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language | filename | contributors | translators | lang | |||||||||
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c++ | learncpp.cpp |
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C++ é uma linguagem de programação de sistemas que, de acordo com seu inventor Bjarne Stroustrup, foi concebida para
- ser um "C melhor"
- suportar abstração de dados
- suportar programação orientada a objetos
- suportar programação genérica
Embora sua sintaxe pode ser mais difícil ou complexa do que as linguagens mais recentes, C++ é amplamente utilizado porque compila para instruções nativas que podem ser executadas diretamente pelo processador e oferece um controlo rígido sobre hardware (como C), enquanto oferece recursos de alto nível, como os genéricos, exceções e classes. Esta combinação de velocidade e funcionalidade faz C++ uma das linguagens de programação mais utilizadas.
//////////////////
// Comparação com C
//////////////////
// C ++ é quase um super conjunto de C e compartilha sua sintaxe básica para
// declarações de variáveis, tipos primitivos, e funções. No entanto, C++ varia
// em algumas das seguintes maneiras:
// A função main() em C++ deve retornar um int, embora void main() é aceita
// pela maioria dos compiladores (gcc, bumbum, etc.)
// Este valor serve como o status de saída do programa.
// Veja http://en.wikipedia.org/wiki/Exit_status para mais informações.
int main(int argc, char** argv)
{
// Argumentos de linha de comando são passados em pelo argc e argv da mesma
// forma que eles estão em C.
// argc indica o número de argumentos,
// e argv é um array de strings, feito C (char*) representado os argumentos
// O primeiro argumento é o nome pelo qual o programa foi chamado.
// argc e argv pode ser omitido se você não se importa com argumentos,
// dando a assinatura da função de int main()
// Uma saída de status de 0 indica sucesso.
return 0;
}
// Em C++, caracteres literais são um byte.
sizeof('c') == 1
// Em C, caracteres literais são do mesmo tamanho que ints.
sizeof('c') == sizeof(10)
// C++ tem prototipagem estrita
void func(); // função que não aceita argumentos
// Em C
void func(); // função que pode aceitar qualquer número de argumentos
// Use nullptr em vez de NULL em C++
int* ip = nullptr;
// Cabeçalhos padrão C estão disponíveis em C++,
// mas são prefixados com "c" e não têm sufixo .h
#include <cstdio>
int main()
{
printf("Hello, world!\n");
return 0;
}
///////////////////////
// Sobrecarga de função
///////////////////////
// C++ suporta sobrecarga de função
// desde que cada função tenha parâmetros diferentes.
void print(char const* myString)
{
printf("String %s\n", myString);
}
void print(int myInt)
{
printf("My int is %d", myInt);
}
int main()
{
print("Hello"); // Funciona para void print(const char*)
print(15); // Funciona para void print(int)
}
/////////////////////////////
// Parâmetros padrão de função
/////////////////////////////
// Você pode fornecer argumentos padrões para uma função se eles não são
// fornecidos pelo chamador.
void doSomethingWithInts(int a = 1, int b = 4)
{
// Faça alguma coisa com os ints aqui
}
int main()
{
doSomethingWithInts(); // a = 1, b = 4
doSomethingWithInts(20); // a = 20, b = 4
doSomethingWithInts(20, 5); // a = 20, b = 5
}
// Argumentos padrões devem estar no final da lista de argumentos.
void invalidDeclaration(int a = 1, int b) // Erro!
{
}
/////////////
// Namespaces (nome de espaços)
/////////////
// Namespaces fornecem escopos distintos para variável, função e outras
// declarações. Namespaces podem estar aninhados.
namespace First {
namespace Nested {
void foo()
{
printf("This is First::Nested::foo\n");
}
} // Fim do namespace aninhado
} // Fim do namespace First
namespace Second {
void foo()
{
printf("This is Second::foo\n")
}
}
void foo()
{
printf("This is global foo\n");
}
int main()
{
// Assuma que tudo é do namespace "Second" a menos que especificado de
// outra forma.
using namespace Second;
foo(); // imprime "This is Second::foo"
First::Nested::foo(); // imprime "This is First::Nested::foo"
::foo(); // imprime "This is global foo"
}
///////////////
// Entrada/Saída
///////////////
// C ++ usa a entrada e saída de fluxos (streams)
// cin, cout, and cerr representa stdin, stdout, and stderr.
