7.3 Mělká a hluboká kopie Pochopit správně rozdíly mezi mělkou a hlubokou kopií je velmi důležité, provedeme tedy ještě toto shrnutí.

Transkript

1 Vážení zákazníc, dovolujeme s Vás upozornt, že na tuto ukázku knhy se vztahují autorská práva, tzv. copyrght. To znamená, že ukázka má sloužt výhradnì pro osobní potøebu potencálního kupujícího (aby ètenáø vdìl, jakým zpùsobem je ttul zpracován a mohl se také podle tohoto, jako jednoho z parametrù, rozhodnout, zda ttul koupí è ne). Z toho vyplývá, že není dovoleno tuto ukázku jakýmkolv zpùsobem dále šíøt, veøejnì è neveøejnì napø. ums ováním na datová méda, na jné nternetové stránky (an prostøednctvím odkazù) apod. redakce nakladatelství BEN techncká lteratura redakce@ben.cz

2 7. PŘETĚŽOVÁNÍ OPERÁTORŮ VYLEPŠENÍ TŘÍDY TRETEZ Program vypíše: a=text 1 b= c=text 1 Pokračujte stsknutím lbovolné klávesy... a=text a b=text 1 c=text c Pokračujte stsknutím lbovolné klávesy... a=a: Text a b=b: Text 1 c=c: c Pokračujte stsknutím lbovolné klávesy... a=a: Text ab: Text 1c: c b=b: Text 1 c=c: c Pokračujte stsknutím lbovolné klávesy... a[1]=; a=a; Text ab: Text 1c: c Pokračujte stsknutím lbovolné klávesy... str=a; Text ab: Text 1c: c Pokračujte stsknutím lbovolné klávesy... Zadej retezec: C++ d=c++ Pokračujte stsknutím lbovolné klávesy Mělká a hluboká kope Pochopt správně rozdíly mez mělkou a hlubokou kopí je velm důležté, provedeme tedy ještě toto shrnutí. Mělká kope znamená, že se nstance kopíruje po složkách. Čl atrbuty tak jak jsou, se ze zdrojové nstance zkopírují do cílové nstance. Takové chování je v pořádku, pokud jsou v atrbutech jednoduché datové typy. Dokonce se korektně zkopíruje pole (přpomeňme, že normálně není kope pole možná a musí být provedena po jednotlvých prvcích). Velké problémy nastanou, pokud je některý z atrbutů ukazatel. Adresa uložená v ukazatel se zkopíruje a oba atrbuty v různých nstancích ukazují na stejná data. Pokud se změní jedna nstance, promítnou se změny do druhé. Př destrukc jedné nstance začne ukazatel ve druhé nstanc odkazovat na jž neexsující data. Bohužel, standardní verze operátoru přřazení a kopírovacího konstruktoru provádí právě mělkou kop. Hluboká kope zohledňuje přítomnost ukazatelů tak, že v cílové nstanc vytváří stejná dynamcká data znovu a získanou adresu ukládá do příslušného ukazatele. Mez zdrojovou a cílovou nstancí neexstuje žádná vazba. Každá nstance pracuje se svou kopí dat. Ovšem hlubokou kop musíme sam předepsat tím, že mplementujeme vlastní verze operátoru přřazení a kopírovacího konstruktoru. 7.4 Další možná rozšíření třídy TStrng Regulérní řetězcová třída obvykle obsahuje další operace s řetězc. Mez obvyklé operace patří zejména: stanovení délky řetězce, vkládání podřetězce, mazání část řetězce, kopírování podřetězce. Takové operace není možno zavést ve formě operátorů, ale je nutno defnovat nové metody. 7-7

