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Table des matières

Avant-propos............................................ .................................................. ..........................................i
I.Le langageC++........................................ .................................................. .......................................i
1. Premièreapproche du C/C++............................................... .................................................. .1
1.1. Les commentairesen C++............................................... ...........................................2
1.2. Les typesprédéfinis du C/C++............................................... ....................................2
1.3. Notation des valeurs........................................... .................................................. ......5
1.4. La définition des variables......................................... .................................................7
1.5. Instructions et opérations........................................ .................................................. ..9
1.6. Les fonctions......................................... .................................................. .................12
1.6.1. Définitiondes fonctions......................................... ......................................12
1.6.2. Appel des fonctions......................................... .............................................13
1.6.3. Déclaration des fonctions......................................... ....................................13
1.6.4. Surcharge des fonctions......................................... ......................................14
1.6.5. Fonctions inline............................................ ................................................15
1.6.6. Fonctions statiques......................................... ..............................................16
1.6.7. Fonctions prenantun nombre variable de paramètres.................................16
1.7. La fonction main.............................................. .................................................. .......18
1.8. Les fonctions d’entrée / sortiede base.............................................. .......................19
1.8.1. Généralités sur lesfluxd’entrée / sortie enC..............................................1 9
1.8.2. La fonctionprintf.................................... .................................................. ...21
1.8.3. La fonctionscanf..................................... .................................................. ...23
1.9. Exemple de programme complet........................................... ...................................24
2. Lesstructures de contrôle.......................................... .................................................. .........25
2.1. La structure conditionnelleif.................................. .................................................. 25
2.2. La boucle for............................................... .................................................. ............26
2.3. Le while............................................. .................................................. .....................27
2.4. Le do................................................ .................................................. .......................27
2.5. Le branchement conditionnel...................................... .............................................28
2.6. Le saut.............................................. .................................................. ......................29
2.7. Les commandes de rupturedeséquence................................. .................................29
3. Types avancés et classes destockage........................................ ............................................31
3.1. Structuresde donnéeset typescomplexes.................................... ............................31
3.1.1. Les structures........................................ .................................................. .....31
3.1.2. Les unions............................................ .................................................. ......33
3.1.3. Les énumérations...................................... .................................................. .34
3.1.4. Les champsde bits.............................................. .........................................35
3.1.5. Initialisation des structures et des tableaux.......................................... ........36
3.1.6. Les alias de types............................................. ............................................37
3.1.7. Transtypages...................................... .................................................. ........38
3.2. Les classes de stockage.......................................... .................................................. 38
4. Lespointeurs et références........................................ .................................................. ..........43
4.1. Notion d’adresse......................................... .................................................. ............43
4.2. Notion de pointeur.......................................... .................................................. ........43
4.3. Déréférencement, indirection....................................... ............................................44
4.4. Notion de référence......................................... .................................................. .......46
4.5. Lienentre les pointeurs etlesréférences................................... ...............................46
4.6. Passagede paramètres par variable ou par valeur............................................ ........47
4.6.1. Passage par valeur............................................ ............................................47
4.6.2. Passage par variable.......................................... ...........................................48
4.6.3. Avantages et inconvénientsdes deux méthodes.......................................... .48
4.6.4. Commentpasser lesparamètres par variable en C ?....................................49
4.6.5. Passage de paramètrespar référence......................................... ...................49
4.7. Référenceset pointeurs constants et volatiles......................................... .................51
4.8. Arithmétique des pointeurs......................................... ..............................................54
4.9. Utilisation des pointeurs avec lestableaux....................................... ........................55
4.9.1. Conversions destableauxen pointeurs......................................... ...............55
4.9.2. Paramètresde fonction de typetableau....................................... ................56
4.10. Les chaînes de caractères: pointeurs et tableaux à lafois !...................................57
