C++ Programmare in. seconda edizione. John R. Hubbard. McGraw-Hill Libri Italia srl

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3 John R. Hubbard Programmare in C++ seconda edizione McGraw-Hill Libri Italia srl Milano New York St. Louis San Francisco Auckland Bogotá Caracas Lisboa London Madrid Mexico City Montreal New Dehli San Juan Singapore Sydney Tokyo Toronto

4 Titolo originale: Programming with C++, 2ed Copyright 2000, The McGraw-Hill Companies, Inc. Copyright 2001 McGraw-Hill Libri Italia srl Via Ripamonti, Milano McGraw-Hill A Division of The McGraw-Hill Companies I diritti di traduzione, di riproduzione, di memorizzazione elettronica e di adattamento totale e parziale con qualsiasi mezzo (compresi i microfilm e le copie fotostatiche) sono riservati per tutti i paesi. Editor: Chiara Tartara Produzione: Gino La Rosa Traduzione della prima edizione: Roberto Pierini Traduzione della seconda edizione: Giovanni Malafarina Realizzazione editoriale: BaMa, Trezzo sull Adda (MI) Stampa: CPM, Casarile (MI) Printed in Italy CPMLLC a edizione 1997 ISBN

5 Dedicato ad Anita H. Hubbard

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7 Indice PREFAZIONE XIII Capitolo 1 INTRODUZIONE ALLA PROGRAMMAZIONE IN C Introduzione Semplici programmi L operatore di output Caratteri e stringhe di caratteri Variabili e loro dichiarazioni Token ed errori nei programmi Inizializzazione delle variabili Oggetti, variabili e costanti L operatore di input 8 Domande di ripasso 8 Problemi 9 Risposte alle domande di ripasso 9 Soluzioni dei problemi 10 Capitolo 2 TIPI FONDAMENTALI Tipi di dati numerici Il tipo booleano Tipi enumerati Tipi carattere Tipi interi Operatori aritmetici Operatori di incremento e decremento Operatori di assegnamento compatto Tipi in virgola mobile Conversioni di tipo Overflow numerico Errori di arrotondamento La notazione scientifica per i valori in virgola mobile Ambito di visibilità 27 Domande di ripasso 28 Problemi 28 Risposte alle domande di ripasso 29 Soluzioni dei problemi 29 Capitolo 3 ISTRUZIONI CONDIZIONALI L istruzione if L istruzione if..else Parole chiave 33

8 VIII Indice 3.4 Operatori relazionali Blocchi di istruzioni Condizioni composte Cortocircuiti Espressioni booleane Istruzioni condizionali annidate Il costrutto else if L istruzione switch L operatore di espressione condizionale 44 Domande di ripasso 45 Problemi 46 Risposte alle domande di ripasso 47 Soluzioni dei problemi 50 Capitolo 4 ITERAZIONI L istruzione while Terminare un ciclo L istruzione do..while L istruzione for L istruzione break L istruzione continue L istruzione goto Generazione di numeri pseudo-casuali 71 Domande di ripasso 75 Problemi 76 Risposte alle domande di ripasso 77 Soluzioni dei problemi 78 Capitolo 5 FUNZIONI Introduzione Funzioni della libreria C++ standard Funzioni definite da utente Programmi di verifica Dichiarazioni e definizioni di funzione Compilazioni separate Variabili locali e funzioni Funzioni void Funzioni booleane Funzioni di input/output Passaggio dei parametri per riferimento Passaggio per riferimento costante Funzioni inline Ambito di visibilità delle funzioni Sovrapposizione La funzione main() Argomenti di default 104 Domande di ripasso 105 Problemi 105 Risposte alle domande di ripasso 108 Soluzioni dei problemi 109

9 Indice IX Capitolo 6 ARRAY Introduzione Elaborazione di array Inizializzazione di un array Sconfinamento degli indici dell array Passaggio di array a una funzione L algoritmo di ricerca lineare L algoritmo bubble sort L algoritmo di ricerca binaria Uso di array con tipi enumerati Definizioni di tipo Array multidimensionali 135 Domande di ripasso 138 Problemi 138 Risposte alle domande di ripasso 143 Soluzioni dei problemi 143 Capitolo 7 PUNTATORI E RIFERIMENTI L operatore di indirizzo Riferimenti Puntatori L operatore di dereferenziazione Tipi derivati Oggetti e lvalue Funzione che restituisce un riferimento Array e puntatori L operatore new L operatore delete Array dinamici Uso di const con puntatori Array di puntatori e puntatori ad array Puntatori a puntatori Puntatori a funzioni nul, null, void 171 Domande di ripasso 172 Problemi 174 Risposte alle domande di ripasso 176 Soluzioni dei problemi 179 Capitolo 8 STRINGHE C Introduzione I puntatori: ripasso Stringhe C Input/output di stringhe Alcune funzioni membro di cin Funzioni su caratteri Array di stringhe Funzioni standard su stringhe C 202 Domande di ripasso 209

