C++17 STL. Receptury - ebook

C++ pozwala zarówno na tworzenie interfejsów wysokiego poziomu, jak i na pisanie kodu działającego na niskim poziomie. Sprawdza się, gdy trzeba zapewnić wysoką wydajność i niskie obciążenie. Język ten jest konsekwentnie rozwijany: kolejne jego specyfikacje, C++14 i C++17, przyniosły wiele znakomitych udoskonaleń. Aby w pełni wykorzystać ten potencjał, należy korzystać z C++ łącznie z biblioteką STL. Jest to standardowa biblioteka języka, dzięki której C++ jest idealny do implementowania oprogramowania o wysokiej jakości i dużej wydajności. Zalety C++ sprawiają, że jest wykorzystywany niemal w każdej dziedzinie. Niestety, wielu programistów nie używa STL.

Dzięki tej książce poznasz użyteczność biblioteki standardowej (STL) w C++17 w praktyce, co pozwoli Ci na tworzenie efektywniejszego i w pełni przenośnego kodu źródłowego. Najpierw poznasz nowe funkcje języka, co pozwoli Ci na zrozumienie reguł rządzących C++, oraz funkcje biblioteki standardowej i sposób jej działania. Podczas pracy nad praktycznymi i łatwymi do wykorzystania recepturami poznasz podstawowe koncepcje STL, takie jak kontener, algorytm, klasa narzędziowa, wyrażenie lambda, iterator i wiele innych. Dowiesz się, jak działają najnowsze funkcje wprowadzone w standardzie C++17. Dzięki temu zaoszczędzisz czas i wysiłek podczas programowania, a Twój kod stanie się prostszy i zdecydowanie bardziej elegancki.

W książce między innymi:

• Nowości w standardzie C++ 17
• Kontenery STL i koncepcja iteratorów
• Wyrażenia lambda i zaawansowane algorytmy biblioteki STL
• Ciągi tekstowe, strumienie wejścia-wyjścia i wyrażenia regularne
• Programowanie równoległe i współbieżność

C++17 i STL. Elegancka klasyka i potężne możliwości.

O autorze (13)

O redaktorze merytorycznym (14)

Wprowadzenie (15)

Rozdział 1. Nowe funkcje w C++17 (21)

• Wprowadzenie (21)
• Użycie strukturalnych wiązań do rozpakowania wartości zwrotnej (22)
  
  • Jak to zrobić? (22)
  • Jak to działa? (24)
  • Co dalej? (24)
• Ograniczanie zasięgu zmiennej do konstrukcji if i switch (26)
  
  • Jak to zrobić? (26)
  • Jak to działa? (27)
  • Co dalej? (28)
• Zalety stosowania nowych reguł inicjalizacji z użyciem składni opartej na nawiasach (29)
  
  • Jak to zrobić? (29)
  • Jak to działa? (30)
• Umożliwienie konstruktorowi automatycznego określenia typu klasy szablonu (31)
  
  • Jak to zrobić? (31)
  • Jak to działa? (31)
  • Co dalej? (32)
• Użycie wyrażenia constexpr-if do uproszczenia decyzji podejmowanych podczas kompilacji (33)
  
  • Jak to zrobić? (34)
  • Jak to działa? (35)
  • Co dalej? (36)
• Włączenie bibliotek w postaci samych nagłówków z użyciem osadzonych zmiennych (37)
  
  • Jak to zrobić? (37)
  • Jak to działa? (38)
  • Co dalej? (39)
• Implementowanie za pomocą wyrażeń fold przydatnych funkcji pomocniczych (40)
  
  • Jak to zrobić? (40)
  • Jak to działa? (41)
  • Co dalej? (41)

Rozdział 2. Kontenery STL (47)

• Wprowadzenie (48)
  
  • Magazyn danych znajdujących się obok siebie (48)
  • Magazyn danych w postaci listy (49)
  • Drzewo wyszukiwania (49)
  • Tabela wartości hash (50)
  • Adapter kontenera (50)
• Użycie stylu usuń - wymaż w kontenerze std::vector (50)
  