4.11. Allocation dynamique de mémoire........................................... .............................58
4.11.1. Allocation dynamiquedemémoire enC............................................... ....58
4.11.2. Allocation dynamiqueenC++.................................... ...............................63
4.12. Pointeurs et références defonctions....................................... ................................65
4.12.1. Pointeurs defonctions....................................... .........................................65
4.12.2. Références de fonctions......................................... ....................................67
4.13. Paramètres de lafonctionmain - lignede commande.......................................... ..68
4.14. DANGER............................................ .................................................. ..................69
5. Le préprocesseur C................................................. .................................................. .............71
5.1. Définition........................................ .................................................. ........................71
5.2. Les commandes du préprocesseur..................................... .......................................71
5.2.1. Inclusion de fichier........................................... ............................................71
5.2.2. Constantes decompilation et remplacement de texte..................................72
5.2.3. Compilation conditionnelle.................................... ......................................73
5.2.4. Autres commandes......................................... ..............................................74
5.3. Les macros............................................ .................................................. ..................74
5.4. Manipulation de chaînes decaractères dans les macros...........................................7 6
5.5. Les trigraphes........................................ .................................................. .................77
6. Modularitédes programmes etgénération des binaires.......................................... ..............79
6.1. Pourquoi faire une programmationmodulaire ?................................................. ......79
6.2. Les différentes phases du processus degénération des exécutables.........................79
6.3. Compilation séparée enC/C++............................................... .................................82
6.4. Syntaxe des outils de compilation....................................... .....................................83
6.4.1. Syntaxe des compilateurs...................................... .......................................83
6.4.2. Syntaxe de make.............................................. ............................................84
6.5. Problèmes syntaxiques relatifsà la compilation séparée.........................................85
6.5.1. Déclaration des types............................................. ......................................85
6.5.2. Déclaration des variables......................................... ....................................86
6.5.3. Déclaration des fonctions......................................... ....................................86
6.5.4. Directives d’édition de liens............................................. ...........................86
7. Comment faire du code illisible ?................................................. ........................................89
8. C++ : lacouche objet............................................. .................................................. .............91
8.1. Généralités....................................... .................................................. .......................91
8.2. Extension de la notion detypedu C................................................. ........................92
8.3. Déclaration de classes enC++............................................. .....................................92
8.4. Encapsulation des données........................................... ............................................96
8.5. Héritage.......................................... .................................................. ........................98
8.6. Classes virtuelles........................................ .................................................. ..........100
8.7. Fonctions et classes amies............................................. .........................................102
8.7.1. Fonctions amies............................................. ............................................102
8.7.2. Classes amies............................................. ................................................10 3
8.8. Constructeurs et destructeurs...................................... ............................................104
8.8.1. Définitiondes constructeurs etdes destructeurs...................................... ..104
8.8.2. Constructeurs de copie............................................. ..................................109
8.8.3. Utilisationdes constructeurs dansles transtypages...................................110
8.9. Pointeur this.............................................. .................................................. ............111
8.10. Données et fonctions membres statiques......................................... .....................112
8.10.1. Données membres statiques......................................... ............................112
8.10.2. Fonctions membresstatiques.................................. .................................113
8.11. Surchargedes opérateurs........................................ ..............................................115
8.11.1. Surcharge des opérateurs internes.......................................... ..................115
8.11.2. Surcharge des opérateurs externes.......................................... .................118
8.11.3. Opérateurs d’affectation..................................... ......................................120
8.11.4. Opérateurs de transtypage....................................... .................................122
8.11.5. Opérateurs de comparaison....................................... ...............................122
8.11.6. Opérateurs d’incrémentationet de décrémentation.................................123
8.11.7. Opérateur fonctionnel....................................... .......................................123
8.11.8. Opérateurs d’indirection et de déréférencement................................... ...126
8.11.9. Opérateurs d’allocation dynamique de mémoire.....................................127
8.12. Des entrées - sorties simplifiées....................................... ....................................133
