Быстрый поиск

Реферат: Лекции по C++

Общий вид (синтаксис) объявления дружественной функции следующий:

class className

{

public:

className();

// другие конструкторы

friend returnType friendFunction(<список параметров>);

};

Пример 9:

class String

{

protected:

char *str;

int len;

public:

String();

~String();

// другие функции-элементы

friend String& append(String &str1, String &str2);

friend String& append(const char* str1, String &str2);

friend String& append(String &str1, const char* str2);

};

Дружественные функции могут решать задачи, которые при помощи

функций-элементов решаются с трудом, неуклюже или не могут быть решены вообще.

Рассмотрим простой пример использования дружественных функций.

Текст программы FRIEND.CPP представлен в листинге 8.5. Программа следит за памятью, отведенной для хранения массива символов. Эта программа - первый шаг к созданию класса string.

Операции и дружественные операции

Последняя программа использовала функции-элементы и дружественную функцию, которые реализовали действия, выполняемые в стандартных типах с помощью операций вроде = и +. Подход типичен для языков C и Pascal, потому что эти языки не поддерживают определяемые пользователем операции. В отличии от них C++ позволяет вам объявлять операции и дружественные операции. Эти операции включают в себя: +, -, *, /, %, ==, !=, <=, <, >=, >, +=, -=, *=, /=, %=, [], (), << и >>. Обратитесь к описанию языка C++, где обсуждаются детали определения этих операций. С++ трактует операции и дружественные операции как специальный тип функций-элементов и дружественных функций.

Общий синтаксис для объявления операций и дружественных операций:

class className

{

public:

// конструкторы и деструктор

// функции-элементы

// унарная операция

returnType operator operatorSymbol();

// бинарная операция

returnType operator operatorSymbol(operand);

// унарная дружественная операция

friend returnType operator operatorSymbol(operand);

// бинарная дружественная операция

friend returnType operator operatorSymbol(firstOperand, secondOperand);

};

Пример 10:

class String

{

protected:

char *str;

int num;

public:

String();

~String();

// другие функции-элементы

// операция присваивания

String& operator =(String& s);

String& operator +=(String& s);

// операции конкатенации

friend String& operator +(String& s1, String& s2);

friend String& operator +(const char* s1, String& s2);

friend String& operator +(String& s1, const char* s2);

// операции отношения

friend int operator >(String& s1, String& s2);

friend int operator =>(String& s1, String& s2);

friend int operator <(String& sl, String& s2);

friend int operator <=(String& sl, String& s2);

friend int operator ==(String& s1, String& s2);

friend int operator !=(String& sl, String& s2);

};

Код, который вы пишете, будет использовать операции и дружественные операции точно так же, как и предопределенные операции. Следовательно, вы можете создавать операции, чтобы поддерживать действия над классами, моделирующими, например, комплексные числа, строки, векторы и матрицы.

Эти операции дают возможность вам записывать выражения в более привычной форме, чем использование вызовов функций.

ИСХОДНЫЕ ТЕКСТЫ ПРИМЕРОВ

(Листинг 8.1. исходный текст программы RECT.CPP

// Программа C++, иллюстрирующая использование класса.

// Программа моделирует прямоугольник.)

// Листинг 8.2. Исходный текст программы ARRAY.CPP

// Программа демонстрируюет использование конструкторов и деструкторов:

// - создает динамический массив (объект),

// - присваивает значения элементам динамического массива,

// - выводит значения элементов динамического массива,

// - удаляет динамический массив.

// Листинг 8.3. Исходный текст программы CIRCLE.CPP

// Простой пример иерархии классов.

// Листинг 8.4. Исходный текст программы VIRTUAL.CPP

// Программа демонстрирует использование виртуальных функций

// для моделирования квадратов и прямоугольников и вывода их

// размеров и площади

ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

Что случится, если я объявлю конструктор по умолчанию, конструктор копии и другие конструкторы в защищенной области?

Программы, использующие ваш класс, не смогут создавать объекты этого класса. Однако они смогут объявлять классы-потомки с открытыми конструкторами.

Могу я задать цепочку вызовов функций-элементов ?

Да, можете, только если указанные в цепочке функции-элементы возвращают ссылку на тот же самый класс. Например, если в классе String объявлены следующие функции-элементы:

String& upperCase();

String& reverse();

Stringa mapChar(char find, char replace);

вы можете написать следующий оператор обработки объекта класса

String:

s.upperCase().reverse().mapChar(' ', '+');

Что может случиться, если класс полагается на конструктор копии, созданный компилятором, и при этом класс использует указатели в качестве элементов-данных?

