Fejlett programozási nyelvek C++ Sablonok és adatfolyamok

Fejlett programozási nyelvek C++ Sablonok és adatfolyamok 11. előadás Antal Margit 2009 slide 1

Témakörök Sablonok Függvénysablon Osztálysablon Sablon metaprogramozás Adatfolyamok Operátorok és manipulátorok I/O műveletek: bináris és szöveges Fájlfolyamok Feladatok slide 2

Függvénysablon Függvénysablon : függvénycsalád fordítás idejű polimorfizmus template<class T> const T& max(const T& x, const T& y) { return x < y? y : x; template<class T> void swap(t& x, T& y) { const T tmp = x; x = y; y = tmp; slide 3

Osztálysablon Osztálysablon : osztálycsalád fordítás idejű polimorfizmus template<class T1, class T2> struct pair { ; typedef T1 first_type; typedef T2 second_type; T1 first; T2 second; pair(); pair(const T1& x, const T2& y);... slide 4

Példák template< class T1, class T2> pair<t1, T2> make_pair(const T1& x, const T2& y) { return pair<t1, T2>(x, y); template< class T> void swap( T& x, T& y){ const T tmp = x; x = y; y = tmp; slide 5

Sablonparaméterek (1) típus közönséges típus érték sablon template<class T, int MAX=100> class Stack{ ; T elements[ MAX ];... slide 6

Sablonparaméterek (2) template <class T, class CONT=vector<T> > class Stack{ CONT elements; public: void push( const T& e ){ elements.push_back( e );... ; slide 7

Tagfüggvények definíciója template<typename T> class Array { T* elements; int size; public: explicit Array(const int size);... ; template<typename T> Array<T>::Array(const int size) : size(size), elements(new T[size]){ slide 8

Példa: template < class T > void foo( const T& c, const char * str="") { typename T::const_iterator it; cout<<str; for(it = c.begin();it!= c.end(); ++it) cout<<*it<<' '; cout<<endl; slide 9

Sablon metaprogramozás Template Metaprogramming template<unsigned int N> struct Fact{ static const unsigned long int value = N * Fact<N-1>::value; ; template<> struct Fact<0>{ static const unsigned long int value = 1; ; // Fact<8> is computed at compile time: const unsigned long int fact_8 = Fact<8>::value; int main() { cout << fact_8 << endl; return 0; slide 10

Adatfolyamok - bevezetés AT&T alapozta meg az I/O standardot, amelyet a C++ könyvtár standardizálása előtt is használtak Módosítások történtek, de az alapelvek nem változtak slide 11

Adatfolyamok Program állomány billentyűzet program Bemeneti adatfolyam Kimeneti adatfolyam állomány képernyő program Alapvető adatfolyam-osztályok: istream ostream slide 12

Globális adatfolyam-objektumok cin istream, C stdin, billentyűzet cout ostream, C stdout, monitor, pufferelt cerr ostream, C stderr, monitor, nem pufferelt clog ostream, cerr-el megegyező eszközhöz csatolva, pufferelt slide 13

Operátorok és manipulátorok Operátorok: while( cin>>a>>b) cout<<a<<"\t"<<b<<"\n"; Manipulátorok: endl, ostream, '\n' kiírása + puffer ürítése ends, ostream, '\0' kiírása flush, ostream, puffer ürítése noskipws, istream, fehér karakterek olvasása slide 14

Manipulátorok char c; while( cin>>c ){ cout<<c<<":"<<(int)c<<endl; char c; cin >> noskipws; while( cin>>c ){ cout<<c<<":"<<(int)c<<endl; slide 15

Alapvető stream osztályok ios_base basic_streambuf<> streambuf, wstreambuf basic_ios<> ios, wios basic_istream<> istream, wistream basic_ostream<> ostream, wostream basic_iostream<> iostream, wiostream slide 16

Adatfolyamok állapota Adatfolyam objektum van állapota az adatfolyam állapotát a kapcsolók értékei határozzák meg: goodbit: minden rendben eofbit: fájl vége failbit: hiba, az utolsó I/O sikertelen badbit: végzetes hiba slide 17