8.13. Méthodes virtuelles........................................ .................................................. ....135
8.14. Dérivation........................................ .................................................. ...................137
8.15. Méthodes virtuelles pures- Classes abstraites........................................ .............140
8.16. Pointeurs sur lesmembres d’une classe............................................ ...................145
9. Lesexceptions en C++............................................... .................................................. .......149
9.1. Lancement et récupérationd’une exception......................................... ..................150
9.2. Remontéedes exceptions........................................ ................................................15 2
9.3. Liste des exceptions autoriséespour une fonction.......................................... .......154
9.4. Hiérarchie des exceptions........................................ ...............................................155
9.5. Exceptions dans les constructeurs..................................... .....................................157
10. Identification dynamique des types............................................. ......................................161
10.1. Identification dynamique des types............................................. .........................161
10.1.1. L’opérateur typeid............................................ ........................................161
10.1.2. La classetype_info................................... ...............................................163
10.2. Transtypages C++............................................... .................................................. 163
10.2.1. Transtypagedynamique.............................. .............................................164
10.2.2. Transtypagestatique............................... .................................................1 66
10.2.3. Transtypagede constanceet de volatilité........................................ .........167
10.2.4. Réinterprétationdesdonnées........................ ...........................................167
11. Les espaces de nommage........................................... .................................................. .....169
11.1. Définition des espacesdenommage.................................. ...................................169
11.1.1. Espaces de nommagenommées.................................... ...........................169
11.1.2. Espaces de nommageanonymes................................... ...........................171
11.1.3. Alias d’espaces de nommage........................................... ........................172
11.2. Déclaration using............................................. .................................................. ...172
11.2.1. Syntaxe des déclarations using............................................. ...................172
11.2.2. Utilisationdes déclarationsusing dans lesclasses..................................174
11.3. Directive using............................................. .................................................. .......175
12. Les template.......................................... .................................................. ..........................179
12.1. Généralités....................................... .................................................. ...................179
12.2. Déclaration des paramètres template.......................................... ..........................179
12.2.1. Déclaration des types template.......................................... ......................179
12.2.2. Déclaration des constantes template.......................................... ..............180
12.3. Fonctions et classestemplate................................... .............................................181
12.3.1. Fonctions template.......................................... .........................................181
12.3.2. Les classestemplate................................... ..............................................182
12.3.3. Fonctions membrestemplate................................... ................................185
12.4. Instanciation des template.......................................... ..........................................188
12.4.1. Instanciation implicite......................................... .....................................188
12.4.2. Instanciation explicite......................................... .....................................189
12.4.3. Problèmes soulevés par l’instanciation destemplate...............................190
12.5. Spécialisation des template.......................................... .........................................191
12.5.1. Spécialisation totale............................................ .....................................191
12.5.2. Spécialisation partielle......................................... ....................................192
12.5.3. Spécialisation d’uneméthode d’une classe template...............................194
12.6. Mot-clé typename.......................................... .................................................. .....195
12.7. Fonctions exportées......................................... .................................................. ...196
II. Labibliothèque standard C++............................................... .................................................. 197
13. Services et notions de base de labibliothèquestandard............................ .......................199
13.1. Encapsulation dela bibliothèque Cstandard......................................... ...............199
13.2. Définition des exceptions standards......................................... ............................201
13.3. Abstraction des types de données: les traits............................................ ............204
13.4. Abstraction des pointeurs: les itérateurs........................................ ......................206
13.4.1. Notions de baseet définition........................................ ............................206
13.4.2. Classification des itérateurs........................................ ..............................207
13.4.3. Itérateurs adaptateurs....................................... ........................................209
13.4.3.1. Adaptateurs pour les fluxd’entrée / sortie standards..................210
13.4.3.2. Adaptateurs pour l’insertion d’éléments dansles conteneurs.....212
13.4.3.3. Itérateur inverse pour les itérateursbidirectionnels.....................215
13.5. Abstraction des fonctions: les foncteurs......................................... .....................217
13.5.1. Foncteurs prédéfinis........................................ .........................................217
13.5.2. Prédicats etfoncteurs d’opérateurslogiques.............................. ..............222