Эти конструкторы выполняют побитовую копию объекта. Следовательно, соответствующие элементы-указатели в обоих объектах будут ссылаться на те же самые динамические данные. Этот способ создания копии объекта - верный путь к различным неприятностям.

Могу ли я создавать массив объектов?

Да, можете. Однако соответствующий класс должен иметь заданный по умолчанию конструктор. При создании массива используется ранее упомянутый конструктор.

Могу ли я использовать указатель при создании объекта класса?

Да, можете, но в этом случае вы должны использовать операции new и delete, чтобы распределять и освобождать память для данного объекта.

Вот пример, использующий класс Complex. Не забудьте, что для обращения к элементам классов или структур используется операция ->, если вы ссылаетесь на них при помощи указателей.

Complex *pC;

pC = new Complex;

// операции с объектом, к которому обращаются по указателю pC

delete pC;

или

Complex *pC = new Complex;

// операции с объектом, к которому обращаются по указателю pC

delete pC;

Контрольные вопросы

1. Найдите ошибку в следующем объявлении класса:

class String {

char *str;

unsigned len;

String ();

String(const String& s);

String(unsigned size, char = ' ');

String(unsigned size);

String& assign(String& s);

~String();

unsigned getLen() const;

char* getString();

// другие функции-элементы

};

2. Найдите ошибку в следующем объявлении класса:

class String {

protected:

char *str;

unsigned len;

public:

String();

String(const char* s);

String(const String& s);

String(unsigned size, char = ' ');

String(unsigned size);

~String();

// другие функции-элементы

3. Верно или нет? Следующий оператор, который создает объект s класса String, объявленного ранее, является правильным:

s = String("Hello Borland C++");

4. Если в программе OPERATOR.CPP вы следующим образом измените объявления объектов, будет ли программа компилироваться без ошибок?

String s1 = String("Kevin");

String s2 = String(" Нау");

String s3 = s1;

ФАЙЛОВЫЕ ОПЕРАЦИИ ВВОДА/ВЫВОДА

Сегодняшний урок посвящен файловым операциям ввода/вывода с использованием библиотеки управления потоками C++. У вас есть две возможности: либо использовать функции файлового ввода/вывода, описанные в заголовочном файле STDIO.H, либо функции stream-библиотеки C++. Каждая из этих библиотек имеет множество мощных и удобных функций. Сегодня будут представлены основные операторы, которые позволят вам читать и записывать данные в файл. Вы изучите следующие темы:

Стандартные функции потоков ввода/вывода

- Последовательный ввод/вывод потока с текстовой информацией

- Последовательный ввод/вывод двоичных данных

- Прямой доступ к потоку двоичных данных

Stream-библиотека C++

Stream-библиотека (известная также как библиотека iostream) выполнена в виде иерархии классов, которые описаны в нескольких заголовочных файлах. Файл IOSTREAM.H, используемый до сих пор, - это только один из них. Другой, который будет интересен в этой главе, - FSTREAM.H. Файл IOSTREAM.H поддерживает основные классы для ввода/вывода потока. Файл FSTREAM.H содержит определения для основных классов файлового ввода/вывода.

Существуют дополнительные файлы библиотеки ввода/вывода, в которых имеются более специализированные функции ввода/вывода.

ОБЩИЕ ФУНКЦИИ ПОТОКОВОГО ВВОДА/ВЫВОДА

В этом разделе представлены функции-элементы ввода/вывода, являющиеся общими как для последовательного, так и для прямого доступа. Эти функции включают open, close, good и fail в дополнение к операции !. Функция open открывает файловый поток для ввода, вывода, добавления, а также для ввода и вывода. Эта функция позволяет указывать тип данных, с которыми вы собираетесь работать: двоичные или текстовые.

При работе с файловым вводом/выводом очень важно знать различие между текстовым и двоичным режимами. Текстовый режим предназначен для текстовых файлов, в которых имеются строки обычного текста. Двоичный режим используется для любых других и особенно для файлов, которые сохраняются в форматах, неудобных для чтения человеком.

Существуют некоторые особые тонкости, связанные с файлами текстового режима, на которые следует обратить особое внимание и запомнить. Первая из них - символ EOF (26 в коде ASCII или Ctrl+Z) - представляет собой метку (символ) конца файла. В текстовом режиме, где встречается символ EOF, система C++ низкого уровня автоматически продвигается к концу файла; вы ничего не можете прочитать после специального символа. Это может вызвать проблемы, если такой специальный символ окажется в середине файла.

