--- pl:dydaktyka:jimp2:2017:labs:pamiec-i-pliki [2017/03/03 15:22]
mwp [Ćwiczenia]
+++ pl:dydaktyka:jimp2:2017:labs:pamiec-i-pliki [2019/06/27 15:50]
@@ Linia 1: / Linia 1: @@
-======Dynamiczne zarządzanie pamięcią i operacje na plikach======
-//Writing in C or C%%++%% is like running a chain saw with all the safety guards removed//
-<WRAP center round info 60%>
-Do ukończenia tego laboratorium wymagana jest znajomość wskaźników i referencji z C. Jeżeli ktoś nie czuje się w tym temacie na siłach, w laboratorium [[.:wskazniki|Wskaźniki i referencje]] przygotowane zostało krótkie przypomnienie najważniejszych informacji.
-</WRAP>
-===== Refaktoryzacja kodu =====
-Refaktoryzacja polega na ulepszeniu kodu bez zmiany jego zachowania. Np. zmiany nazwy funkcji w celu wyjaśnienia jej działania (zamist **bool pal(std::string s)**  lepszą nazwą będzie **bool IsPalindrome(std::string single_word_phrase)**)
-Refaktoryzacje mogą też przyspieszyć pisanie kodu, początkowo kod można napisać w postaci jednej dłużej metody a następnie powykrawać z niego podprocedury w celu poprawy jego czytelności i modułowości
-<code cpp>
-void ScheduleAppointment(const std::string &customer, const std::string &room, const std::string &when) {
-   std::regex valid_customer {R"(\w+ \w+)"};
-  if ( !std::regex_match(customer,valid_customer) ) {
-    return;
-  }
-  std::regex valid_room {R"([A-Z]-\d{3})"};
-  if ( !std::regex_match(room,valid_room)) {
-    return;
-  }
-  std::regex valid_when {R"(\d{2}:\d{2})"};
-  if ( !std::regex_match(when,valid_when)) {
-    return;
-  }
-  Room *found_room =  nullptr;
-  for (auto &r : rooms) {
-    if (r.Name() == room) {
-      found_room = &r;
-    }
-  }
-  ...
-}
-</code>
-po refaktoryzacji kod mógłby wyglądać następująco:
-<code cpp>
-bool IsValid(const std::string &str, const std::regex &validator) {
-   return std::regex_match(str, validator);
-}
-...
-bool IsValidCustomer(const std::string &customer) {
-   std::regex valid_customer {R"(\w+ \w+)"};
-   return IsValid(customer,valid_customer);
-}
-Room FindRoom(const std::string &room) {
-   for (auto &r : rooms) {
-    if (r.Name() == room) {
-      return r;
-    }
-   }
-   return {};
-}
-void ScheduleAppointment(const std::string &customer, const std::string &room, const std::string &when) {
-  if ( !IsValidCustomer(customer) ) {
-    return;
-  }
-  if ( !IsValidRoom(room)) {
-    return;
-  }
-  if ( !IsValidWhen(when)) {
-    return;
-  }
-  Room found_room = FindRoom(room);
-  ...
-}
-</code>
-Zapoznać się z możliwościami automatycznej refaktoryzacji pod [[https://blog.jetbrains.com/clion/2014/12/refactorings-in-clion-be-safe-and-quick/|linkiem]] do 8 min 30 s.
-===== Dynamiczne zarządzanie pamięcią =====
-Często zdarza się, że nie jesteśmy w stanie z góry przewidzieć ile pamięci będzie potrzebował nasz program do poprawnego działania. Na przykład w prostym kalkulatorze macierzowym nie można z góry ustalić wymiarów tablicy przechowującej macierz ani z góry ustalić ile takich tablic-macierzy będzie występować w równaniu!
-Jedynym rozwiązaniem jest tworzenie nowych macierzy o ustalonych wymiarach podczas działania programu.
-====Wskaźniki i alokacja pamięci====
-Wraz z dynamiczną alokacją pamięci idą w parze wskaźniki. Pamięć zawsze alokowana jest pod jakimś adresem. A zmienne przechowujące adres i pozwalające się dostać do danych w niej przechowywanych, to właśnie wskaźniki.
