Programowanie w języku C++ od podstaw

Bez względu na to, czy jesteś początkującym czy średnio zaawansowanym programistą, który chce doszlifować swoje umiejętności, dzięki C++ dla bystrzaków możesz zostać sprawnym programistą. Ten podręcznik, zaktualizowany, uwzględniający zmiany z rozszerzenia do języka C++ z 2014 roku, pomoże Ci zrozumieć klasy, dziedziczenie, pokaże, jak sprawić, by Twój program wykonywał się w sposób bezpieczny - i wiele więcej.

W książce:

• Twój pierwszy program
• Operatory matematyczne i logiczne
• Programowanie obiektowe
• Obsługa błędów i obrona przed hakerami

Rozdziały:

O autorze 15

Podziękowania od autora 17

Wprowadzenie 19

CZĘŚĆ I: PODSTAWY PROGRAMOWANIA W C++ 25

Rozdział 1: Pierwszy program w C++ 27

• Pojęcia dotyczące języka C++ 28
• Instalacja Code::Blocks 29
  • Windows 29
  • Ubuntu Linux 32
  • Macintosh 34
• Tworzenie pierwszego programu w C++ 37
  • Tworzenie projektu 38
  • Wprowadzanie kodu w języku C++ 39
  • Korzystanie ze ściągawki 41
  • Budowanie programu 42
• Uruchamianie programu 43
• Przeglądanie programu z komentarzami 44
  • Analiza struktury programów w C++ 45
  • Opatrywanie kodu źródłowego komentarzami 45
  • Tworzenie programów z instrukcji C++ 46
  • Deklaracja zmiennych 47
  • Generowanie wyjścia programu 48
• Obliczanie wyrażeń 48
  • Przechowywanie wyników wyrażenia 48
  • Pozostała część programu Conversion 49

Rozdział 2: Stałe deklarowanie zmiennych 51

• Deklaracja zmiennych 52
• Deklarowanie różnych typów zmiennych 52
  • Przegląd ograniczeń liczb całkowitych w C++ 53
  • Rozwiązywanie problemu zaokrągleń 54
  • Ograniczenia liczb zmiennoprzecinkowych 55
• Deklarowanie typów zmiennych 57
  • Typy stałych 58
  • Zakres typów liczbowych 59
  • Znaki specjalne 60
• Szerokie ładunki na autostradzie typu Char 61
• Czy te obliczenia są logiczne? 62
• Wyrażenia mieszane 63
• Deklaracje automatyczne 64

Rozdział 3: Operacje matematyczne 67

• Wykonywanie prostych obliczeń binarnych 68
• Dekomponowanie wyrażeń 69
• Określanie kolejności operacji 69
• Wykonywanie operacji jednoargumentowych 70
• Korzystanie z operatorów przypisania 72

Rozdział 4: Operacje logiczne 75

• Po co wykonujemy operacje logiczne? 76
• Korzystanie z prostych operatorów logicznych 76
  • Przechowywanie wartości logicznych 77
  • Używanie logicznych zmiennych typu int 79
  • Zawiłości wykonywania operacji logicznych na zmiennych zmiennoprzecinkowych 79
• Wyrażanie liczb binarnych 81
  • System liczb dziesiętnych 81
  • Inne systemy liczbowe 82
  • System liczb binarnych 82
• Wykonywanie bitowych operacji logicznych 84
  • Operatory jednobitowe 84
  • Używanie operatorów bitowych 86
  • Prosty test 86

Rozdział 5: Sterowanie przepływem programu 89

• Sterowanie przepływem programu za pomocą instrukcji rozgałęzienia 90
• Wykonywanie pętli 92
  • Wykonywanie pętli, gdy warunek jest prawdziwy 92
  • Wykorzystanie autoinkrementacji i autodekrementacji 94
  • Pętle for 95
  • Unikanie budzącej strach pętli nieskończonej 98
  • Pętla for zależna od zakresu 98
  • Instrukcje zarządzania pętlami 99
• Zagnieżdżanie instrukcji sterujących 102
• Przełączanie na inny temat? 104