// << É o operador de inserção e >> é o operador de extração.
#include <iostream> // Inclusão para o I/O streams
using namespace std; // Streams estão no namespace std (biblioteca padrão)
int main()
{
int myInt;
// Imprime na saída padrão (ou terminal/tela)
cout << "Enter your favorite number:\n";
// Pega a entrada
cin >> myInt;
// cout também pode ser formatado
cout << "Your favorite number is " << myInt << "\n";
// imprime "Your favorite number is <myInt>"
cerr << "Usado para mensagens de erro";
}
//////////
// Strings
//////////
// Strings em C++ são objetos e têm muitas funções de membro
#include <string>
using namespace std; // Strings também estão no namespace std (bib. padrão)
string myString = "Hello";
string myOtherString = " World";
// + é usado para concatenação.
cout << myString + myOtherString; // "Hello World"
cout << myString + " You"; // "Hello You"
// Em C++, strings são mutáveis e têm valores semânticos.
myString.append(" Dog");
cout << myString; // "Hello Dog"
/////////////
// Referência
/////////////
// Além de indicadores como os de C, C++ têm _referências_. Esses são tipos de
// ponteiro que não pode ser reatribuída uma vez definidos e não pode ser nulo.
// Eles também têm a mesma sintaxe que a própria variável: Não * é necessário
// para _dereferencing_ e & (endereço de) não é usado para atribuição.
using namespace std;
string foo = "I am foo";
string bar = "I am bar";
string& fooRef = foo; // Isso cria uma referência para foo.
fooRef += ". Hi!"; // Modifica foo através da referência
cout << fooRef; // Imprime "I am foo. Hi!"
// Não realocar "fooRef". Este é o mesmo que "foo = bar", e foo == "I am bar"
// depois desta linha.
fooRef = bar;
const string& barRef = bar; // Cria uma referência const para bar.
// Como C, valores const (e ponteiros e referências) não podem ser modificado.
barRef += ". Hi!"; // Erro, referência const não pode ser modificada.
//////////////////////////////////////////
// Classes e programação orientada a objeto
//////////////////////////////////////////
// Primeiro exemplo de classes
#include <iostream>
// Declara a classe.
// As classes são geralmente declarado no cabeçalho arquivos (.h ou .hpp).
class Dog {
// Variáveis de membro e funções são privadas por padrão.
std::string name;
int weight;
// Todos os membros a seguir este são públicos até que "private:" ou
// "protected:" é encontrado.
public:
// Construtor padrão
Dog();
// Declarações de função Membro (implementações a seguir)
// Note que usamos std :: string aqui em vez de colocar
// using namespace std;
// acima.
// Nunca coloque uma declaração "using namespace" em um cabeçalho.
void setName(const std::string& dogsName);
void setWeight(int dogsWeight);
// Funções que não modificam o estado do objecto devem ser marcadas como
// const. Isso permite que você chamá-los se for dada uma referência const
// para o objeto. Além disso, observe as funções devem ser explicitamente
// declarados como _virtual_, a fim de ser substituídas em classes
// derivadas. As funções não são virtuais por padrão por razões de
// performance.
virtual void print() const;
// As funções também podem ser definidas no interior do corpo da classe.
// Funções definidas como tal são automaticamente embutidas.
void bark() const { std::cout << name << " barks!\n" }
// Junto com os construtores, C++ fornece destruidores.
// Estes são chamados quando um objeto é excluído ou fica fora do escopo.
// Isto permite paradigmas poderosos, como RAII
// (veja abaixo)
// Destruidores devem ser virtual para permitir que as classes de ser
// derivada desta.
virtual ~Dog();
}; // Um ponto e vírgula deve seguir a definição de classe.
// Funções membro da classe geralmente são implementados em arquivos .cpp.
void Dog::Dog()
{
std::cout << "A dog has been constructed\n";
}
// Objetos (como strings) devem ser passados por referência
// se você pretende modificá-los, ou com const caso contrário.
void Dog::setName(const std::string& dogsName)
{
name = dogsName;
}
void Dog::setWeight(int dogsWeight)
{
weight = dogsWeight;
}
// Observe que "virtual" só é necessária na declaração, não a definição.
void Dog::print() const
{
std::cout << "Dog is " << name << " and weighs " << weight << "kg\n";
}
void Dog::~Dog()
{
cout << "Goodbye " << name << "\n";
}
int main() {
Dog myDog; // imprime "A dog has been constructed"
myDog.setName("Barkley");
myDog.setWeight(10);
myDog.printDog(); // imprime "Dog is Barkley and weighs 10 kg"
return 0;
} // imprime "Goodbye Barkley"
// herança:
// Essa classe herda tudo público e protegido da classe Dog
class OwnedDog : public Dog {
void setOwner(const std::string& dogsOwner)
// Substituir o comportamento da função de impressão de todas OwnedDogs.