3 OBJEKTOVÉ PROGRAMOVÁNÍ V C++ V PŘÍKLADECH V následujícím textu se seznámíme s algortmy, které tyto operace realzují. Metoda Length stanovení délky řetězce Tato metoda nejdříve vynuluje počítadlo. Potom prochází řetězcem tak dlouho, dokud nenalezne zarážku. Za každý průchod s zvýší počítadlo o 1. Počet znaků před zarážkou (což je vlastně délka řetězce) je pak uložen v tomto počítadle. Počítadlo je možno současně použít jako ndex právě procházeného prvku uvntř řetězce. Tato metoda patří mez nejjednodušší řetězcové operace. Z hledska standardní řetězcové knhovny j zajšťuje funkce strlen. Př realzac této metody nemusíme testovat žádné chybové stavy, to je v podstatě dáno tím, že metoda nemá vstupní parametry! Doporučená hlavčka: unsgned Length( ) const; =0 =1 =2 =3 =4 'A' 'h' 'o' 'j' 'A' 'h' 'o' 'j' 'A' 'h' 'o' 'j' 'A' 'h' 'o' 'j' 'A' 'h' 'o' 'j' konec Obr Naznačení průchodu řetězcem pro stanovení jeho délky Metoda SubStr získání podřetězce Parametry této metody jsou startovací pozce (start) a počet kopírovaných znaků (count), které defnují podřetězec. Výsledkem je podřetězec zkopírovaný z původního řetězce. Nejdříve se musí vytvořt nová nstance řetězce, do kterého se podřetězec nakopíruje. Celá operace je pak provedtelná cyklem for, který v původním řetězc používá ndex od start do start+count 1 a v cílovém řetězc se pak jedná o ndexy 0 až count 1. Na pozc count ve výsledku musí být umístěna zarážka. původní řetězec 'N' 'e' 'j' 'a' 'k' 5 'y' ' ' 't' 'e' 'x' 10 't' 11 start = 2 count = 3 start start+count 1 výsledek 'j' 'a' 'k' 3 Obr Vysvětlení úlohy parametrů start a count, odpovídající podřetězec Podmínky úspěšného provedení operace: cílový řetězec musí mít fyzckou délku vyšší než je dáno parametrem count (lze vyřešt př jeho vytváření, je to plně v rež této metody), ndexy start start+count 1 musí padnout do rozsahu platných ndexů řetězce (musí být nžší než délka řetězce), count musí být nezáporné číslo (je-l count = 0, je výsledkem prázdný řetězec). 7-8

4 Doporučená hlavčka: 7. PŘETĚŽOVÁNÍ OPERÁTORŮ VYLEPŠENÍ TŘÍDY TRETEZ TStrng SubStr(nt start, nt count) const; Metoda Delete rušení podřetězce Parametry této metody jsou obvykle startovací pozce (start) a počet rušených znaků (count). Celá operace je pak provedtelná cyklem, který startuje od ndexu start a prochází řetězcem až do jeho konce (včetně). Pokud použjeme řídcí ndex zavedený jako, bude se z pravé část řetězce (pozce +count) kopírovat jeden znak do levé část řetězce (pozce ). Index se bude zvyšovat až do nalezení zarážky. I ta se však ještě zkopíruje z pravé část nalevo. 1. krok start = 3 count = 3 'T' 'e' 'n' ' ' 't' 5 'o' ' ' 'r' 'e' 'k' krok 'T' 'e' 'n' ' ' 't' 'o' ' ' 'r' 'e' 'k' +count 3. krok 'T' 'e' 'n' ' ' 'r' 'o' ' ' 'r' 'e' 'k' 4. krok 'T' 'e' 'n' ' ' 'r' 'e' ' ' 'r' 'e' 'k' 5. krok 'T' 'e' 'n' ' ' 'r' 'e' 'k' 'r' 'e' 'k' 6. krok 'T' 'e' 'n' ' ' 'r' 'e' 'k' 'e' 'k' +count nový konec řetězce Obr Naznačení operace rušení podřetězce +count +count +count Podmínky úspěšného provedení operace: ndexy start start+count 1 musí padnout do rozsahu platných ndexů řetězce (musí být nžší než délka řetězce), count musí být nezáporné číslo (je-l count = 0, nezruší se žádný znak). Doporučená hlavčka: vod Delete(nt start, nt count); Metoda Insert vložení podřetězce Parametry této metody jsou obvykle startovací pozce (start) a vkládaný řetězec (SubStr). Operac musíme rozdělt na dvě část: Nejdříve vytvoříme místo pro vkládaný řetězec. Takže znaky počínaje ndexem start musí být odsunuty směrem ke konc řetězce o tolk pozc, kolk udává délka vkládaného řetězce. Znaky je třeba kopírovat od konce a to 7-9

