C++ powstał w 1979 roku. Od tej pory cały czas się rozwija. Mimo że wymaga od programisty pewnej dyscypliny i staranności w pracy, jest chętnie wykorzystywany, daje bowiem ogromne możliwości i cechuje się elastycznością. W języku tym zaimplementowano mechanizmy programowania obiektowego. Opanowanie C++ nie tylko pozwala programistom tworzyć aplikacje dla praktycznie wszystkich platform, komputerów, serwerów i urządzeń mobilnych, ale również ułatwia naukę innych języków programowania. Aby w pełni skorzystać z tych zalet, trzeba od początku przykładać się do nauki pisania kodu z poszanowaniem dobrych praktyk.

To kolejne wydanie lubianego podręcznika programowania w języku C++; książka przeznaczona dla osób, które dopiero rozpoczynają naukę kodowania, i tych, które mają już doświadczenie z innymi językami. Znalazło się tu przystępne wyjaśnienie podstaw działania komputera oraz wprowadzenie do samego języka, a także mnóstwo pożytecznych wskazówek dla początkujących. Bardziej zaawansowani programiści docenią szczegółowe opisy niuansów, zawiłości i źródeł możliwych problemów. Książka jest napisana prostym, zrozumiałym językiem i zawiera wiele świetnie dobranych przykładów ilustrujących nie tylko funkcje i konstrukcje języka C++, ale również przypadki i sposoby ich użycia.

Najważniejsze zagadnienia:

• przystępne wprowadzenie do C++
• funkcje i klasy, tablice i wektory
• wyrażenia lambda, wskaźniki i przeciążanie operatorów
• dziedziczenie i polimorfizm
• stosy, kolejki i rekurencja
• - drzewa binarne: tworzenie i operacje na drzewach

Idź i programuj w C++!

Rozdziały:

Przedmowa 15

 

Rozdział 1. Wprowadzenie do komputerów i programowania 29

• 1.1. Dlaczego tworzymy oprogramowanie? 29
• 1.2. Systemy komputerowe: sprzęt i oprogramowanie 31
• 1.3. Programy i języki programowania 37
• 1.4. Z czego składa się program? 43
• 1.5. Przyjmowanie danych, ich przetwarzanie i wynik 47
• 1.6. Proces programowania 48
• 1.7. Programowanie proceduralne i obiektowe 52
• Pytania i ćwiczenia kontrolne 54

Rozdział 2. Wprowadzenie do języka C++ 57

• 2.1. Elementy programu w języku C++ 57
• 2.2. Obiekt cout 61
• 2.3. Dyrektywa #include 66
• 2.4. Zmienne, literały i wyrażenia przypisania 67
• 2.5. Identyfikatory 71
• 2.6. Typy danych liczb całkowitych 73
• 2.7. Typ char 78
• 2.8. Klasa string w C++ 82
• 2.9. Typy danych liczb zmiennoprzecinkowych 84
• 2.10. Typ danych bool 87
• 2.11. Określanie rozmiaru typu danych 88
• 2.12. Więcej o inicjowaniu zmiennych i przypisywaniu wartości 90
• 2.13. Zasięg zmiennych 92
• 2.14. Operatory arytmetyczne 93
• 2.15. Komentarze 100
• 2.16. Stałe nazwane 102
• 2.17. Styl programowania 105
• Pytania i ćwiczenia kontrolne 107
• Wyzwania programistyczne 111

Rozdział 3. Wyrażenia i interaktywność 115

• 3.1. Obiekt cin 115
• 3.2. Wyrażenia matematyczne 121
• 3.3. Gdy pomylisz jabłka z pomarańczami: konwersja typów 129
• 3.4. Przepełnienie i zaniżenie 132
• 3.5. Rzutowanie typów 133
• 3.6. Wielokrotne przypisania i przypisania łączone 136
• 3.7. Formatowanie wyjścia 140
• 3.8. Operacje na znakach i obiekcie string 149
• 3.9. Więcej matematycznych funkcji bibliotecznych 155
• 3.10. Rzecz o debugowaniu: ręczne śledzenie programu 161
• 3.11. Rozwiązywanie problemu: analiza przypadku 162
• Pytania i ćwiczenia kontrolne 166
• Wyzwania programistyczne 172