-===Operator new ===
-Operator **new** jest ekwiwalentem znanej z C funkcji //malloc// ale dużo potężniejszym. Wynikiem zwracanym przez operator **new** jest wskaźnik do zaalokowanej pamięci
-Przykład dynamicznego tworzenia zmiennych:<code cpp>#include <iostream>
-using namespace std;
-int main(void){
-   char* ptr = new char;    //Stworzy zmienną typu char
-   int* tab = new int[10];  //Stworzy tablicę typu int o rozmiarze 10
-   // NIEPOPRAWNIE!!!
-   int** tab2d = new int[10][10];
-}</code>
-===Operator delete ===
-Operator **delete** działa podobnie jak funkcja //free// znana z C. Pamięć w momencie kiedy nie jest już wykorzystywana przez program powinna być zwolniona.
-Przykład dynamicznego tworzenia i usuwania zmiennych:<code cpp>#include <iostream>
-using namespace std;
-int main(void){
-   char* ptr = new char;    //Stworzy zmienną typu char
-   int* tab = new int[10];  //Stworzy tablicę typu int o rozmiarze 10
-   // Tutaj znajdują się operacje na zmiennych
-   delete ptr;
-   delete [] tab;
-   // NIEPOPRAWNIE!!
-   // Jeśli tab2d jest poprawnie zaalokowaną tablica dwuwymiarową
-   // nie można zwolnić pamięci w następujący sposób
-   delete [][] tab2d;
-}</code>
-===== Operacje na plikach =====
-Operacje na plikach wykonywane są w C++ przy użyciu strumieni - analogicznie jak operacja czytania z klawiatury i wypisywania na ekran.
-Należy pamiętać o tym, że każdy plik, który został otwarty, powinien zostać również zamknięty, kiedy korzystanie z niego nie jest już potrzebne.
-====Biblioteka fstream====
-Obiekty strumieni służące do odczytu i zapisu do pliku znajdują się w pliku nagłówkowym //<fstream>//. Biblioteka ta zawiera dwa obiekty strumieni analogiczne do obiektów //cin// i //cout//:
-  * //ifstream// - służący do odczytu z pliku (//input-file-stream//)
-  * //ofstream// - służący do zapisu do pliku (//output-file-stream//).
-====Czytanie z pliku====
-Przykład wczytywania pliku wyraz po wyrazie:<code cpp>
-#include <iostream>
-#include <fstream>
-using namespace std;
-int main(void){
-  ifstream myfile("file.txt");
-  char word[64];
-  if(!myfile)
-    cout << "Nie można otworzyć pliku!" << endl;
-  while(myfile >> word)
-    cout << word;
-  myfile.close();
-  return 0;
-}
-</code>
-Przykład wczytywania pliku linia po linii:<code cpp>
-#include <iostream>
-#include <fstream>
-using namespace std;
-int main(void){
-  ifstream myfile("file.txt");
-  char line[256];
-  if(!myfile)
-    cout << "Nie można otworzyć pliku!" << endl;
-  while(!myfile.eof()){
-    myfile.getline(line,256);
-    cout << line;
-  }
-  myfile.close();
-  return 0;
-}
-</code>
-====Zapisywanie do pliku====
-Przykład **dopisywania** do pliku:<code cpp>#include <iostream>
-#include <fstream>
-using namespace std;
-int main () {
-  // Aby zrozumieć zapis: ios_base::in | ios_base::app
-  // Zobacz kolejny podrozdział
-  ofstream myfile ("file.txt", ios_base::in | ios_base::app);
-  if(!myfile)
-    cout << "Nie można otworzyć pliku!" << endl;
-  myfile << "Tekst zapisany w pliku" << endl;
-  myfile.close();
-  return 0;
-}
-</code>
-====Otwieranie pliku w różnych trybach====
-Plik można otworzyć w 6 różnych trybach; kombinacje trybów też są możliwe.
-^Wartość flagi^Znaczenie^
