Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание

2. Добавьте класс multimap и поместите в него темы сообщений. Пусть программа вводит строки с клавиатуры и выводит каждое сообщение, у которого тема совпадает с заданной строкой.

3. Модифицируйте пример из раздела 23.4 и примените регулярные выражения для выявления темы и отправителя сообщения электронной почты.

4. Найдите реальный файл с сообщениями электронной почты (т.е. файл, содержащий реальные сообщения) и модифицируйте программу так, чтобы она могла выявлять темы по именам отправителей, которые вводятся пользователем с клавиатуры.

5. Найдите большой файл с сообщениями электронной почты (тысячи сообщений), а затем запишите его в объекты класса multimap и unordered_multimap. Обратите внимание на то, что в нашем приложении никак не используется преимущество упорядоченности объекта класса multimap.

6. Напишите программу, обнаруживающую даты в текстовом файле. Выведите на печать каждую строку, содержащую хотя бы одну дату в формате linenumber:line. Начните с регулярного выражения для простого формата, например 12/24/2000, и протестируйте ее на нем. Затем добавьте новые форматы.

7. Напишите программу (аналогичную предыдущей), которая находит номера кредитных карточек в файле. Разберитесь в том, какие форматы на самом деле используются для записи номеров кредитных карточек, и реализуйте их проверку в вашей программе.

8. Модифицируйте программу из раздела 23.8.7 так, чтобы на ее вход поступали шаблон и имя файла. Результатом работы программы должны быть пронумерованные строки (line–number:line), соответствующие шаблону. Если соответствия не выявлены, ничего выводить не надо.

9. Используя функцию eof (раздел Б.7.2), можно определить, какая строка в таблице является последней. Используйте эту функцию для упрощения программы, анализирующей таблицу (см. раздел 23.9). Проверьте вашу программу на файлах, содержащих пустую строку после таблицы, а также на файлах, которые не заканчиваются переходом на новую строку.

10. Модифицируйте программу для проверки таблицы из раздела 23.9 так, чтобы она выводила новую таблицу, в которой строки, имеющие одинаковые первые цифры (означающие год: первому классу соответствует число 1), были объединены.

11. Модифицируйте программу для проверки таблицы из раздела 23.9 так, чтобы проверить, возрастает или убывает количество учеников с годами.

12. Напишите программу, основываясь на программе, выявляющей строки, содержащие даты (упр. 6), найдите все даты и переведите их в формат ISO год/месяц/день. Эта программа должна считывать информацию из входного файла и выводить ее в выходной файл, идентичный входному, за одним исключением: даты в нем записаны в другом формате.

13. Соответствует ли точка (.) шаблону '\n'? Напишите программу, которая отвечает на этот вопрос.

14. Напишите программу, которую, подобно программе из раздела 23.8.7, можно использовать для экспериментирования с сопоставлением шаблонов с помощью их ввода извне. Однако теперь программа должна считывать данные из файла и записывать их в память (разделение на строки производится с помощью символа перехода на новую строку '\n'), чтобы можно было экспериментировать с шаблонами, содержащими разрывы строк. Протестируйте программу на нескольких десятках шаблонов.

15. Опишите шаблон, который нельзя представить с помощью регулярного выражения.

16. Только для экспертов: докажите, что шаблон из предыдущего упражнения действительно не является регулярным выражением.

Послесловие

Легко впасть в заблуждение, считая, что компьютеры и вычисления относятся только к числам, что вычисления являются частью математики. Очевидно, это не так. Просто посмотрите на экран компьютера; он заполнен текстом и пикселями. Может быть, ваш компьютер еще и воспроизводит музыку. Для каждого приложения важно выбрать правильный инструмент. В контексте языка С++ это значит правильно выбрать подходящую библиотеку. Для манипуляций текстом основным инструментом часто является библиотека регулярных выражений. Кроме того, не следует забывать об ассоциативных контейнерах map и стандартных алгоритмах.

Глава 24 Числа

“Любая сложная проблема имеет ясное, простое

и при этом неправильное решение”.

Г.Л. Менкен (H.L. Mencken)

Эта глава представляет собой обзор основных инструментов для численных расчетов, предоставляемых языком и его библиотекой. Мы рассмотрим фундаментальные проблемы, связанные с размером, точностью и округлением. В центре внимания этой главы — многомерные массивы в стиле языка С и библиотека N– мерных матриц. Мы также опишем генерирование случайных чисел, которые часто необходимы для тестирования и моделирования, а также для программирования игр. В заключение будут упомянуты стандартные математические функции и кратко изложены основные функциональные возможности библиотеки, предназначенные для работы с комплексными числами.

24.1. Введение

Для некоторых людей, скажем, многих ученых, инженеров и статистиков, серьезные числовые расчеты являются основным занятием. В работе многих людей числовые расчеты играют значительную роль. К этой категории относятся специалисты по компьютерным наукам, иногда работающие с физиками. У большинства людей необходимость в числовых расчетах, выходящая за рамки простых арифметических действий над целыми числами и числами с десятичной точкой, возникает редко. Цель этой главы — описать языковые возможности, необходимые для решения простых вычислительных задач. Мы не пытаемся учить читателей численному анализу или тонкостям операций над числами с десятичной точкой; эти темы выходят за рамки рассмотрения нашей книги и тесно связаны с конкретными приложениями. Здесь мы собираемся рассмотреть следующие темы.

• Вопросы, связанные с встроенными типами, имеющими фиксированный размер, например точность и переполнение.

• Массивы, как в стиле языка С, так и класс из библиотека Matrix, который лучше подходит для числовых расчетов.

• Введение в случайные числа.

• Стандартные математические функции из библиотеки.

• Комплексные числа.

Основное внимание уделено многомерным массивам в стиле языка С и библиотеке N– мерных матриц Matrix, которая позволяет упростить работу с матрицами (многомерными массивами).

24.2. Размер, точность и переполнение

Когда вы используете встроенные типы и обычные методы вычислений, числа хранятся в областях памяти фиксированного размера; иначе говоря, целочисленные типы (int, long и др.) представляют собой лишь приближение целых чисел, а числа с плавающей точкой (float, double и др.) являются лишь приближением действительных чисел. Отсюда следует, что с математической точки зрения некоторые вычисления являются неточными или неправильными. Рассмотрим пример.