  • Jak to zrobić? (51)
  • Jak to działa? (52)
  • Co dalej? (54)
• Usuwanie w czasie O(1) elementów z nieposortowanego kontenera std::vector (54)
  
  • Jak to zrobić? (55)
  • Jak to działa? (57)
• Uzyskanie bezpiecznego dostępu do egzemplarzy std::vector (58)
  
  • Jak to zrobić? (58)
  • Jak to działa? (59)
  • Co dalej? (60)
• Sortowanie egzemplarzy std::vector (60)
  
  • Jak to zrobić? (60)
  • Jak to działa? (62)
  • Co dalej? (62)
• Efektywne i warunkowe wstawianie elementów do kontenera std::map (63)
  
  • Jak to zrobić? (63)
  • Jak to działa? (65)
  • Co dalej? (66)
• Stosowanie nowej semantyki podpowiedzi podczas wstawiania elementów za pomocą std::map::insert (66)
  
  • Jak to zrobić? (66)
  • Jak to działa? (68)
  • Co dalej? (68)
• Efektywne modyfikowanie kluczy elementów std::map (69)
  
  • Jak to zrobić? (70)
  • Jak to działa? (72)
  • Co dalej? (72)
• Użycie kontenera std::unordered_map z niestandardowymi typami danych (73)
  
  • Jak to zrobić? (73)
  • Jak to działa? (75)
• Filtrowanie duplikatów w danych wejściowych użytkownika iwyświetlanie ich w kolejności alfabetycznej za pomocą kontenerastd::set (76)
  
  • Jak to zrobić? (76)
  • Jak to działa? (77)
• Implementowanie za pomocą kontenera std::stack prostego kalkulatora RPN (79)
  
  • Jak to zrobić? (80)
  • Jak to działa? (82)
  • Co dalej? (84)
• Implementowanie za pomocą kontenera std::map licznika częstotliwości występowania słów (85)
  
  • Jak to zrobić? (85)
  • Jak to działa? (87)
• Implementowanie za pomocą kontenera std::set narzędziapomocniczego przeznaczonego do wyszukiwania bardzo długich zdań wtekście (88)
  
  • Jak to zrobić? (89)
  • Jak to działa? (91)
  • Co dalej? (92)
• Implementowanie za pomocą kontenera std::priority_queue listy rzeczy do zrobienia (93)
  
  • Jak to zrobić? (93)
  • Jak to działa? (95)

Rozdział 3. Iteratory (97)

• Wprowadzenie (97)
  
  • Kategorie iteratorów (99)
• Tworzenie własnego zakresu, który można iterować (101)
  
  • Jak to zrobić? (101)
  • Jak to działa? (103)
• Tworzenie własnych iteratorów zgodnych z kategoriami iteratora STL (104)
  
  • Jak to zrobić? (104)
  • Jak to działa? (106)
  • Co dalej? (107)
• Użycie adapterów iteratora do wypełniania ogólnych struktur danych (107)
  
  • Jak to zrobić? (107)
  • Jak to działa? (109)
• Implementowanie algorytmów w kategoriach iteratorów (110)
  
  • Jak to zrobić? (111)
  • Co dalej? (113)
• Iteracja w drugą stronę za pomocą adaptera iteratora odwrotnego (114)
  
  • Jak to zrobić? (114)
  • Jak to działa? (115)
• Zakończenie działania iteratora w zakresie za pomocą wartownika iteratora (116)
  
  • Jak to zrobić? (117)
• Automatyczne sprawdzanie kodu iteratora (119)
  
  • Jak to zrobić? (119)
  • Jak to działa? (122)
  • Co dalej? (123)
• Tworzenie własnego adaptera iteratora łączenia na zakładkę (123)
  
  • Jak to zrobić? (125)
  • Co dalej? (128)

Rozdział 4. Wyrażenia lambda (131)

• Wprowadzenie (131)
• Definiowanie funkcji opartej na wyrażeniu lambda (133)
  
  • Jak to zrobić? (133)
  • Jak to działa? (136)
• Dodawanie polimorfizmu poprzez opakowanie wyrażenia lambda egzemplarzem std::function (138)
  
  • Jak to zrobić? (138)
  • Jak to działa? (140)
• Łączenie funkcji za pomocą konkatenacji (141)
  
