиморфные функции ...................................................................................17 Обобщенное программирование с шаблонами ................................................................19 Итоги ....................................................................................................................................................22 Глава 2. Итераторы и диапазоны ......................................................................................24 Проблема целочисленных индексов ......................................................................................24 За границами указателей ............................................................................................................25 Константные итераторы ...............................................................................................................28 Пара итераторов определяет диапазон ................................................................................29 Категории итераторов ..................................................................................................................31 Итераторы ввода и вывода ........................................................................................................33 Объединяем все вместе ...............................................................................................................36 Устаревший std::iterator ................................................................................................................39 Итоги ....................................................................................................................................................42 Глава 3. Алгоритмы с парами итераторов ........................................................................44 Замечание о заголовках ..............................................................................................................44 Диапазонные алгоритмы только для чтения .......................................................................44 Манипулирование данными с std::copy .................................................................................51 Вариации на тему: std::move и std::move_iterator .............................................................54 Непростое копирование с std::transform ..............................................................................57 Диапазонные алгоритмы только для записи.......................................................................59

Стр.6

6  Оглавление Алгоритмы, влияющие на жизненный цикл объектов .....................................................60 Наш первый перестановочный алгоритм: std::sort ...........................................................62 Обмен местами, обратное упорядочение и разделение ................................................63 Ротация и перестановка ...............................................................................................................67 Кучи и пирамидальная сортировка .........................................................................................69 Слияние и сортировка слиянием ..............................................................................................71 Поиск и вставка в сортированный массив с std::lower_bound ....................................71 Удаление из сортированного массива с std::remove_if ...................................................73 Итоги ....................................................................................................................................................77 Глава 4. Зоопарк контейнеров ...........................................................................................78 Понятие владения ..........................................................................................................................78 Простейший контейнер: std::array ................................................................................80 Рабочая лошадка: std::vector ..............................................................................................84 Изменение размера std::vector ............................................................................................................85 Вставка и стирание в std::vector ..........................................................................................................89 Ловушки vector ..............................................................................................................................90 Ловушки в конструкторах перемещения без noexcept .............................................................91 Быстрый гибрид: std::deque .................................................................................................93 Особый набор возможностей: std::list ............................................................................94 Какие отличительные особенности имеет std::list? .....................................................................95 Список без удобств std::forward_list ................................................................................97 Абстракции с использованием std::stack и std::queue ......................................98 Удобный адаптер: std::priority_queue ..............................................................................99 Деревья: std::set и std::map ..................................................................................100 Замечание о прозрачных компараторах ...................................................................................... 104 Необычные std::multiset и std::multimap ........................................................105 Перемещение элементов без перемещения ...............................................................................107 Хеши: std::unordered_set и std::unordered_map ............................................109 Фактор загрузки и списки в корзинах ........................................................................................... 111 Откуда берется память? ............................................................................................................112 Итоги .................................................................................................................................................113 Глава 5. Словарные типы ................................................................................................. 114 История std::string .......................................................................................................................114 Маркировка ссылочных типов с reference_wrapper .....................................................116 C++11 и алгебраические типы ................................................................................................ 117 Работа с std::tuple ........................................................................................................................118 Манипулирование значениями кортежа....................................................................................... 120 Замечание об именованных классах ............................................................................................. 121 Выражение альтернатив с помощью std::variant ............................................................122 Чтение вариантов ................................................................................................................................... 123 О make_variant и семантике типа-значения ................................................................................ 125

Стр.7

Оглавление  7 Задержка инициализации с помощью std::optional ...................................................... 127 И снова variant ..............................................................................................................................131 Бесконечное число альтернатив с std::any ........................................................................132 std::any и полиморфные типы ............................................................................................................ 134 Коротко о стирании типа ..........................................................................................................135 std::any и копирование ..........................................................................................................................137 И снова о стирании типов: std::function .............................................................................138 std::function, копирование и размещение в динамической памяти .................................. 140 Итоги .................................................................................................................................................141 Глава 6. Умные указатели ................................................................................................ 142 История появления умных указателей ...............................................................................142 Умные указатели никогда ничего не забывают ...............................................................143 Автоматическое управление памятью с std::unique_ptr .......................................144 Почему в C++ нет ключевого слова finally ....................................................................................147 Настройка обратного вызова удаления ........................................................................................ 148 Управление массивами с помощью std::unique_ptr ....................................................... 149 Подсчет ссылок с std::shared_ptr ....................................................................................150 Не допускайте двойного управления! .......................................................................................... 153 Удерживание обнуляемых дескрипторов с помощью weak_ptr ......................................... 153 Сообщение информации о себе с std::enable_shared_from_this ......................................... 156 Странно рекурсивный шаблон проектирования ....................................................................... 159 Заключительное замечание ............................................................................................................... 160 Обозначение неисключительности с observer_ptr .................................................160 Итоги .................................................................................................................................................162 Глава 7. Конкуренция ........................................................................................................ 163 Проблемы с volatile ....................................................................................................................163 Использование std::atomic для безопасного доступа в многопоточной среде .............................................................................................................166 Атомарное выполнение сложных операций ............................................................................... 168 Большие атомарные типы ................................................................................................................... 170 Поочередное выполнение с std::mutex ..............................................................................171 Правильный порядок «приобретения блокировок» ................................................................ 173 Всегда связывайте мьютекс с управляемыми данными ..............................................176 Специальные типы мьютексов ...............................................................................................180 Повышение статуса блокировки для чтения/записи ............................................................... 183 Понижение статуса блокировки для чтения/записи ................................................................ 183 Ожидание условия ......................................................................................................................184 Обещания о будущем ................................................................................................................. 187 Подготовка заданий для отложенного выполнения .....................................................190 Будущее механизма future ......................................................................................................192 Поговорим о потоках... ..............................................................................................................194 Идентификация отдельных потоков и текущего потока ..............................................196