Állapot-kezelő tagfüggvények good() rdstate() eof() clear() fail() clear(state) bad() setstate( state ) list<int> a; while(!cin.eof() ) { int x; cin>>x; a.push_back( x ); Bemenet: 1, 2, 3 Lista: 1, 2, 3, 3 slide 18

Felhasználói típusok írása/olvasása Operátorok túlterhelése: istream& operator>>( istream& is, T& v ){ //v beolvasása return is; ostream& operator<<(ostream& is,const T& v ) { //v kiíratása return os; slide 19

Fájlfolyamok { ifstream ifs("in.txt");//konstruktor if(!ifs ){//Hiba+kilépés //... //automatkusan megsemmisül-destruktor { ifstream ifs; ifs.open("in.txt"); //... ifs.close(); //... slide 20

Fájl megnyitási módok std::ios kapcsoló in out out trunc out app in out in out trunc jelentés csak olvasás (létező fájl) csak írás (létrehozza vagy üríti) csak írás (létrehozza vagy üríti) hozzáfűzés (létrehozza szükség esetén) írás és olvasás, csak létező fájl, kezdőpozíció: fájl eleje ürítés, írás és olvasás (létrehozza szükség esetén) slide 21

Fájl I/O bájtonként ifstream ifs("in.txt"); if(!ifs ){ cerr<<"hiba"<<endl; exit( 1 ); char c; while( ifs.get( c ) ) cout.put( c ); int get(); istream& get ( char& c ); istream& get ( char* s, streamsize n ); istream& get ( char* s, streamsize n, char delim ); istream& get ( streambuf& sb); istream& get ( streambuf`& sb, char delim ); slide 22

Formázott fájl I/O ifstream ifs("in.txt"); int i; double d; string s; ifs >> i >> d >> s;//elválasztók: fehér karakterek fstream f("out.txt", ios::in ios::out ios::trunc); for( int i=0; i<10; ++i ) f<<i<<endl; f.flush(); f.seekg(0, ios::beg); int x; while( f>>x) cout<<x<<endl; slide 23

Bináris I/O istream& read( char* buffer, streamsize count); ostream& write(const char* buffer, streamsize c); slide 24

Közvetlen elérés (Random Access) basic_istream<> ( g get ) tellg() seekg( pos ) seekg( offset, relative_position ) basic_ostream<> ( p - put) tellp() seekp( pos ) seekp( offset, realtive_position ) slide 25

Közvetlen elérés (Random Access) (folyt.) beg : beginning cur : current end : end Példák: file.seekg( 0, ios::beg) file.seekg( 20, ios::cur) file.seekg(-10, ios::end) slide 26

Indexelhető bemeneti adatfolyam myifstream f("be.txt"); for( int i=0; i<f.filesize(); ++i ) cout<<f[i]<<" "; cout<<endl; slide 27

Megoldás class myfstream:public ifstream{ public: myfstream( const char * fname ):ifstream(fname){ char operator[]( int index ){ this->seekg(index); return this->get(); ; long filesize(){ this->seekg(0, ios::end); streampos size = this->tellg(); this->seekg(0, ios::beg); return size; slide 28

Általánosítás IndexFileStream f("be.txt"); for( int i=0; i<f.filesize(); ++i ) cout<<f[i]<<" "; cout<<endl; for( int i=0; i<f.filesize(); ++i ) f[i]=::toupper( f[i] ); cout<<endl; for( int i=0; i<f.filesize(); ++i ) cout<<f[i]<<" "; cout<<endl; slide 29

Megoldás köztes osztály (1) class Position{ fstream& stream; long pos; public: Position( fstream& stream, long pos ): stream(stream), pos( pos){ Position& operator=( const char c ){//Fájlba ír stream.seekp( pos, ios::beg ); stream.put( c ); return *this; operator char(){ //Fájlból olvas stream.seekg( pos, ios::beg ); return stream.get( ); ; slide 30

Megoldás (2) class IndexFileStream: public fstream{ public: IndexFileStream( const char * fname ):fstream(fname){ ; Position operator[]( int index ){ this->seekg(index, ios::beg); return Position( *this, index); long filesize(){ this->seekg(0, ios::end); streampos size = this->tellg(); this->seekg(0, ios::beg); return size; slide 31