CZĘŚĆ II: PROGRAMOWANIE W C++ Z WYKORZYSTANIEM FUNKCJI 107

Rozdział 6: Tworzenie funkcji 109

• Pisanie i używanie funkcji 110
  • Definiowanie funkcji 112
  • Definiowanie funkcji sumujSekwencje() 112
  • Wywoływanie funkcji sumujSekwencje() 113
  • Dziel i rządź 113
• Funkcje w szczegółach 113
  • Funkcje proste 114
  • Funkcje z argumentami 115
• Przeciążanie funkcji 117
• Definiowanie prototypów funkcji 119
• Argumenty domyślne 120
• Przekazywanie przez wartość i przekazywanie przez referencję 122
• Typy przechowywania zmiennych 123

Rozdział 7: Przechowywanie sekwencji w tablicach 125

• Szeregowanie argumentów w tablicach 126
  • Korzystanie z tablic 127
  • Inicjowanie tablic 130
  • Sięganie poza zakres tablicy 131
  • Pętle bazujące na zakresach 131
  • Definiowanie i używanie tablic w tablicach 132
• Korzystanie z tablic znaków 133
  • Tworzenie tablicy znaków 133
  • Tworzenie ciągu znaków 134
• Manipulowanie ciągami znaków 136
• Niektóre funkcje biblioteki standardowej 138
• Miejsce dla ciągów złożonych z szerokich znaków 139

Rozdział 8: Wskaźniki w C++ 141

• Rozmiar zmiennej 141
• Czym jest adres? 143
• Operatory adresu 143
• Używanie wskaźników 145
  • Używanie różnych typów wskaźników 146
• Przekazywanie wskaźników do funkcji 147
  • Przekazywanie przez wartość 147
  • Przekazywanie wartości wskaźnikowych 148
  • Przekazywanie przez referencję 148
• Zmienne stałe 149
• Korzystanie ze sterty 151
  • Ograniczony zasięg 151
  • Analiza problemu zakresu ważności 152
  • Użycie sterty 153

Rozdział 9: Drugie spojrzenie na wskaźniki w C++ 155

• Definiowanie operacji na wskaźnikach 155
  • Użycie wskaźników w tablicach 156
  • Użycie operatorów do adresu tablicy 158
  • Operacje wskaźnikowe na ciągach znaków 159
  • Uzasadnienie użycia wskaźników 161
  • Stosowanie operatorów do wskaźników innych typów niż char 161
  • Porównanie wskaźnika z tablicą 162
• Wskaźnik null 164
• Deklaracja i użycie tablic wskaźników 165
  • Wykorzystanie tablic ciągów znaków 166
  • Dostęp do argumentów funkcji main() 168

Rozdział 10: Preprocesor C++ 173

• Co to jest preprocesor? 173
• Dołączanie plików 174
• #Definiowanie 177
  • A może by tak nie definiować? 180
  • Wyliczeniowy typ danych 181
• Dołączanie warunkowe z użyciem instrukcji #if 183
• Obiekty zdefiniowane wewnętrznie 184
• Typedef 186

CZĘŚĆ III: WPROWADZENIE DO KLAS 187

Rozdział 11: Programowanie obiektowe 189

• Abstrakcyjne kuchenki mikrofalowe 189
  • Przygotowanie funkcjonalnego nachos 190
  • Przygotowywanie nachos w sposób obiektowy 191
• Klasyfikacja kuchenki mikrofalowej 191
• Po co klasyfikujemy przedmioty? 192

Rozdział 12: Klasy w C++ 195

• Wprowadzenie do klas 195
• Kształt klasy 196
• Dostęp do elementów klasy 197
• Aktywacja obiektów 197
  • Symulowanie rzeczywistych obiektów 198
  • Po co zawracać sobie głowę funkcjami składowymi? 198
• Dodawanie funkcji składowej 199
• Wywoływanie funkcji składowych 200
  • Dostęp do pól z funkcji składowej 202
• Ustalanie zakresu 203
• Definiowanie funkcji składowych w klasie 204
• Umieszczanie funkcji składowych poza klasą 206
• Przeciążanie funkcji składowych 208

Rozdział 13: Wskazywanie na obiekty 211

• Deklarowanie tablic obiektów 211
• Deklarowanie wskaźników do obiektów 212
  • Dereferencja wskaźnika obiektu 213
  • Wskazywanie w kierunku strzałek 214
• Przekazywanie obiektów do funkcji 214
  • Wywoływanie funkcji z wartością obiektu 215
  • Wywoływanie funkcji ze wskaźnikiem na obiekt 216
  • Wywoływanie funkcji za pomocą operatora referencji 217
• Po co przejmować się wskaźnikami i referencjami? 218
• Zwracanie do sterty 219
  • Alokowanie obiektów ze sterty 220
  • Kiedy kompilator alokuje za Ciebie pamięć? 220
• Listy 221
  • Wykonywanie innych operacji na listach 222
  • Wykorzystanie list w programie DaneListyJed 223
• Promyk nadziei: lista kontenerów w bibliotece C++ 226

