C++. Сборник рецептов - Д. Стефенс

#include <iostream>

#include <string>

using std::string;

void replaceExt(string& s, const string& newExt) {

 string::size_type i = s.rfind('.', s.length());

 if (i != string::npos) {

  s.replace(i+1, newExt.length(), newExt);

 }

}

int main(int argc, char** argv) {

 string path = argv[1];

 replaceExt(path, "foobar");

 std::cout << "The new name is "" << path << ""n";

}

Здесь используется подход, аналогичный тому, который применялся в предыдущих рецептах, однако в данном случае я использовал функцию replace для замены части строки новой подстрокой. Функция replace имеет три параметра. Первый параметр задает позицию, в которую вставляется новая подстрока, а второй параметр определяет количество символов, которые необходимо удалить в формируемой строке. Третий параметр — это значение, которое будет использовано для замены удаляемой части строки.

Рецепт 4.9.

10.17. Объединение двух путей в один

Имеется два пути и требуется их объединить в один путь. Например, вы имеете в качестве первого пути /usr/home/ryan и в качестве второго — utils/compilers; требуется получить /usr/home/ryan/utils/compilers, причем первый путь может как иметь, так и не иметь в конце разделитель элементов пути.

Рассматривайте пути как строки и используйте оператор добавления в конец строки, operator+=, для составления полного пути из составных частей. См. пример 10.26.

Пример 10.26. Объединение путей

#include <iostream>

#include <string>

using std::string;

string pathAppend(const string& p1, const string& p2) {

 char sep = '/';

 string tmp = p1;

#ifdef _WIN32

 sep = '\';

#endif

 if (p1[p1.length()] != sep) { // Необходимо добавить

  tmp += sep;                  // разделитель

  return(tmp + p2);

 } else

  return(p1 + p2);

}

int main(int argc, char** argv) {

 string path = argv[1];

 std::cout << "Appending somedir\anotherdir is ""

  << pathAppend(path, "somedir\anotherdir") << ""n";

}

В программе примера 10.26 для представления путей используются строки, но здесь не делается дополнительной проверки достоверности путей и переносимость их полностью зависит от содержащихся в них значений. Например, если эти значения получены от пользователя, то вы не можете заранее знать, имеют ли они правильный формат конкретной ОС или содержат недопустимые символы.

Для многих других рецептов данной главы я включил примеры по использованию библиотеки Boost Filesystem, и при работе с путями такой подход имеет много преимуществ. Как я говорил при обсуждении рецепта 10.7, библиотека Boost Filesystem содержит класс path, обеспечивающий переносимое представление пути к файлу или каталогу. Операции в библиотеке Filesystem в основном оперируют объектами path, и поэтому с помощью класса path можно реализовать объединение относительного пути с абсолютной его базовой частью. (См. пример 10.27.)

Пример 10.27. Объединение путей средствами Boost

#include <iostream>

#include <string>

#include <cstdlib>

#include <boost/filesystem/operations.hpp>

#include <boost/filesystem/fstream.hpp>

using namespace std;

using namespace boost::filesystem;

int main(int argc, char** argv) {

 // Проверка параметров...

 try {

  // Составить путь из значений двух аргументов path

  p1 = complete(path(argv[2], native),

  path(argv[1], native));

  cout << p1.string() << endl;

  // Создать путь с базовой частью пути текущего каталога path

  p2 = system_complete(path(argv[2], native));

  cout << p2.string() << endl;

 } catch (exception& e) {

  cerr << e.what() << endl;

 }

 return(EXIT_SUCCESS);

}

Результат выполнения программы примера 10.27 может иметь такой вид.

D:srcccbc10>binMakePathBoost.exe d:temp someotherdir

d:/temp/some/other/dir

D:/src/ccb/c10/some/other/dir

Или такой.