  • Jak to zrobić? (142)
  • Jak to działa? (143)
• Tworzenie skomplikowanych predykatów z logiczną koniunkcją (144)
  
  • Jak to zrobić? (145)
  • Co dalej? (146)
• Wywoływanie wielu funkcji dla tych samych danych wejściowych (146)
  
  • Jak to zrobić? (147)
  • Jak to działa? (148)
• Implementowanie funkcji transform_if() za pomocą algorytmu std::accumulate i wyrażeń lambda (150)
  
  • Jak to zrobić? (150)
  • Jak to działa? (152)
• Generowanie w trakcie kompilacji iloczynu kartezjańskiego par dla dowolnych danych wejściowych (155)
  
  • Jak to zrobić? (156)
  • Jak to działa? (158)

Rozdział 5. Podstawy algorytmów biblioteki STL (161)

• Wprowadzenie (161)
• Kopiowanie elementów między kontenerami (163)
  
  • Jak to zrobić? (164)
  • Jak to działa? (166)
• Sortowanie kontenera (167)
  
  • Jak to zrobić? (167)
  • Jak to działa? (170)
• Usuwanie określonych elementów z kontenera (171)
  
  • Jak to zrobić? (171)
  • Jak to działa? (173)
• Przekształcanie zawartości kontenera (174)
  
  • Jak to zrobić? (174)
  • Jak to działa? (176)
• Wyszukiwanie elementów w uporządkowanych i nieuporządkowanych wektorach (176)
  
  • Jak to zrobić? (177)
  • Jak to działa? (180)
• Ograniczanie za pomocą std::clamp wartości wektora do określonego zakresu liczbowego (182)
  
  • Jak to zrobić? (182)
  • Jak to działa? (185)
• Wyszukiwanie za pomocą std::search wzorca w ciągu tekstowym i wybór optymalnej implementacji (186)
  
  • Jak to zrobić? (186)
  • Jak to działa? (188)
• Próbkowanie ogromnego wektora (189)
  
  • Jak to zrobić? (190)
  • Jak to działa? (192)
• Generowanie permutacji sekwencji danych wejściowych (193)
  
  • Jak to zrobić? (193)
  • Jak to działa? (194)
• Implementowanie narzędzia łączenia słowników (195)
  
  • Jak to zrobić? (195)
  • Jak to działa? (197)

Rozdział 6. Zaawansowane przykłady użycia algorytmów biblioteki STL (199)

• Wprowadzenie (200)
• Implementowanie klasy drzewa trie za pomocą algorytmów STL (201)
  
  • Jak to zrobić? (201)
  • Jak to działa? (204)
• Implementowanie za pomocą drzewa trie generatora sugestii danych wejściowych używanych podczas wyszukiwania (206)
  
  • Jak to zrobić? (206)
  • Jak to działa? (210)
  • Co dalej? (210)
• Implementowanie wzoru przekształcenia Fouriera za pomocą algorytmów STL (211)
  
  • Jak to zrobić? (212)
  • Jak to działa? (217)
• Obliczanie błędu sumy dwóch wektorów (218)
  
  • Jak to zrobić? (218)
  • Jak to działa? (220)
• Implementowanie procedury generującej dane ASCII dla zbioru Mandelbrota (221)
  
  • Jak to zrobić? (223)
  • Jak to działa? (226)
• Opracowanie własnego algorytmu - podział danych (227)
  
  • Jak to zrobić? (228)
  • Jak to działa? (229)
  • Co dalej? (230)
• Połączenie użytecznych algorytmów biblioteki STL - zbieranie danych (231)
  
  • Jak to zrobić? (231)
  • Jak to działa? (233)
• Usuwanie nadmiarowych białych znaków znajdujących się między słowami (235)
  
  • Jak to zrobić? (235)
  • Jak to działa? (237)
• Kompresja i dekompresja ciągów tekstowych (238)
  
  • Jak to zrobić? (238)
  • Jak to działa? (240)
  • Co dalej? (241)

Rozdział 7. Ciągi tekstowe, klasy strumieni i wyrażenia regularne (243)