// Ver http://en.wikipedia.org/wiki/Polymorphism_(computer_science)#Subtyping
// Para uma introdução mais geral, se você não estiver familiarizado com o
// polimorfismo subtipo. A palavra-chave override é opcional, mas torna-se
// na verdade você está substituindo o método em uma classe base.
void print() const override;
private:
std::string owner;
};
// Enquanto isso, no arquivo .cpp correspondente:
void OwnedDog::setOwner(const std::string& dogsOwner)
{
owner = dogsOwner;
}
void OwnedDog::print() const
{
Dog::print(); // Chame a função de impressão na classe Dog base de
std::cout << "Dog is owned by " << owner << "\n";
// Prints "Dog is <name> and weights <weight>"
// "Dog is owned by <owner>"
}
//////////////////////////////////////////
// Inicialização e Sobrecarga de Operadores
//////////////////////////////////////////
// Em C ++, você pode sobrecarregar o comportamento dos operadores, tais como
// +, -, *, /, etc. Isto é feito através da definição de uma função que é
// chamado sempre que o operador é usado.
#include <iostream>
using namespace std;
class Point {
public:
// Variáveis membro pode ser dado valores padrão desta maneira.
double x = 0;
double y = 0;
// Define um construtor padrão que não faz nada
// mas inicializar o Point para o valor padrão (0, 0)
Point() { };
// A sintaxe a seguir é conhecido como uma lista de inicialização
// e é a maneira correta de inicializar os valores de membro de classe
Point (double a, double b) :
x(a),
y(b)
{ /* Não fazer nada, exceto inicializar os valores */ }
// Sobrecarrega o operador +.
Point operator+(const Point& rhs) const;
// Sobrecarregar o operador +=.
Point& operator+=(const Point& rhs);
// Ele também faria sentido para adicionar os operadores - e -=,
// mas vamos pular para sermos breves.
};
Point Point::operator+(const Point& rhs) const
{
// Criar um novo ponto que é a soma de um e rhs.
return Point(x + rhs.x, y + rhs.y);
}
Point& Point::operator+=(const Point& rhs)
{
x += rhs.x;
y += rhs.y;
return *this;
}
int main () {
Point up (0,1);
Point right (1,0);
// Isto chama que o operador ponto +
// Ressalte-se a chamadas (função)+ com direito como seu parâmetro...
Point result = up + right;
// Imprime "Result is upright (1,1)"
cout << "Result is upright (" << result.x << ',' << result.y << ")\n";
return 0;
}
/////////////////////////
// Tratamento de Exceções
/////////////////////////
// A biblioteca padrão fornece alguns tipos de exceção
// (see http://en.cppreference.com/w/cpp/error/exception)
// mas qualquer tipo pode ser jogado como uma exceção
#include <exception>
// Todas as exceções lançadas dentro do bloco try pode ser capturado por
// manipuladores de captura subseqüentes
try {
// Não aloca exceções no heap usando _new_.
throw std::exception("A problem occurred");
}
// Capturar exceções por referência const se eles são objetos
catch (const std::exception& ex)
{
std::cout << ex.what();
// Captura qualquer exceção não capturada pelos blocos _catch_ anteriores
} catch (...)
{
std::cout << "Exceção desconhecida encontrada";
throw; // Re-lança a exceção
}
///////
// RAII
///////
// RAII significa alocação de recursos é de inicialização.
// Muitas vezes, é considerado o paradigma mais poderoso em C++, e é o
// conceito simples que um construtor para um objeto adquire recursos daquele
// objeto e o destruidor liberá-los.
// Para entender como isso é útil,
// Considere uma função que usa um identificador de arquivo C:
void doSomethingWithAFile(const char* filename)
{
// Para começar, assuma que nada pode falhar.