Другая особенность текстового режима заключается в том, как интерпретируются строки текстового файла. Каждая строка заканчивается последовательностью конца строки (EOL). На компьютерах PC и совместимых с ними EOL-последовательность представлена двумя символами кода ASCII: CR (13 в коде ASCII или Ctrl+M) и LF (10 в коде ASCII или Ctrl+J). Эта CRLF-последовательность используется функциями чтения и записи текстовой строки, которые автоматически, вставляют ее в файл или удаляют из него. Заметьте, что на большинстве других, систем (UNIX и Macintosh) EOF просто является символом LF.

Функция-компонент open

Прототип функции open

void open (const char* filename, int mode, int m = filebuf::openprot);

Параметр filename задает имя открываемого файла. Параметр mode указывает режим ввода/вывода. Далее следует список аргументов для mode, описанных в заголовочном файле FSTREAM.H:

- in открыть поток для ввода,

- out открыть поток для вывода,

- ate установить указатель потока на конец файла,

- app открыть поток для добавления,

- trunk удалить содержимое файла, если он уже существует (bc++5),

- nocreate инициировать ошибку, если уже не существует,

- noreplace инициировать ошибку, если файл уже существует,

- binary открыть в двоичном режиме.

Пример 1.

// открыть поток для ввода

fstream f;

f.open("simple.txt", ios::in);

// открыть поток для вывода fstream f;

fstream f;

f.open ("simple.txt", ios::out);

// открыть поток ввода/вывода для двоичных данных fstream f;

fstream f;

f.open("simple.txt", ios::in | ios::out | ios::binary);

Внимание: Классы файловых потоков предусматривают конструкторы, которые выполняют действия (и имеют такие же параметры) функции-компонента open.

Функция close закрывает поток и освобождает использовавшиеся ресурсы. Эти ресурсы включают буфер памяти для операции потокового ввода/вывода.

Функция-компонент close

Прототип для функции close:

void close();

Пример 2.

fstream f;

// открыть поток

f.open ( "simple.txt", ios:: in);

// работа с файлом

// закрыть поток

f.close ();

Stream-библиотека C++ включает в себя набор основных функций, которые контролируют состояние ошибки потоковой операции. Эти функции включают следующие:

1. Функция good() возвращает ненулевое значение, если при выполнении потоковой операции не возникает ошибки. Объявление функции good: int good();

2. Функция fail() возвращает ненулевое значение, если при выполнении потоковой операции возникает ошибка. Объявление функции fail: int fail();

3. Перегруженная операция ! применяется к экземпляру потока для определения состояния ошибки.

Stream-библиотека C++ предоставляет дополнительные функции для установки и опроса других аспектов и типов ошибок потока.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ТЕКСТОВЫЙ ПОТОК ВВОДА/ВЫВОДА

Функции и операции последовательного текстового ввода/вывода являются довольно простыми. Вы уже имели дело со многими из них в предыдущих уроках. Эти функции и операции включают:

- Операция извлечения из потока << записывает строки или символы в поток.

- Операция помещения в поток >> читает символы потока.

- Функция getline читает строку из потока.

Функция-элемент getline

Прототипы функции-элемента getline:

istream& getline (char* buffer, int size, char delimiter = '\n');

istream& getline (signed char* buffer, int size, char delimiter = '\n');

istream& getline (unsigned char* buffer, int size, char delimiter = '\n');

Параметр buffer - это указатель на строку, принимающую символы из потока. Параметр size задает максимальное число символов для чтения. Параметр delimiter указывает разделяющий символ, который вызывает прекращение ввода строки до того, как будет введено количество символов, указанное в параметре size. По умолчанию параметру delimiter присваивается значение '\n'.

Пример 3.

fstream f;

char textLine[MAX];

f.open("sample.txt", ios::in);

while (!f.eof()) {

f.getline(textLine, MAX);

cout << textLine << endl;

}

f.close();

Рассмотрим пример. В листинге 10.1 приведен исходный код программы TRIM.CPP. Программа выполняет следующие задачи:

- Выдает запрос на ввод имени входного текстового файла.

- Выдает запрос на ввод имени выходного текстового файла. (Программа проверяет имена этих файлов на совпадение, и в случае положительного результата повторяет запрос на ввод имени выходного файла).

- Читает строки из входного файла и удаляет из них <висящие> пробелы.

- Записывает эти строки в выходной файл и также в стандартное окно вывода.