13.5.3. Foncteurs réducteurs........................................ ........................................223
13.6. Gestion personnalisée dela mémoire : lesallocateurs.................................... .....225
13.7. Notion de complexité algorithmique..................................... ...............................229
13.7.1. Généralités....................................... .................................................. ......229
13.7.2. Notions mathématiques de base etdéfinition...................................... .....230
13.7.3. Interprétation pratique de la complexité........................................ ..........231
14. Les types complémentaires................................... .................................................. ..........233
14.1. Les chaînes de caractères........................................ ..............................................233
14.1.1. Construction et initialisation d’une chaîne............................................ ..237
14.1.2. Accès aux propriétésd’unechaîne............................. .............................238
14.1.3. Modification de lataille deschaînes........................................ ................239
14.1.4. Accès aux données dela chaîne de caractères........................................ .240
14.1.5. Opérations sur les chaînes........................................... .............................242
14.1.5.1. Affectation etconcaténation dechaînes decaractères................242
14.1.5.2. Extraction dedonnéesd’une chaînede caractères......................244
14.1.5.3. Insertion et suppression decaractères dans unechaîne...............245
14.1.5.4. Remplacements de caractères d’une chaîne................................246
14.1.6. Comparaison de chaînes decaractères...................................... ...............248
14.1.7. Recherche dans les chaînes........................................... ...........................249
14.1.8. Fonctions d’entrée / sortiedes chaînesde caractères...............................251
14.2. Les types utilitaires....................................... .................................................. ......252
14.2.1. Les pointeurs auto.............................................. ......................................252
14.2.2. Les paires............................................ .................................................. ...255
14.3. Les types numériques........................................ .................................................. .256
14.3.1. Les complexes......................................... .................................................2 57
14.3.1.1. Définition et principales propriétésdes nombres complexes......257
14.3.1.2. La classe complex........................................... ............................259
14.3.2. Les tableaux de valeurs........................................... .................................262
14.3.2.1. Fonctionnalités de basedes valarray.......................................... .263
14.3.2.2. Sélection multipledes éléments d’un valarray............................267
14.3.2.2.1. Sélection par un masque............................................ .....267
14.3.2.2.2. Sélection par indexation explicite...................................268
14.3.2.2.3. Sélection par indexation implicite..................................269
14.3.2.2.4. Opérations réalisables surles sélectionsmultiples.........271
14.3.3. Les champsde bits.............................................. .....................................272
15. Les flux d’entrée / sortie............................................ .................................................. ......277
15.1. Notions de base et présentationgénérale.............................. ................................277
15.2. Les tampons........................................... .................................................. .............279
15.2.1. Généralités sur les tampons........................................... ..........................279
15.2.2. La classebasic_streambuf............................. ...........................................280
15.2.3. Les classesde tampons basic_streambuf etbasic_filebuf........................285
15.2.3.1. La classe basic_stringbuf................................... ..........................286
15.2.3.2. La classe basic_filebuf..................................... ............................288
15.3. Les classes de base des flux : ios_base et basic_ios......................................... ....289
15.3.1. La classeios_base.................................... ................................................29 0
15.3.2. La classebasic_ios................................... ................................................29 6
15.4. Les flux d’entrée / sortie............................................ ...........................................299
15.4.1. La classede basebasic_ostream................................. .............................299
15.4.2. La classede basebasic_istream................................. ..............................305
15.4.3. La classebasic_iostream.............................. ............................................311
15.5. Les flux d’entrée / sortie sur chaînes de caractères........................................ ......312
15.6. Les flux d’entrée / sortie sur fichiers.......................................... ..........................313
16. Les locales........................................... .................................................. ............................317
16.1. Notions de base et principede fonctionnementdes facettes................................318
16.2. Les facettes standards......................................... .................................................. 323
16.2.1. Généralités....................................... .................................................. ......323
16.2.2. Les facettes de manipulation descaractères..................................... .......324
16.2.2.1. La facette ctype............................................. ..............................324
16.2.2.2. La facette codecvt........................................... .............................328
16.2.3. Les facettes de comparaison de chaînes........................................... ........332
16.2.4. Les facettes de gestion des nombres........................................... .............335
16.2.4.1. La facette num_punct......................................... .........................335
16.2.4.2. La facette d’écrituredes nombres........................................... ....337
16.2.4.3. La facette de lecturedes nombres........................................... ....338
16.2.5. Les facettes de gestion des monnaies.......................................... .............339
16.2.5.1. La facette money_punct....................................... .......................340