Rozdział 4. Podejmowanie decyzji 181

• 4.1. Operatory relacji 181
• 4.2. Instrukcja if 186
• 4.3. Rozszerzanie instrukcji if 194
• 4.4. Instrukcja if/else 197
• 4.5. Zagnieżdżone struktury warunkowe 200
• 4.6. Instrukcja if/else if 207
• 4.7. Flagi 212
• 4.8. Operatory logiczne 213
• 4.9. Sprawdzanie przedziału liczbowego za pomocą operatorów logicznych 220
• 4.10. Menu 222
• 4.11. Rzecz o inżynierii oprogramowania: walidacja wejścia użytkownika 224
• 4.12. Porównywanie typów char i string 226
• 4.13. Operator warunkowy 230
• 4.14. Instrukcja switch 233
• 4.15. Więcej o blokach i zasięgu zmiennych 241
• Pytania i ćwiczenia kontrolne 244
• Wyzwania programistyczne 250

Rozdział 5. Pętle i pliki 261

• 5.1. Operatory inkrementacji i dekrementacji 261
• 5.2. Wprowadzenie do pętli: pętla while 266
• 5.3. Walidacja wejścia za pomocą pętli while 273
• 5.4. Liczniki 275
• 5.5. Pętla do-while 276
• 5.6. Pętla for 281
• 5.7. Obliczanie sumy bieżącej 291
• 5.8. Wartownik 293
• 5.9. Rzecz o inżynierii oprogramowania: której pętli użyć? 295
• 5.10. Pętle zagnieżdżone 296
• 5.11. Zastosowanie plików do przechowywania danych 298
• 5.12. Temat dodatkowy: przerywanie i kontynuowanie pętli 318
• Pytania i ćwiczenia kontrolne 322
• Wyzwania programistyczne 327

Rozdział 6. Funkcje 335

• 6.1. Rzecz o inżynierii oprogramowania: programowanie modułowe 335
• 6.2. Definicja i wywoływanie funkcji 336
• 6.3. Prototypy funkcji 344
• 6.4. Przekazywanie danych do funkcji 346
• 6.5. Przekazywanie danych przez wartość 350
• 6.6. Rzecz o inżynierii oprogramowania: zastosowanie funkcji w programie sterowanym przez menu 352
• 6.7. Instrukcja return 356
• 6.8. Zwracanie wartości z funkcji 357
• 6.9. Zwracanie wartości boolowskiej 365
• 6.10. Zmienne lokalne i globalne 367
• 6.11. Statyczne zmienne lokalne 374
• 6.12. Argumenty domyślne 378
• 6.13. Zastosowanie wskaźników jako parametrów 381
• 6.14. Przeciążanie funkcji 386
• 6.15. Funkcja exit() 390
• 6.16. Funkcje wirtualne i sterowniki 392
• Pytania i ćwiczenia kontrolne 394
• Wyzwania programistyczne 398
• Projekt grupowy 406

Rozdział 7. Tablice i wektory 409

• 7.1. Tablica jako zbiór wartości 409
• 7.2. Dostęp do elementów tablicy 411
• 7.3. Brak kontroli zakresów w języku C++ 422
• 7.4. Zakresowa pętla for 425
• 7.5. Przetwarzanie zawartości tablicy 429
• 7.6. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: tablice równoległe 437
• 7.7. Tablice w argumentach funkcji 440
• 7.8. Tablice dwuwymiarowe 450
• 7.9. Tablice o trzech i większej liczbie wymiarów 457
• 7.10. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: analiza przypadku 459
• 7.11. Wprowadzenie do typu STL vector 461
• Pytania i ćwiczenia kontrolne 474
• Wyzwania programistyczne 480

Rozdział 8. Przeszukiwanie i sortowanie tablic 489

• 8.1. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: wprowadzenie do algorytmów wyszukiwania danych 489
• 8.2. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: analiza przypadku 496
• 8.3. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: wprowadzenie do algorytmów sortowania 502
• 8.4. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: analiza przypadku 512
• 8.5. Sortowanie i przeszukiwanie wektorów (kontynuacja podrozdziału 7.11) 520
• Pytania i ćwiczenia kontrolne 523
• Wyzwania programistyczne 524