-|ios_base::app|(append) Ustawia wskaźnik pozycji strumienia na samym końcu strumienia. Służy do dopisywania do pliku.|
-|ios_base::ate|(at end) Ustawia wskaźnik pozycji strumienia na samym końcu pliku.|
-|ios_base::binary|(binary) Traktuje strumień jako strumień binarny a nie tekstowy|
-|ios_base::in|(input) Umożliwia zapis do pliku|
-|ios_base::out|(output) Umożliwia odczyt z liku|
-|ios_base::trunc|(truncate) Jeśli otwierany pli posiadał jakąś zawartość, jest ona pomijana i wskaźnik pozycji w strumieniu jest ustawiany na początku pliku.|
-Otwieranie strumienia //ifstream// z opcją //ios_base::out// mija się z celem. Do strumieni, które mają służyć zarówno zapisowi jak i odczytowi, stosuje się ogólną postać strumienia o nazwie //fstream//.
-<code cpp>
-  fstream file("file.txt", ios_base::in | ios_base::out | ios_base:app);
-</code>
-====== Ćwiczenia ======
-  - Zrefaktoryzować kod metod //factorial//, //reverse// i //is_palindrome// tak, żeby nawiązywały do konwencji, że nazwa funkcji jest pisana jako //NazwaFunkcjiCamelCase//, skorzystać z narzędzia do refaktoryzacji wbudowanego w CLion: najechać na metodę kursorem wybrać z menu Refactor->Rename... (SHIFT+F6).
-  - [1 plus] W sekcji [[#wskazniki_i_alokacja_pamieci|Wskaźniki i alokacja pamięci]] zostało powiedziane, że **nie można** utworzyć tablicy wielowymiarowej prostym poleceniem //int * *tab = new int[10][10]//. Przeanalizuj rysunek poniżej i zastanów się dlaczego tak jest. Następnie napisz program który będzie pobierał od użytkownika wymiary tablicy i dynamicznie alokował pamięć dla niej. Napisz funkcję która będzie uzupełniała tablicę iloczynami wierszy i kolumn i osobną funkcję do wyświetlania tablicy. Czy można do tego wykorzystać funkcje napisane na poprzednich laboratoriach nie modyfikując ich? Pamiętaj o **poprawnym** zwolnieniu pamięci! {{.:pointers2pointers.png|Tablica wskaźników}}. Zadanie zostało podzielone na kroki: (step1,step2,...). Ukończenie pierwszego i drugiego kroku jest wymagane do zaliczenia ćwiczenia.
-    * Moduł: **array2d**
-    * Pliki z implementacją: **Array2d.h/cpp**
-    * Sygnatura metody: <code cpp>int **Array2D(int n_rows, int n_columns);
-void DeleteArray2D(int **array, int n_rows, int n_columns);</code>
-    * W kroku nr 3 należy przeprowadzić refaktoryzację metody //Array2D//
-    * uruchomienie testów: ALT+SHIFT+F10 -> lab1_reverse_string_tests
-  - **[2 punkty] Napisz program, który będzie implementować algorytm szyfrujący [[http://pl.wikipedia.org/wiki/Szachownica_Polibiusza|Polibiusza]]. Program powinien przyjmować trzy parametry: nazwę pliku wejściowego, nazwę pliku wyjściowego oraz 1 w przypadku gdy plik wejściowy ma zostać zaszyfrowany lub 0, gdy ma zostać odszyfrowany. Wynik szyfrowania/deszyfrowania powinien znaleźć się w pliku wyjściowym podanym jako parametr.\\ Przykład uruchomienia programu:**<code>./program plik-tekst.txt plik-szyfr.txt 1</code>
-    * Moduł: **polybius**
-    * Pliki z implementacją: **Polybius.h/cpp**
-    * Sygnatury metod: <code cpp>std::string PolybiusCrypt(std::string message);
-std::string PolybiusDecrypt(std::string crypted);</code>
-    * Pliki nagłówkowe: <code cpp>#include <string></code>
