Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание
вернуться

Страуструп Бьерн
Шрифт:

Контрольные вопросы

1. Зачем нужны структуры данных с переменным количеством элементов?

2. Назовите четыре вида памяти, используемой в обычных программах.

3. Что такое свободная память? Как еще ее называют? Какие операторы работают со свободной памятью?

4. Что такое оператор разыменования и зачем он нужен?

5. Что такое адрес? Как язык С++ манипулирует с адресами?

6. Какую информацию об объекте несет указатель, который на него ссылается? Какую полезную информацию он теряет?

7. На что может ссылаться указатель?

8. Что такое утечка памяти?

9. Что такое ресурс?

10. Как инициализировать указатель?

11. Что такое нулевой указатель? Зачем он нужен?

12. Когда нужен указатель (а не ссылка или именованный объект)?

13. Что такое деструктор? Когда он нужен?

14. Зачем нужен виртуальный деструктор?

15. Как вызываются деструкторы членов класса?

16. Что такое приведение типов? Когда оно необходимо?

17. Как получить доступ к члену класса с помощью указателя?

18. Что такое двусвязный список?

19. Что собой представляет переменная

this
и когда она нужна?

Термины

Упражнения

1. Какой формат вывода значений указателя в вашей реализации языка? Подсказка: не читайте документацию.

2. Сколько байтов занимают типы

int
,
double
и
bool
? Ответьте на вопрос, не используя оператор
sizeof
.

3. Напишите функцию

void to_lower(char* s)
, заменяющую все прописные символы в строке
s
в стиле языка С на их строчные эквиваленты. Например, строка “
Hello, World!
” примет вид “
hello, world!
”. Не используйте стандартные библиотечные функции. Строка в стиле языка С представляет собой массив символов, который завершается нулем, поэтому если вы обнаружите символ
0
, то это значит, что вы находитесь в конце массива.

4. Напишите функцию

char* strdup(const char*)
, копирующую строку в стиле языка C в свободную память одновременно с ее выделением. Не используйте стандартные библиотечные функции.

5. Напишите функцию

char* findx(const char* s,const char* x)
, находящую первое вхождение строки
x
в стиле языка C в строку
s
.

6. В этой главе ничего не говорилось о том, что произойдет, если, используя оператор

new
, вы выйдете за пределы памяти. Это называется исчерпанием памяти (memory exhaustion). Выясните, что случится. У вас есть две альтернативы: обратиться к документации или написать программу с бесконечным циклом, в котором постоянно происходит выделение памяти и никогда не выполняется ее освобождение. Попробуйте оба варианта. Сколько памяти вы можете использовать, пока она не исчерпается?

7. Напишите программу, считывающую символы из потока

cin
в массив, расположенный в свободной памяти. Читайте отдельные символы, пока не будет введен знак восклицания (
!
). Не используйте класс
std::string
. Не беспокойтесь об исчерпании памяти.

8. Выполните упр. 7 еще раз, но теперь считывайте символы в строку

std::string
, а не в свободную память (класс
string
знает, как использовать свободную память). 9. Как увеличивается стек: вверх (в сторону старших адресов) или вниз (в сторону младших адресов)? В каком направлении возрастает занятая память изначально (т.е. пока вы не выполнили оператор
delete
)? Напишите программу, позволяющую выяснить это.

10. Посмотрите на решение упр. 7. Может ли ввод вызвать переполнение массива; иначе говоря, можете ли вы ввести больше символов, чем выделено памяти (это серьезная ошибка)? Что произойдет, если вы введете больше символов, чем выделено памяти?

11. Завершите программу, создающую список богов, из раздела 17.10.1 и выполните ее.

12. Зачем нужны две версии функции

find
?

13. Модифицируйте класс

Link
из раздела 17.10.1, чтобы он хранил значение типа
struct God
. Класс
God
должен иметь члены типа
string
: имя, мифология, транспортное средство и оружие. Например,
God("Зевс", "Греция", "", "молния") and God("Один", "Норвегия", "Восьминогий летающий конь по имени Слейпнер", "")
. Напишите программу
print_all
, выводящую имена богов и их атрибуты построчно. Добавьте функцию-член
add_ordered
, размещающую новый элемент с помощью оператора
new
в правильной лексикографической позиции. Используя объекты класса
Link
со значениями типа
God
, составьте список богов из трех мифологий; затем переместите элементы (богов) из этого списка в три лексикографически упорядоченных списка — по одному на каждую мифологию.

14. Можно ли написать список богов из раздела 17.10.1 в виде односвязного списка; другими словами, могли бы мы удалить член

prev
из класса
Link
? Какие причины могли бы нас заставить это сделать? В каких ситуациях разумно использовать односвязные списки? Переделайте этот пример с помощью односвязного списка.

Послесловие

Зачем возиться с такими низкоуровневыми механизмами, как указатель и свободная память, а не просто использовать класс

vector
? Один из ответов состоит в том, что кто-то же написал класс
vector
и аналогичные абстракции, поэтому нам важно знать, как это можно сделать. Существуют языки программирования, не содержащие указателей и не имеющие проблем, связанных с низкоуровневым программированием. По существу, программисты, работающие на таких языках, перепоручают решение задач, связанных с непосредственным доступом к аппаратному обеспечению, программистам, работающим на языке C++ (или на других языках, допускающих низкоуровневое программирование). Однако нам кажется, что главная причина заключается в том, что невозможно понять компьютер и программирование, не зная, как программа взаимодействует с физическими устройствами. Люди, ничего не знающие об указателях, адресах памяти и так далее, часто имеют неверные представления о возможностях языка программирования, на которых они работают; такие заблуждения приводят к созданию программ, которые “почему-то не работают”.