Rozdział 9. Wskaźniki 529

• 9.1. Uzyskiwanie adresu zmiennej 529
• 9.2. Zmienne wskaźnikowe 531
• 9.3. Relacja pomiędzy tablicą a wskaźnikiem 538
• 9.4. Działania na wskaźnikach 542
• 9.5. Inicjowanie wskaźników 543
• 9.6. Porównywanie wskaźników 545
• 9.7. Wskaźniki jako argumenty funkcji 546
• 9.8. Dynamiczne przydzielanie pamięci 554
• 9.9. Wskaźniki jako wyniki funkcji 558
• 9.10. Inteligentne wskaźniki i zapobieganie wyciekom pamięci 565
• 9.11. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: analiza przypadku 569
• Pytania i ćwiczenia kontrolne 574
• Wyzwania programistyczne 578

Rozdział 10. O znakach, C-ciągach i więcej o klasie string 581

• 10.1. Sprawdzanie znaków 581
• 10.2. Zmiana wielkości liter 585
• 10.3. C-ciągi 588
• 10.4. Standardowe funkcje przetwarzające C-ciągi 592
• 10.5. Funkcje konwertujące ciągi i liczby 602
• 10.6. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: tworzenie własnych funkcji przetwarzających C-ciągi 609
• 10.7. Więcej o klasie string 614
• 10.8. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: analiza przypadku 627
• Pytania i ćwiczenia kontrolne 628
• Wyzwania programistyczne 631

Rozdział 11. Dane strukturalne 637

• 11.1. Typy abstrakcyjne 637
• 11.2. Struktury 639
• 11.3. Dostęp do składników struktury 642
• 11.4. Inicjowanie struktury 645
• 11.5. Tablice struktur 648
• 11.6. Inżynieria oprogramowania: struktury zagnieżdżone 651
• 11.7. Struktury jako argumenty funkcji 654
• 11.8. Struktury jako wyniki funkcji 657
• 11.9. Wskaźniki do struktur 659
• 11.10. Inżynieria oprogramowania: kiedy stosować kropkę, strzałkę i gwiazdkę? 662
• 11.11. Typy wyliczeniowe 664
• Pytania i ćwiczenia kontrolne 675
• Wyzwania programistyczne 680

Rozdział 12. Zaawansowane operacje na plikach 687

• 12.1. Operacje na plikach 687
• 12.2. Formatowanie danych wyjściowych 693
• 12.3. Umieszczanie obiektów plikowych w argumentach funkcji 695
• 12.4. Dokładniejsze sprawdzanie błędów 697
• 12.5. Funkcje do odczytywania i zapisywania danych 700
• 12.6. Inżynieria oprogramowania: praca z wieloma plikami 707
• 12.7. Pliki binarne 709
• 12.8. Tworzenie rekordów danych za pomocą struktur 714
• 12.9. Swobodny dostęp do plików 718
• 12.10. Otwieranie pliku w trybach wejściowym i wyjściowym jednocześnie 725
• Pytania i ćwiczenia kontrolne 730
• Wyzwania programistyczne 734

Rozdział 13. Wprowadzenie do klas 739

• 13.1. Programowanie proceduralne i obiektowe 739
• 13.2. Wprowadzenie do klas 746
• 13.3. Definiowanie instancji klasy 751
• 13.4. Po co są prywatne elementy? 763
• 13.5. Inżynieria oprogramowania: rozdzielenie specyfikacji i implementacji klasy 764
• 13.6. Metody śródwierszowe 770
• 13.7. Konstruktory 772
• 13.8. Umieszczanie wartości w argumentach konstruktorów 778
• 13.9. Destruktory 784
• 13.10. Przeciążanie konstruktora 788
• 13.11. Metody prywatne 793
• 13.12. Tablice obiektów 794
• 13.13. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: przykład programowania obiektowego 798
• 13.14. Programowanie obiektowe: symulowanie rzutów kostką za pomocą obiektów 805
• 13.15. Projektowanie kodu obiektowego: język UML 808
• 13.16. Projektowanie kodu obiektowego: dobór klas i określanie ich przeznaczenia 811
• Pytania i ćwiczenia kontrolne 820
• Wyzwania programistyczne 825

Rozdział 14. Więcej o klasach 837

• 14.1. Instancje klasy i statyczne elementy członkowskie 837
• 14.2. Klasy zaprzyjaźnione 844
• 14.3. Przypisanie obiektowe 849
• 14.4. Konstruktor kopiujący 850
• 14.5. Przeciążanie operatorów 856
• 14.6. Konwersja typów 882
• 14.7. Agregacja obiektów 884
• 14.8. Projektowanie kodu obiektowego: współpraca klas 889
• 14.9. Programowanie obiektowe: symulacja gry Cho-Han 893
• 14.10. Referencje do r-wartości i przenoszenie danych 903
• Pytania i ćwiczenia kontrolne 912
• Wyzwania programistyczne 917