• Wprowadzenie (244)
• Tworzenie, konkatenacja i przekształcanie ciągów tekstowych (245)
  
  • Jak to zrobić? (246)
  • Jak to działa? (248)
• Usuwanie białych znaków z początku i końca ciągu tekstowego (248)
  
  • Jak to zrobić? (249)
  • Jak to działa? (250)
• Komfortowe użycie klasy std::string bez kosztów związanych z tworzeniem obiektów std::string (251)
  
  • Jak to zrobić? (252)
  • Jak to działa? (254)
• Odczyt wartości z danych wejściowych dostarczonych przez użytkownika (254)
  
  • Jak to zrobić? (255)
  • Jak to działa? (257)
• Zliczanie wszystkich słów w pliku (258)
  
  • Jak to zrobić? (258)
  • Jak to działa? (260)
• Formatowanie danych wyjściowych za pomocą manipulatorów strumienia wejścia - wyjścia (260)
  
  • Jak to zrobić? (261)
  • Jak to działa? (264)
• Inicjalizacja skomplikowanych obiektów na podstawie pliku źródłowego (266)
  
  • Jak to zrobić? (266)
  • Jak to działa? (268)
• Wypełnianie kontenera za pomocą iteratorów std::istream (269)
  
  • Jak to zrobić? (269)
  • Jak to działa? (272)
• Proste wyświetlanie danych za pomocą iteratorów std::ostream (273)
  
  • Jak to zrobić? (273)
  • Jak to działa? (276)
• Przekierowywanie sekcji kodu do pliku danych wyjściowych (277)
  
  • Jak to zrobić? (278)
  • Jak to działa? (280)
• Tworzenie własnych klas ciągu tekstowego za pomocą dziedziczenia po klasie std::char_traits (281)
  
  • Jak to zrobić? (282)
  • Jak to działa? (286)
• Tokenizowanie danych wejściowych za pomocą biblioteki wyrażeń regularnych (287)
  
  • Jak to zrobić? (287)
  • Jak to działa? (289)
• Wygodne formatowanie liczb w locie w zależności od kontekstu (291)
  
  • Jak to zrobić? (291)
• Przechwytywanie na podstawie błędów std::iostream wyjątków możliwych do odczytania (293)
  
  • Jak to zrobić? (294)
  • Jak to działa? (296)

Rozdział 8. Klasy narzędziowe (297)

• Wprowadzenie (298)
• Konwertowanie między różnymi jednostkami czasu za pomocą std::ratio (298)
  
  • Jak to zrobić? (299)
  • Jak to działa? (301)
  • Co dalej? (303)
• Konwertowanie między bezwzględnymi i względnymi wartościami czasu za pomocą std::chrono (304)
  
  • Jak to zrobić? (304)
  • Jak to działa? (306)
• Bezpieczne sygnalizowanie awarii za pomocą typu std::optional (307)
  
  • Jak to zrobić? (307)
  • Jak to działa? (310)
• Użycie funkcji wraz z krotkami (311)
  
  • Jak to zrobić? (311)
  • Jak to działa? (313)
• Szybkie opracowywanie struktur danych za pomocą std::tuple (313)
  
  • Jak to zrobić? (314)
  • Jak to działa? (318)
• Zastąpienie void* przez std::any dla zwiększenia bezpieczeństwa typu (320)
  
  • Jak to zrobić? (321)
  • Jak to działa? (323)
• Przechowywanie różnych typów za pomocą std::variant (323)
  
  • Jak to zrobić? (324)
  • Jak to działa? (327)
• Automatyczna obsługa zasobów za pomocą std::unique_ptr (329)
  
  • Jak to zrobić? (329)
  • Jak to działa? (332)
• Automatyczna obsługa współdzielonej pamięci na stercie za pomocą std::shared_ptr (333)
  
  • Jak to zrobić? (333)
  • Jak to działa? (336)
  • Co dalej? (337)
• Praca ze słabymi wskaźnikami do współdzielonych obiektów (338)
  
  • Jak to zrobić? (339)
  • Jak to działa? (341)
• Uproszczenie obsługi zasobów przestarzałych API za pomocą sprytnych wskaźników (342)
  