5 OBJEKTOVÉ PROGRAMOVÁNÍ V C++ V PŘÍKLADECH včetně zarážky. Uložíme-l s do proměnné délku původního řetězce a do proměnné len délku vkládaného podřetězce, budeme vždy kopírovat jeden znak zleva (ndex ) napravo (ndex +len). Poslední kope proběhne pro prvek s ndexem start. Druhou částí operace je pak kopírování znaků z řetězce SubStr (ndexy 0 až len 1) do cílového řetězce (ndexy start až start+len 1). 1. krok start = 4 SubStr = " a " 'c' 'u' 'k' 'r' 'b' = Length( ) len = SubStr.Length( ) '' 'c' 2. krok 'c' 'u' 'k' 'r' 'b' '' 'c' 3. krok 'c' 'u' 'k' 'r' 'b' '' 'c' 'c' 4. krok 'c' 'u' 'k' 'r' 'b' '' 'c' '' 'c' 5. krok 'c' 'u' 'k' 'r' 'b' '' 'c' 'b' '' 'c' +len +len +len +len vložení SubStr 0 ' ' 1 'a' 2 ' ' 3 výsledek 'c' 'u' 'k' 'r' ' ' 5 'a' 6 ' ' 'b' '' 'c' 10 Obr Naznačení operace rušení podřetězce Podmínky úspěšného provedení operace: cílový řetězec musí mít fyzckou délku vyšší než je dáno součtem délek obou řetězců, ndex start musí padnout do rozsahu platných ndexů cílového řetězce (musí být nžší nebo roven délce řetězce, pokud je start roven délce řetězce, přdá se vkládaný řetězec na konec). Doporučená hlavčka: vod Insert(nt start, const TStrng& SubStr); 7-10

6 8. PROUDOVÁ KNIHOVNA 8 Proudová knhovna Základní nformace o proudech byly uvedeny v kaptole 1.3. Proudům se budeme nyní věnovat podrobněj. 8.1 Herarche proudů Na obr. 8.1 je uvedena herarche proudových tříd. Na vrcholu stojí třída os, přímým následníky jsou třídy ostream (vstupní proud) a ostream (výstupní proud). Z těchto tříd jsou pak posléze odvozeny souborové a řetězcové proudy. os stream fstreambase strstreambase ostream fstream strstream ostream ostrstream ofstream fstream strstream Obr Herarche tříd proudové knhovny 8.2 Standardně zavedené proudy Prostor jmen std zavádí tř standardní nstance proudů, vz tab 8.1. Tab. 8.1 Standardně defnované proudy Proud Směr Význam cout výstup standardní výstupní proud cn vstup standardní vstupní proud cerr výstup standardní výstup chybových zpráv 8.3 Základní třídy Přpomeňme krátce význam základních tříd herarche. Tyto základní proudové třídy jsou defnovány v hlavčkovém souboru ostream. Výstup ostream Třída ostream je defnována tak, aby operátor << zajstl výstup vestavěných typů. Umožňuje tedy výstup datových typů: char*, char, short, nt, long, double, vod*. Třída je přímým následníkem os. Vstup stream Třída stream je defnována tak, aby operátor >> zajstl vstup vestavěných typů. Třída je přímým následníkem os. 8-1