10 X Indice Problemi 211 Risposte alle domande di ripasso 213 Soluzioni dei problemi 214 Capitolo 9 STRINGHE C++ STANDARD Introduzione Input formattato Input non formattato Il tipo stringa C++ standard File Stream di stringhe 228 Domande di ripasso 229 Problemi 230 Risposte alle domande di ripasso 234 Soluzioni dei problemi 234 Capitolo 10 CLASSI Introduzione Dichiarazione di classi Costruttori Liste di inizializzazione dei costruttori Funzioni di accesso Funzioni membro private Il costruttore di copia Il distruttore di classe Oggetti const Strutture Puntatori a oggetti Dati membro static Funzioni membro static 254 Domande di ripasso 256 Problemi 256 Risposte alle domande di ripasso 257 Soluzioni dei problemi 258 Capitolo 11 SOVRAPPOSIZIONE DEGLI OPERATORI Introduzione Sovrapposizione dell operatore di assegnazione Il puntatore this Sovrapposizione degli operatori aritmetici Sovrapposizione degli operatori di assegnazione aritmetici Sovrapposizione degli operatori relazionali Sovrapposizione degli operatori di stream Operatori di conversione Sovrapposizione degli operatori di incremento e decremento Sovrapposizione dell operatore di indice 273 Domande di ripasso 274 Problemi 274 Risposte alle domande di ripasso 275 Soluzioni dei problemi 275

11 Indice XI Capitolo 12 CLASSI ANNIDATE E CLASSI DERIVATE Introduzione Classi annidate Classi derivate - Ereditarietà Membri della classe protected Sovrascrittura e dominio di membri ereditati Differenza fra accesso private e accesso protected Funzioni virtual e polimorfismo Distruttori virtuali Classi base astratte Programmazione orientata agli oggetti 295 Domande di ripasso 297 Problemi 298 Risposte alle domande di ripasso 298 Soluzioni dei problemi 299 Capitolo 13 MODELLI E ITERATORI Introduzione Modelli di funzioni Modelli di classi Classi contenitore Modelli di sottoclassi Passaggio di classi modello ai parametri del modello Un modello di classe per liste concatenate Classi iteratore 318 Domande di ripasso 325 Problemi 325 Risposte alle domande di ripasso 325 Soluzioni dei problemi 326 Capitolo 14 VETTORI C++ STANDARD Introduzione Iteratori sui vettori Assegnazione di vettori Le funzioni erase() e insert() La funzione find() Il modello di classe vector Controllo dell intervallo 338 Domande di ripasso 338 Problemi 338 Risposte alle domande di ripasso 339 Soluzioni dei problemi 339 Capitolo 15 CLASSI CONTENITORE C++ standard Ansi/Iso La standard template library Classi contenitore modello del C++ standard Algoritmi generici del C++ standard File header 345

12 XII Indice Appendice A CODICI CARATTERE 347 A.1 Il codice Ascii 347 A.2 Unicode 350 Appendice B PAROLE CHIAVE DEL C++ STANDARD 352 Appendice C OPERATORI C++ STANDARD 355 Appendice D CLASSI CONTENITORE DEL C++ STANDARD 357 D.1 Classe vector 357 D.2 Classe deque 362 D.3 Classe stack 362 D.4 Classe queue 362 D.5 Classe priority_queue 363 D.6 Classe list 364 D.7 Classe map 365 D.8 Classe set 367 Appendice E ALGORITMI GENERICI C Appendice F LA LIBRERIA C STANDARD 397 Appendice G NUMERI ESADECIMALI 402

13 Prefazione Come ogni altro volume della collana Schaum s, il presente testo è destinato principalmente allo studio individuale, preferibilmente affiancato da un manuale di programmazione in C++ o di informatica generale; è indicato tuttavia anche come guida a sé stante o come sussidio esercitativo per il libro di testo universitario. Il volume contiene più di 200 esempi e problemi risolti. È mia convinzione che i princìpi delle strutture dati possano essere proficuamente appresi servendosi di una raccolta ben organizzata di esempi, corredati da spiegazioni esaustive. Questo libro si prefigge appunto di fornire un tale supporto. Il C++ è stato creato da Bjarne Stroustrup nei primi anni Ottanta. Basato su C e su Simula, è oggi uno dei più popolari linguaggi per la programmazione orientata agli oggetti. Il linguaggio è stato standardizzato nel 1998 dall ANSI (American National Standard Institute) e dall ISO (International Standards Organization). Il nuovo standard ANSI/ISO, cui questa seconda edizione del libro è conforme, comprende la potente libreria STL (Standard Template Library). Benché la maggior parte delle persone che si accingono a studiare il C++ abbia qualche precedente esperienza di programmazione, lo studio di questo manuale non necessita di tale prerequisito, perché tratta il C++ come primo linguaggio affrontato dal lettore. Chi possiede già nozioni di programmazione, pertanto, può saltare i primi capitoli del libro. Il C++ è un linguaggio difficile per almeno due motivi. In primo luogo, esso eredita dal C un economia di espressioni che spesso i neofiti trovano criptica. In secondo luogo, in quanto linguaggio orientato agli oggetti, il suo ampio ricorso a classi e modelli costituisce una notevole difficoltà per chi non è abituato a pensare in tali termini. Questo manuale intende fornire ai programmatori alle prime armi l assistenza necessaria a superare i suddetti ostacoli. Vorrei infine ringraziare tutti i miei amici, colleghi, studenti e lo staff della McGraw-Hill, che mi hanno aiutato nella revisione critica del manoscritto; tra questi, John Aliano, Arthur Biderman, Francis Minhthang Bui, Al Dawson, Pete Dailey, Mohammed El-Beltagy, Gary Galvez, Libbie Geiger, Sergei Gorlatch, John B. Hubbard, Raana Jeelani, Dick Palas, Blake Puhak, Arni Sigurjonsson, Andrew Somers, Joe Troncale, Maureen Walker, Stefan Wentzig e Nat Withers. Le loro capacità di revisione sono state molto apprezzate. Un ringraziamento particolare va a mia moglie e collega, Anita H. Hubbard, per i consigli, l incoraggiamento e i suggerimenti costruttivi relativi al libro. Molti dei problemi originali che trovate in questo volume sono suoi. John R. Hubbard