FILE* fh = fopen(filename, "r"); // Abra o arquivo em modo de leitura.
doSomethingWithTheFile(fh);
doSomethingElseWithIt(fh);
fclose(fh); // Feche o arquivo.
}
// Infelizmente, as coisas são levemente complicadas para tratamento de erros.
// Suponha que fopen pode falhar, e que doSomethingWithTheFile e
// doSomethingElseWithIt retornam códigos de erro se eles falharem. (As
// exceções são a forma preferida de lidar com o fracasso, mas alguns
// programadores, especialmente aqueles com um conhecimento em C, discordam
// sobre a utilidade de exceções). Agora temos que verificar cada chamada para
// o fracasso e fechar o identificador de arquivo se ocorreu um problema.
bool doSomethingWithAFile(const char* filename)
{
FILE* fh = fopen(filename, "r"); // Abra o arquivo em modo de leitura
if (fh == nullptr) // O ponteiro retornado é nulo em caso de falha.
reuturn false; // Relate o fracasso para o chamador.
// Suponha cada função retorne false, se falhar
if (!doSomethingWithTheFile(fh)) {
fclose(fh); // Feche o identificador de arquivo para que ele não vaze.
return false; // Propague o erro.
}
if (!doSomethingElseWithIt(fh)) {
fclose(fh); // Feche o identificador de arquivo para que ele não vaze.
return false; // Propague o erro.
}
fclose(fh); // Feche o identificador de arquivo para que ele não vaze.
return true; // Indica sucesso
}
// Programadores C frequentemente limpam isso um pouco usando Goto:
bool doSomethingWithAFile(const char* filename)
{
FILE* fh = fopen(filename, "r");
if (fh == nullptr)
reuturn false;
if (!doSomethingWithTheFile(fh))
goto failure;
if (!doSomethingElseWithIt(fh))
goto failure;
fclose(fh); // Close the file
return true; // Indica sucesso
failure:
fclose(fh);
return false; // Propague o erro.
}
// Se as funções indicam erros usando exceções,
// as coisas são um pouco mais limpo, mas ainda abaixo do ideal.
void doSomethingWithAFile(const char* filename)
{
FILE* fh = fopen(filename, "r"); // Abra o arquivo em modo de leitura.
if (fh == nullptr)
throw std::exception("Não pode abrir o arquivo.");
try {
doSomethingWithTheFile(fh);
doSomethingElseWithIt(fh);
}
catch (...) {
fclose(fh); // Certifique-se de fechar o arquivo se ocorrer um erro.
throw; // Em seguida, re-lance a exceção.
}
fclose(fh); // Feche o arquivo
// Tudo ocorreu com sucesso!
}
// Compare isso com o uso de C++ classe fluxo de arquivo (fstream) fstream usa
// seu destruidor para fechar o arquivo. Lembre-se de cima que destruidores são
// automaticamente chamado sempre que um objeto cai fora do âmbito.
void doSomethingWithAFile(const std::string& filename)
{
// ifstream é curto para o fluxo de arquivo de entrada
std::ifstream fh(filename); // Abra o arquivo
// faça alguma coisa com o arquivo
doSomethingWithTheFile(fh);
doSomethingElseWithIt(fh);
} // O arquivo é automaticamente fechado aqui pelo destructor
// Isto tem _grandes_ vantagens:
// 1. Não importa o que aconteça,
// o recurso (neste caso, o identificador de ficheiro) irá ser limpo.
// Depois de escrever o destruidor corretamente,
// É _impossível_ esquecer de fechar e vazar o recurso
// 2. Nota-se que o código é muito mais limpo.
// As alças destructor fecham o arquivo por trás das cenas
// sem que você precise se preocupar com isso.
// 3. O código é seguro de exceção.
// Uma exceção pode ser jogado em qualquer lugar na função e a limpeza
// irá ainda ocorrer.
// Todos códigos C++ usam RAII extensivamente para todos os recursos.
// Outros exemplos incluem
// - Memória usa unique_ptr e shared_ptr
// - Contentores - a lista da biblioteca ligada padrão,
// vetor (i.e. array de autodimensionamento), mapas hash, e assim por diante
// tudo é automaticamente destruído quando eles saem de escopo
// - Mutex usa lock_guard e unique_lock
Leitura Adicional:
Uma referência atualizada da linguagem pode ser encontrada em http://cppreference.com/w/cpp
Uma fonte adicional pode ser encontrada em http://cplusplus.com