C++17 STL Стандартная библиотека шаблонов

Представьте следующую входную строку: "a00000". Ее сжатие приведет к результату "a1", поскольку в ней содержится только один символ, 'a'. За ним следует пять символов '0', что даст результат "05". Итоговый результат выглядит как "a105". К сожалению, эта сжатая строка гласит: «Символ 'a', повторенный 105 раз». Это не имеет ничего общего с нашей исходной строкой. При ее декомпрессии мы получим строку длиной 105 символов вместо строки, состоящей всего из шести символов. Представьте то же самое для более крупных чисел — пользова тель может легко нарушить использование кучи, поскольку наш алгоритм не готов к таким входным данным.

Чтобы это предотвратить, функция compress может, например, отвергать входные данные, содержащие числа, или особым образом их помечать. А алгоритм decompress способен принимать еще одно условное выражение, которое ограничивает максимальный размер итоговой строки. Попробуйте выполнить данное упражнение самостоятельно. 

Глава 7 Строки, классы потоков и регулярные выражения

В этой главе:

□ создание, конкатенация и преобразование строк;

□ удаление пробелов из начала и конца строк;

□ преимущества использования std::string без затрат на создание объектов std::string;

□ чтение значений из пользовательского ввода;

□ подсчет всех слов в файле;

□ форматирование ваших выходных данных с помощью манипуляторов потока ввода/вывода;

□ инициализация сложных объектов из файла вывода;

□ заполнение контейнеров с применением итераторов std::istream;

□ вывод любых данных на экран с помощью итераторов std::ostream;

□ перенаправление выходных данных в файл для конкретных разделов кода;

□ создание пользовательских строковых классов путем наследования std::char_traits;

□ токенизация входных данных с помощью библиотеки для работы с регулярными выражениями;

□ удобный и красивый динамический вывод чисел на экран в зависимости от контекста;

□ перехват читабельных исключений для ошибок потока std::iostream. 

Введение

 Данная глава посвящена обработке строк, анализу и выводу на экран произвольных данных. Для этих задач STL предоставляет потоковую библиотеку для работы с вводом-выводом. Библиотека состоит из следующих классов, показанных в серых прямоугольниках (рис. 7.1).

Стрелки показывают схему наследования классов. Рисунок на первый взгляд может показаться непонятным, но в рамках главы мы рассмотрим все классы и познакомимся с ними по очереди. Если мы попробуем обратиться к документации С++ в STL, то не найдем упомянутые классы по конкретно этим именам. Причина такова: названия, приведенные на рис. 7.1, мы видим только как программисты приложений. Но они, по сути, являются просто ключевыми словами для классов с префиксом имени класса basic_ (например, в документации STL проще найти класс basic_istream, в отличие от istream). Классы для работы с потоками, которые начинаются с префикса basic_*, являются шаблонными, они могут быть специализированы для разных типов символов. Классы, показанные на рис. 7.1, специализированы для значений типа char. В книге мы будем применять именно эти специализации. Если мы воспользуемся префиксом w для упомянутых имен класса, то получим названия wistream, wostream и т.д. — они являются специализациями для типа wchar_t вместо char.

В верхней части рис. 7.1 мы видим класс std::ios_base. Мы практически никогда не будем использовать непосредственно его; он приведен для полноты картины, поскольку другие классы наследуют от него. Следующая специализация — это std::ios, она воплощает идею объекта, сопровождающего поток данных, который может находиться в исправном состоянии, в состоянии, когда закончились данные (empty of data, EOF) или в другом ошибочном состоянии.

Первыми специализациями, которые мы применим на самом деле, являются std::istream и std::ostream. Префиксы "i" и "o" расшифровываются как input и output («ввод» и «вывод»). Мы уже видели такие префиксы на раннем этапе программирования на С++ в простейших примерах в объектах std::cout и std::cin (а также std::cerr). Экземпляры этих классов всегда доступны глобально. Мы выполняем вывод данных с помощью ostream, а ввод — с использованием input.

Класс, который наследует от классов istream и ostream, называется iostream. С его помощью можно выполнять как ввод, так и вывод данных. Зная, как использовать все классы из трио istream, ostream и iostream, вы сможете незамедлительно применить следующие классы:

□ классы ifstream, ofstream и fstream наследуют от классов istream, ostream и iostream соответственно, но задействуют их возможности, чтобы перенаправить ввод/вывод в файлы или из них из файловой системы компьютера;