Rozdział 14: Chronione elementy składowe klasy 227

• Ochrona składowych 227
  • Dlaczego potrzebujesz składowych chronionych? 228
  • Jak działają składowe chronione? 228
• Po co chronić składowe klasy? 230
  • Ochrona wewnętrznego stanu klasy 230
  • Używanie klasy z ograniczonym interfejsem 231
• Dostęp do elementów chronionych z zewnątrz 231

Rozdział 15: "Po co mnie tworzysz, skoro za chwilę chcesz mnie zniszczyć?" 235

• Tworzenie obiektów 236
• Korzystanie z konstruktorów 237
  • Konstruowanie pojedynczego obiektu 237
  • Konstruowanie wielu obiektów 238
  • Konstruowanie dupleksu 239
• Dekonstrukcja obiektu 241
  • Do czego służy destruktor? 241
  • Praca z destruktorami 242

Rozdział 16: Argumenty przekazywane przez konstruktor 247

• Wyposażenie konstruktorów w argumenty 248
  • Korzystanie z konstruktora 248
• Przeciążanie konstruktora 250
• Automatyczne konstruktory domyślne 253
• Konstruowanie składowych klasy 255
  • Konstruowanie składowej typu złożonego 255
  • Konstruowanie składowej, która jest stałą 261
• Rekonstrukcja kolejności konstruowania 261
  • Kolejność konstrukcji obiektów lokalnych 262
  • Obiekty statyczne są konstruowane tylko raz 262
  • Wszystkie obiekty globalne są konstruowane przed funkcją main() 263
  • Obiekty globalne są konstruowane bez określonej kolejności 264
  • Składowe są konstruowane w kolejności, w jakiej zostały zadeklarowane 265
  • Destruktory niszczą obiekty w kolejności odwrotnej do kolejności ich tworzenia 265
• Konstruowanie tablic 265
• Konstruktory jako forma konwersji 266

Rozdział 17: Konstruktory kopiujący i przenoszący 269

• Kopiowanie obiektu 269
  • Do czego służy konstruktor kopiujący? 270
  • Korzystanie z konstruktora kopiującego 270
• Automatyczny konstruktor kopiujący 272
• Kopiowanie głębokie i kopiowanie płytkie 273
• Obiekty tymczasowe 277
  • Trwałe unikanie obiektów tymczasowych 279
  • Konstruktor przenoszący 280

Rozdział 18: Składowe statyczne: czy zmiękczacz tkanin może pomóc? 283

• Definiowanie składowej statycznej 284
  • Do czego służą składowe statyczne? 284
  • Używanie składowych statycznych 284
  • Odwoływanie się do składowych statycznych 285
  • Przypadki użycia składowych statycznych 287
• Deklarowanie statycznych funkcji składowych 287
• O czym to w ogóle jest? 290

CZĘŚĆ IV: DZIEDZICZENIE 293

Rozdział 19: Dziedziczenie 295

• Czy potrzebuję dziedziczenia? 297
• Jak dziedziczy klasa? 297
  • Używanie podklasy 299
  • Konstruowanie podklasy 299
  • Niszczenie podklasy 301
  • Dziedziczenie konstruktorów 301
• Relacja MA 302

Rozdział 20: Wirtualne funkcje składowe. Czy są realne? 303

• Do czego jest potrzebny polimorfizm? 306
• Jak działa polimorfizm? 307
• Kiedy funkcja nie jest wirtualna? 308
• Wirtualne rozważania 310

Rozdział 21: Faktoryzacja klas 313

• Faktoryzacja 314
• Implementacja klas abstrakcyjnych 318
  • Opisywanie koncepcji klasy abstrakcyjnej 318
  • Tworzenie klasy konkretnej z klasy abstrakcyjnej 320
  • Przekazywanie klas abstrakcyjnych 320