7 OBJEKTOVÉ PROGRAMOVÁNÍ V C++ V PŘÍKLADECH 8.4 Souborové proudy C++ defnuje tř souborové proudy, vz tab Souborové proudy jsou defnovány v hlavčkovém souboru fstream. Třída fstream ofstream fstream Tab. 8.2 Souborové proudy Význam proud pro vstupní soubor proud pro výstupní soubor proud pro čtení záps do souboru Otevření souboru Každý soubor, se kterým chceme pracovat, je třeba nejdříve otevřít pomocí metody open. Hlavčka: jméno souboru vod open( const char* flename, nt openmode, způsob otevření nt protect=flebuf::openprot ); ochrana souboru Tab. 8.3 Režmy otevření proudu defnované v os (btové pole) Režm Význam os::n otevř pro čtení os::out otevř pro záps os::ate otevř a přesuň se na konec souboru os::app přdej na konec (append) os::trunc zkrať délku souboru na 0 (přeps) os::bnary otevř jako bnární (ne textový) soubor Zavření souboru close Soubor zavíráme metodou close, hlavčka: vod close(); Test úspěšnost poslední operace Úspěšnost poslední operace s proudem lze testovat tak, že proud použjeme v logckém výrazu. Proběhla-l poslední operace korektně, chápe se stav proudu jako pravdvý (true). Pokud došlo k chybě (například neúspěšné otevření souboru nebo dosažení konce souboru), chápe se stav proudu jako nepravdvý (false) PROG_08-01 záps do textového souboru pomocí proudu Zadání: Napšte program, který do souboru DATA.TXT zapíše 1000 náhodně vygenerovaných celých čísel v rozsahu 1 až 100. Každé číslo bude zapsáno na zvláštním řádku. Nejdříve deklarujeme proměnnou typu ofstream s dentfkátorem vystup. Tento proud metodou open napojíme na soubor s názvem DATA.TXT. Úspěšné otevření ověříme tak, že proměnnou vystup použjeme v podmíněném příkazu. Pokud se otevření souboru podařlo, je výraz brán jako pravdvý a provedou se další příkazy. 8-2

8 8. PROUDOVÁ KNIHOVNA Vlastní ukládání čísel je řešeno klascky, operátorem <<. Nakonec musíme zavřít soubor pomocí metody close. #nclude <ostream> #nclude <fstream> #nclude <omanp> #nclude <stdlb.h> usng namespace std; nt man() { ofstream vystup; otevření souboru vystup.open("data.txt",os::out); f(vystup) test úspěšnost otevření { for(nt =1;<=1000;++) vystup<<1+rand()%100<<endl; uložení čísla vystup.close(); výstupní proud zavření souboru } cout<<"data zapsana"<<endl; } else cout<<"soubor nelze otevrt"<<endl; PROG_08-02 čtení z textového souboru pomocí proudu Zadání: Napšte program, který přečte celá čísla uložená v souboru DATA.TXT a vypočítá jejch součet a průměr. Pro tento příklad musíme deklarovat jednak nstanc třídy fstream (označíme j dentfkátorem vstup) a dále proměnnou na načtení jednoho čísla (), proměnnou na výpočet součtu (označíme j soucet a vynulujeme) a proměnnou na počítání čísel (označíme j pocet a vynulujeme j). Následně otevřeme soubor pomocí metody open. Kontrola úspěšného otevření je opět provedena testováním stavu proudu v podmíněném příkaze. Pokud se otevření souboru podaří, je spuštěn cyklus whle. Ten nejdříve přečte jedno číslo ze souboru a okamžtě zkontroluje, zda bylo čtení úspěšné. Úspěšně přečtené číslo zvýší proměnnou pocet o 1 a jeho hodnota je přčtena do součtu čísel představovaných obsahem proměnné soucet. Po přečtení všech čísel zavřeme soubor metodou close. Pokud byl počet čísel nenulový (a tedy lze provést výpočet průměru), zobrazí se jednak součet čísel, jejch počet a dále průměr všech čísel (vzpomeňte s, že pro vyvolání reálného podílu je nutné celočíselné hodnoty přetypovat na typ double). 8-3