Rozdział 15. Dziedziczenie klas, polimorfizm i funkcje wirtualne 925

• 15.1. Co to jest dziedziczenie klas? 925
• 15.2. Chronione elementy członkowskie i dostęp do klasy 933
• 15.3. Konstruktory i destruktory w klasach bazowych i pochodnych 940
• 15.4. Redefiniowanie funkcji klasy bazowej 952
• 15.5. Hierarchia klas 956
• 15.6. Polimorfizm i metody wirtualne 962
• 15.7. Abstrakcyjne klasy bazowe i funkcje czysto wirtualne 977
• 15.8. Wielodziedziczenie klas 984
• Pytania i ćwiczenia kontrolne 990
• Wyzwania programistyczne 995

Rozdział 16. Wyjątki i szablony 1003

• 16.1. Wyjątki 1003
• 16.2. Szablony funkcji 1021
• 16.3. Inżynieria oprogramowania: od czego zacząć definiowanie szablonów funkcji? 1027
• 16.4. Szablony klas 1027
• Pytania i ćwiczenia kontrolne 1036
• Wyzwania programistyczne 1039

Rozdział 17. Biblioteka STL 1041

• 17.1. Wprowadzenie do biblioteki STL 1041
• 17.2. Podstawowe informacje o kontenerach i iteratorach STL 1042
• 17.3. Klasa vector 1053
• 17.4. Klasy map, multimap i unordered_map 1066
• 17.5. Klasy set, multiset i unordered_set 1091
• 17.6. Algorytmy 1099
• 17.7. Wprowadzenie do obiektów funkcyjnych i wyrażeń lambda 1120
• Pytania i ćwiczenia kontrolne 1126
• Wyzwania programistyczne 1131

Rozdział 18.Listy łączone 1137

• 18.1. Wprowadzenie do list łączonych 1137
• 18.2. Operacje na listach łączonych 1139
• 18.3. Szablon listy łączonej 1155
• 18.4. Odmiany listy łączonej 1166
• 18.5. Standardowe kontenery list i forward_list 1166
• Pytania i ćwiczenia kontrolne 1172
• Wyzwania programistyczne 1174

Rozdział 19. Stosy i kolejki 1177

• 19.1. Wprowadzenie do stosów 1177
• 19.2. Stosy dynamiczne 1193
• 19.3. Kontener stack 1203
• 19.4. Wprowadzenie do kolejek 1205
• 19.5. Kolejki dynamiczne 1216
• 19.6. Kontenery deque i queue 1223
• Pytania i ćwiczenia kontrolne 1226
• Wyzwania programistyczne 1228

Rozdział 20. Rekurencja 1231

• 20.1. Wprowadzenie do rekurencji 1231
• 20.2. Rozwiązywanie problemów za pomocą rekurencji 1235
• 20.3. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: rekurencyjna funkcja gcd() 1242
• 20.4. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: zadania rekurencyjne 1243
• 20.5. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: rekurencyjne operacje na listach łączonych 1245
• 20.6. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: rekurencyjna funkcja wyszukiwania binarnego 1248
• 20.7. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: Wieże Hanoi 1250
• 20.8. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: algorytm sortowania szybkiego 1254
• 20.9. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: algorytm wyszukiwania wyczerpującego 1258
• 20.10. Rozwiązywanie problemu i projektowanie programu: rekurencja a iteracja 1260
• Pytania i ćwiczenia kontrolne 1261
• Wyzwania programistyczne 1263

Rozdział 21. Drzewa binarne 1265

• 21.1. Definicja i zastosowanie drzew binarnych 1265
• 21.2. Operacje przeszukiwania drzewa binarnego 1269
• 21.3. Szablon klasy do obsługi drzewa binarnego 1285
• Pytania i ćwiczenia kontrolne 1290
• Wyzwania programistyczne 1291

Dodatek A. Zestaw znaków ASCII 1295

Dodatek B. Hierarchia operatorów 1299

Dodatek C. Odpowiedzi do punktów kontrolnych 1307

Dodatek D. Odpowiedzi do pytań i ćwiczeń kontrolnych 1343