CZĘŚĆ V: BEZPIECZEŃSTWO 323

Rozdział 22: Czy zaakceptujesz nowy operator przypisania? 325

• Porównanie operatorów z funkcjami 326
• Wstawianie nowego operatora 327
• Tworzenie płytkich kopii to poważny problem 327
• Przeciążanie operatora przypisania 329
• Przeciążenie operatora indeksu 333
• Konstruktor i operator przenoszący 334

Rozdział 23: Strumienie wejścia-wyjścia 337

• Jak działa strumień wejścia-wyjścia? 338
  • Domyślne obiekty strumienia 338
• Strumienie wejścia-wyjścia 340
  • Tryby otwierania 341
  • Hej, pliku, w jakim jesteś stanie? 342
  • Czy możesz mi pokazać przykład? 343
• Inne metody klas obsługi strumieni 346
  • Bezpośrednie czytanie i zapisywanie strumieni 348
  • Zarządzanie formatem 350
  • O co chodzi z endl? 351
  • Umieszczanie wskaźnika w pliku 352
• Korzystanie z podklas klasy stringstream 353
• Manipulowanie manipulatorami 356

Rozdział 24: Obsługa błędów - wyjątki 359

• Uzasadnienie dla nowego mechanizmu obsługi błędów 361
• Działanie mechanizmu wyjątków 362
• Czym można rzucać? 365
• Uwaga, przechodzę! 367

Rozdział 25: Dziedziczenie wielokrotne 369

• Mechanizm dziedziczenia wielokrotnego 370
• Jak sobie poradzić z niejasnościami dotyczącymi dziedziczenia? 371
• Dziedziczenie wirtualne 372
• Konstruowanie obiektów dziedziczenia wielokrotnego 378
• Wyrażanie sprzecznych opinii 379

Rozdział 26: Szablony w C++ 381

• Uogólnianie funkcji do szablonu 382
• Szablony klas 384
• Wskazówki dotyczące korzystania z szablonów 387
• Instancje szablonów zewnętrznych 388
• Implementowanie listy inicjalizacyjnej 388

Rozdział 27: Standaryzacja w bibliotece STL 391

• Kontener typu string 392
• Iterowanie po listach 397
  • Przeglądanie listy 398
  • Operacje na całej liście 400
  • Czy możesz mi pokazać przykład? 400

Rozdział 28: Pisanie bezpiecznego kodu 403

• Motywy działania hakerów 404
• Na czym polega wstrzyknięcie kodu? 406
  • Przykładowe wstrzyknięcie SQL 406
  • Unikanie wstrzykiwania kodu 408
• Przepełnianie bufora dla zabawy i zysku 409
  • Czy mogę zobaczyć przykład? 410
  • Hakerskie wykorzystanie przepełnienia bufora 412
  • Unikanie przepełnienia bufora - pierwsza próba 416
  • Unikanie przepełnienia bufora - druga próba 418
  • Kolejna zaleta klasy string 420
  • Dlaczego nie zawsze należy używać klasy string? 422

CZĘŚĆ VI: DEKALOGI 425

Rozdział 29: Dziesięć sposobów na zapobieganie błędom 427

• Włączaj wszystkie ostrzeżenia i komunikaty o błędach 427
• Koduj w jasnym i spójnym stylu 428
• Ograniczaj widoczność 429
• Dodawaj komentarze do kodu w trakcie pisania 430
• Wykonuj krok po kroku każdą ścieżkę przynajmniej raz 431
• Unikaj przeciążania operatorów 431
• Zarządzaj stertą systematycznie 431
• Używaj wyjątków do obsługi błędów 432
• Deklaruj wirtualne destruktory 432
• Unikaj dziedziczenia wielokrotnego 434

Rozdział 30: Dziesięć sposobów na ochronę programów przed hakerami 435

• Nie zakładaj niczego w odniesieniu do danych wprowadzanych przez użytkowników 436
• Obsługuj awarie z wdziękiem 437
• Zapisuj logi programu 438
• Postępuj zgodnie z dobrymi zasadami wytwarzania oprogramowania 439
• Wdrożenie kontroli wersji 440
• Bezpiecznie uwierzytelniaj użytkowników 441
• Zarządzaj zdalnymi sesjami 444
• Zaciemniaj swój kod 445
• Podpisz swój kod za pomocą certyfikatu cyfrowego 448
• Użyj bezpiecznego szyfrowania wszędzie tam, gdzie jest to konieczne 449

CZĘŚĆ VII: DODATKI 451