-  - [2 plusy] Wykorzystując strukturę danych (struct) znaną jeszcze z języka C, należy zaimplementować listę jednokierunkową zdolną przechowywać liczby całkowite w swoich węzłach. **UWAGA: jest to ćwiczenie tylko techniczne, w standardowej bibliotece istnieje [[http://en.cppreference.com/w/cpp/container/forward_list|forward_list]] zdolna przechowywać dowolny typ.
-    * Moduł: **simpleforwardlist**
-    * Pliki z implementacją: **ForwardList.h/cpp**
-    * Sygnatury metod: <code cpp>ForwardList *CreateNode(int value);
-void DestroyList(ForwardList *list);</code>
-    * Sygnatury metod z kroku drugiego i trzeciego: <code cpp>ForwardList *PushFront(ForwardList *list, int value);
-void Append(ForwardList *list, ForwardList *tail);</code>
-  - [2 plusy + 2 punkty] Napisz program, który jest w stanie wyliczyć największy iloczyn k liczb z podanych n liczb na wejściu. **Uwaga** - Program ma mieć złożoność obliczeniową maksymalnie //O(n k)// - innymi słowy, przegląda tablicę tylko raz - od początku do końca i zwraca wynik (dla każdej napotkanej liczby może jednak wykonać k operacji) ! Do zaliczenia zadania wystarczy, że program przejdzie pierwszy etap, tzn. k jest ustalone na 2 (maksymalny iloczyn dokładnie dwóch liczb) i wszystkie podane liczby są nieujemne. Kolejne etapy komplikują problem, są za dodatkowe punkty.
-    * Moduł: **greatestproduct**
-    * Pliki z implementacją: **GreatestProduct.h/cpp**
-    * Sygnatura metody: <code cpp>int GreatestProduct(const std::vector<int> &numbers, int k);</code>
-    * Pliki nagłówkowe: <code cpp>#include <vector></code>
-    * Wskazówki: <code cpp>//po obiekcie vector można iterować w pętli for
-for (int v : numbers) {
-  //zmienna v przyjuje kolejne wartości elementów zawartych w tablicy
-}
-std::vector<int> another_vector; //utworzenie nowej tablicy rozszerzalnej
-another_vector.push_back(17); //wstawienie na sam koniec nowego elementu (pamięć jest przydzielana automatycznie!)
-if (anotehr_vector.size() > 0) //vector można odpytać o wielkość
-</code>
-    * W kroku nr 3 należy przeprowadzić refaktoryzację metody //Array2D//
-  - **[3 punkty] [[http://projecteuler.net/index.php?section=problems&id=59|Łamanie hasła]] (lub wersja interaktywna z kilkoma test cases: [[https://www.hackerrank.com/contests/projecteuler/challenges/euler059]]. W przypadku testów zostanie podany kryptogram (zaszyfrowana wiadomość), w postaci tablicy znaków (std::vector<char>), długość klucza (w prostszej wersji można założyć, że będzie równa 3) i słownik zawierający około 100 najpopularniejszych wyrazów języka angielskiego [[http://www.talkenglish.com/vocabulary/top-2000-vocabulary.aspx|na podstawie]]**
-    * Moduł: **xorcypherbreaker**
-    * Pliki z implementacją: **XorCypherBreaker.h/cpp**
-    * Sygnatura metody: <code cpp>std::string XorCypherBreaker(const std::vector<char> &cryptogram,
-                     int key_length,
-                     const std::vector<string> &dictionary);</code>
-    * Pliki nagłówkowe: <code cpp>#include <string>
-#include <vector></code>

pl/dydaktyka/jimp2/2017/labs/pamiec-i-pliki.txt · ostatnio zmienione: 2019/06/27 15:50 (edycja zewnętrzna)

Pokaż stronę Poprzednie wersje

Menadżer multimediów Do góry

AIwiki

Menu

Dla Studentów

Old specialized AI courses

SMaDA/SMaIDA/AIDA

Informatyka (EAIiIB)

Studia Dr

Inne materialy dydaktyczne

Archiwum

Dyplomanci

Geist Season of Code

HeKatE

Public

Różnice