  • Jak to zrobić? (343)
  • Jak to działa? (344)
• Współdzielenie różnych wartości składowych tego samego obiektu (345)
  
  • Jak to zrobić? (346)
  • Jak to działa? (347)
• Generowanie liczb losowych i wybór odpowiedniego silnika do generowania tego rodzaju liczb (348)
  
  • Jak to zrobić? (349)
  • Jak to działa? (353)
• Generowanie liczb losowych i umożliwienie bibliotece STL określenia szczegółów rozkładu (354)
  
  • Jak to zrobić? (354)
  • Jak to działa? (359)

Rozdział 9. Programowanie równoległe i współbieżność (361)

• Wprowadzenie (362)
• Automatyczne stosowanie programowania równoległego w kodzie utworzonego za pomocą standardowych algorytmów (363)
  
  • Jak to zrobić? (363)
  • Jak to działa? (365)
• Uśpienie programu na podany okres czasu (369)
  
  • Jak to zrobić? (369)
  • Jak to działa? (370)
• Uruchamianie i zatrzymywanie wątków (371)
  
  • Jak to zrobić? (371)
  • Jak to działa? (373)
• Przeprowadzanie bezpiecznego pod względem wyjątkównakładania blokady współdzielonej za pomocą std::unique_lock istd::shared_lock (375)
  
  • Jak to zrobić? (375)
  • Jak to działa? (378)
• Zapobieganie zakleszczeniom dzięki stosowaniu algorytmu std::scoped_lock (381)
  
  • Jak to zrobić? (382)
  • Jak to działa? (384)
• Synchronizacja jednoczesnego użycia algorytmu std::cout (384)
  
  • Jak to zrobić? (385)
  • Jak to działa? (386)
• Bezpieczne odkładanie inicjalizacji za pomocą std::call_once (388)
  
  • Jak to zrobić? (389)
  • Jak to działa? (390)
• Przesunięcie zadania do wykonywania w tle za pomocą std::async (390)
  
  • Jak to zrobić? (391)
  • Jak to działa? (393)
  • Co dalej? (395)
• Implementacja wzorca producent - konsument za pomocą std::condition_variable (395)
  
  • Jak to zrobić? (396)
  • Jak to działa? (398)
• Implementacja wzorca producent - konsument za pomocą std::condition_variable (400)
  
  • Jak to zrobić? (400)
  • Jak to działa? (404)
• Równoległe generowanie za pomocą std::async danych ASCII dla zbioru Mandelbrota (406)
  
  • Jak to zrobić? (406)
  • Jak to działa? (409)
• Implementacja za pomocą std::future niewielkiej biblioteki automatycznej programowania równoległego (410)
  
  • Jak to zrobić? (411)
  • Jak to działa? (415)

Rozdział 10. System plików (419)

• Wprowadzenie (419)
• Implementowanie programu przeprowadzającego normalizację ścieżki dostępu (420)
  
  • Jak to zrobić? (420)
  • Jak to działa? (422)
  • Co dalej? (422)
• Pobieranie kanonicznej ścieżki dostępu na podstawie względnej ścieżki dostępu (423)
  
  • Jak to zrobić? (423)
  • Jak to działa? (426)
• Wyświetlanie wszystkich plików znajdujących się w danym katalogu (426)
  
  • Jak to zrobić? (427)
  • Jak to zrobić? (430)
• Implementowanie programu wyszukującego dane i działającego podobnie jak narzędzie grep (431)
  
  • Jak to zrobić? (431)
  • Jak to działa? (433)
  • Co dalej? (434)
• Implementowanie programu automatycznie zmieniającego nazwy plików (434)
  
  • Jak to zrobić? (435)
• Implementowanie programu obliczającego wielkość katalogu (437)
  
  • Jak to zrobić? (437)
  • Jak to działa? (439)
• Obliczanie danych statystycznych dotyczących typów plików (440)
  
  • Jak to zrobić? (440)
• Implementowanie narzędzia zmniejszającego wielkość katalogupoprzez zastąpienie powielonych plików dołączeniamisymbolicznymi (442)
  
  • Jak to zrobić? (443)
  • Jak to działa? (445)
  • Co dalej? (446)

Skorowidz (447)