Стр.8

8  Оглавление Исчерпание потоков и std::async...........................................................................................198 Создание своего пула потоков ...............................................................................................200 Оптимизация производительности пула потоков ..........................................................204 Итоги .................................................................................................................................................206 Глава 8. Диспетчеры памяти ........................................................................................... 208 Диспетчер памяти обслуживает ресурс памяти ..............................................................209 Еще раз об интерфейсах и понятиях ............................................................................................. 210 Определение кучи с помощью memory_resource ..........................................................212 Использование стандартных ресурсов памяти ...............................................................215 Выделение из ресурса пулов ..............................................................................................................217 500-головый стандартный диспетчер памяти .................................................................218 Метаданные, сопровождающие причудливые указатели ...................................................... 222 Прикрепление контейнера к единственному ресурсу памяти .................................. 227 Использование диспетчеров памяти стандартных типов ...........................................229 Настройка ресурса памяти по умолчанию ................................................................................... 230 Создание контейнера с поддержкой выбора диспетчера памяти ..........................231 Передача вниз с scoped_allocator_adaptor ....................................................................... 237 Передача разных диспетчеров памяти ......................................................................................... 240 Итоги .................................................................................................................................................242 Глава 9 Потоки ввода/вывода ....................................................................................... 244 Проблемы ввода/вывода в C++ .............................................................................................244 Буферизация и форматирование ..........................................................................................246 POSIX API ......................................................................................................................................... 247 Стандартный C API .......................................................................................................................250 Буферизация в стандартном C API .................................................................................................. 252 Форматирование с помощью printf и snprintf ............................................................................257 Классическая иерархия потоков ввода/вывода .............................................................260 Потоки данных и манипуляторы ...................................................................................................... 264 Потоки данных и обертки ....................................................................................................................267 Решение проблемы манипуляторов ............................................................................................... 269 Форматирование с ostringstream .................................................................................................... 270 Примечание о региональных настройках .................................................................................... 271 Преобразование чисел в строки ...........................................................................................273 Преобразование строк в числа ..............................................................................................275 Чтение по одной строке или по одному слову ................................................................279 Итоги .................................................................................................................................................281 Глава 10. Регулярные выражения .................................................................................. 282 Что такое регулярное выражение?.......................................................................................283 Замечание об экранировании обратными слешами ............................................................... 284 Воплощение регулярных выражений в объектах std::regex ......................................286 Сопоставление и поиск ............................................................................................................. 287

Стр.9

Оглавление  9 Извлечение совпадений с подвыражениями ............................................................................. 288 Преобразование совпадений в значения данных .................................................................... 292 Итерации по нескольким совпадениям..............................................................................293 Использование регулярных выражений для замены строк ...................................... 297 Грамматика регулярных выражений ECMAScript ...........................................................299 Непоглощающие конструкции .......................................................................................................... 302 Малопонятные особенности и ловушки ECMAScript ....................................................303 Итоги .................................................................................................................................................305 Глава 11. Случайные числа .............................................................................................. 306 Случайные и псевдослучайные числа .................................................................................306 Проблема функции rand() ........................................................................................................308 Решение проблем с ...............................................................................................310 Генераторы .....................................................................................................................................310 Истинно случайные биты и std::random_device ......................................................................... 311 Псевдослучайные биты с std::mt19937 ......................................................................................... 311 Фильтрация вывода генераторов с помощью адаптеров ...................................................... 313 Распределения ..............................................................................................................................316 Имитация броска игровой кости с uniform_int_distribution ................................................. 316 Генерирование выборок с normal_distribution .......................................................................... 318 Взвешенный выбор с discrete_distribution .................................................................................. 319 Перемешивание карт с std::shuffle .................................................................................................. 320 Итоги .................................................................................................................................................321 Глава 12. Файловая система ............................................................................................ 323 Примечание о пространствах имен .....................................................................................323 Очень длинное примечание об уведомлениях об ошибках ......................................325 Использование ..........................................................................................................327 Коды ошибок и условия ошибок ...................................................................................................... 331 Возбуждение ошибок с std::system_error ..................................................................................... 334 Файловые системы и пути .......................................................................................................336 Представление путей в C++ ................................................................................................................ 338 Операции с путями ................................................................................................................................ 340 Получение информации о файлах с directory_entry .....................................................342 Обход каталогов с directory_iterator ....................................................................................343 Рекурсивный обход каталогов .......................................................................................................... 343 Изменение файловой системы ..............................................................................................344 Получение информации о диске ..........................................................................................345 Итоги .................................................................................................................................................346 Предметный указатель .....................................................................................................347

Стр.10