D:srcccbc10>binMakePathBoost.exe d:temp с:WINDOWSsystem32

c:/WINDOWS/system32

c:/WINDOWS/system32

Из этого примера видно, что функции complete и system_complete объединяют пути, когда это возможно, и возвращают абсолютный путь, когда объединение путей не имеет смысла. Например, в первом случае первый переданный программе аргумент является абсолютным путем каталога, а второй — относительным путем. Функция complete объединяет их и формирует один, абсолютный путь. Первый аргумент complete является относительным путем, а второй — абсолютным путем, и если первый аргумент уже является абсолютным путем, второй аргумент игнорируется. Поэтому во втором случае аргумент «d:temp» игнорируется, так как переданный мною второй аргумент уже является абсолютным путем.

system_complete принимает только один аргумент (в данном случае это относительный путь) и добавляет его в конец текущего рабочего каталога, получая другой абсолютный путь. И в этом случае, если переданный вами путь уже является абсолютным, текущий рабочий каталог игнорируется и просто возвращается переданный вами абсолютный путь.

Однако эти пути не согласуются с требованиями файловой системы. Вам придется самому проверить объекты path, чтобы убедиться, что они представляют правильный путь файловой системы. Например, для проверки существования этих путей вы можете использовать функцию exists.

path p1 = complete(path(argv[2], native),

path(argv[1], native));

if (exists(p1)) {

 // ...

Существует много других функций, позволяющих получать информацию о пути: is_directory, is_empty, file_size, last_write_time и т.д. Дополнительную информацию вы найдете в документации по библиотеке Boost Filesystem на сайте www.boost.org.

Рецепт 10.7.

Глава 11

Наука и математика

11.0. Введение

Язык программирования C++ хорошо подходит для решения научных и математических задач из-за своей гибкости, выразительности и эффективности. Одно из самых больших преимуществ применения C++ для выполнения численных расчетов связано с тем, что он помогает избегать избыточности.

Исторически сложилось так, что написанные на многих языках программы, реализующие численные расчеты, обычно снова и снова повторяют алгоритмы для различных числовых типов (например, для коротких чисел, для длинных чисел, для чисел с одинарной точностью, для чисел с двойной точностью, для специальных числовых типов и т.д.). В C++ проблема такой избыточности решается с помощью шаблонов. Шаблоны позволяют писать алгоритмы, которые не зависят от представления данных, — этот подход широко известен под названием «обобщенное программирование».

Нельзя сказать, что C++ не имеет недостатков, которые проявляются при реализации численных расчетов. Самым большим недостатком С++, отличающим его от специализированных математических и научных языков программирования, являются ограниченные возможности стандартной библиотеки в отношении поддержки алгоритмов и типов данных, характерных для программирования численных расчетов. Возможно, самым большим упущением стандартной библиотеки является отсутствие матричных типов и целых типов произвольной точности.

В данной главе я приведу решения распространенных задач численного программирования и продемонстрирую методы обобщенного программирования при написании эффективного программного кода, реализующего численные расчеты. В подходящих случаях я буду рекомендовать широко используемые библиотеки с открытым исходным кодом, имеющие дружественные коммерческие лицензии и подтвержденный послужной список. В этой главе рассматриваются основные методы обобщенного программирования, причем это делается постепенно, переходя от одного рецепта к другому.

Многие программисты, использующие С++, все же с недоверием относятся к шаблонам и обобщенному программированию из-за очевидной их сложности. Когда шаблоны впервые были введены в язык, они не были хорошо реализованы, а программисты и разработчики компиляторов не очень хорошо их понимали. В результате многие программисты, включая автора, избегали пользоваться обобщенным программированием на C++ в течение нескольких лет, пока эта технология не достигла зрелости.

В настоящее время обобщенное программирование рассматривается как мощная и полезная парадигма программирования, которая поддерживается в большинстве популярных языков программирования. Более того, технология разработки компиляторов C++ очень сильно усовершенствовалась, и работа современных компиляторов с шаблонами стала гораздо более эффективной и стандартизованной. В результате современный C++ стал очень мощным языком программирования научных и численных приложении.