16.2.5.2. Les facettes de lectureet d’écriture des montants.......................342
16.2.6. Les facettes de gestion du temps............................................. .................343
16.2.6.1. La facette d’écrituredes dates............................................. ........345
16.2.6.2. La facette de lecturedes dates............................................. ........345
16.2.7. Les facettes de gestion des messages.......................................... .............347
16.3. Personnalisation des mécanismesde localisation...................................... ...........349
16.3.1. Création et intégration d’une nouvelle facette.........................................34 9
16.3.2. Remplacementd’unefacette existante......................................... ............353
17. Les conteneurs........................................ .................................................. .........................357
17.1. Fonctionnalités généralesdes conteneurs........................................ .....................357
17.1.1. Définition desitérateurs..................................... ......................................358
17.1.2. Définition destypesde données relatifs aux objets contenus..................359
17.1.3. Spécification de l’allocateur mémoireà utiliser.......................................359
17.1.4. Opérateurs de comparaison des conteneurs........................................ .....360
17.1.5. Méthodes d’intérêt général........................................... ...........................361
17.2. Les séquences......................................... .................................................. ............361
17.2.1. Fonctionnalités communes.......................................... .............................361
17.2.1.1. Construction et initialisation.................................... ...................361
17.2.1.2. Ajout et suppression d’éléments........................................ .........363
17.2.2. Les différents typesde séquences......................................... ...................364
17.2.2.1. Les listes............................................ ..........................................365
17.2.2.2. Les vecteurs.......................................... .......................................368
17.2.2.3. Les deques............................................ .......................................370
17.2.2.4. Les adaptateurs de séquences......................................... .............371
17.2.2.4.1. Les piles............................................. .............................371
17.2.2.4.2. Les files............................................. ..............................372
17.2.2.4.3. Les files de priorités......................................... ...............372
17.3. Les conteneurs associatifs....................................... .............................................374
17.3.1. Généralités et propriétés debasedes clefs............................................. ..375
17.3.2. Construction et initialisation.................................... ................................376
17.3.3. Ajout etsuppressiond’éléments........................... ...................................377
17.3.4. Fonctions de recherche......................................... ...................................379
18. Les algorithmes....................................... .................................................. ........................385
18.1. Opérations générales de manipulation des données........................................... ..385
18.1.1. Opérations d’initialisationet de remplissage....................................... ....386
18.1.2. Opérations de copie............................................. .....................................387
18.1.3. Opérations d’échanged’éléments............................... .............................388
18.1.4. Opérations de suppression d’éléments........................................ .............389
18.1.5. Opérations de remplacement...................................... ..............................391
18.1.6. Réorganisation de séquences......................................... ..........................392
18.1.6.1. Opérations derotation et depermutation....................................3 93
18.1.6.2. Opérations d’inversion....................................... .........................394
18.1.6.3. Opérations demélange......................................... .......................395
18.1.7. Algorithmes d’itération etde transformation.................................... .......396
18.2. Opérations de recherche......................................... ..............................................401
18.2.1. Opération de recherche d’éléments........................................ ..................401
18.2.2. Opérations de recherche de motifs............................................ ...............403
18.3. Opérations d’ordonnancement.................................. ............................................405
18.3.1. Opérations de gestiondes tas............................................... ....................406
18.3.2. Opérations de tri............................................... ........................................408
18.3.3. Opérations de recherche binaire........................................... ....................412
18.4. Opérations de comparaison....................................... ...........................................415
18.5. Opérations ensemblistes...................................... .................................................4 17
18.5.1. Opérations d’inclusion....................................... ......................................417
18.5.2. Opérations d’intersection.................................... .....................................418
18.5.3. Opérations d’union etde fusion............................................ ...................420
18.5.4. Opérations de différence........................................ ..................................422
18.5.5. Opérations de partitionnement................................... ..............................424
19. Conclusion........................................ .................................................. .......................................427
A. Prioritésdes opérateurs........................................ .................................................. ...................429
B.Draft Papers............................................ .................................................. ..................................431
C. GNUFree Documentation License........................................... ................................................43 3
D. Licencede documentation libre GNU............................................... .......................................439
BIBLIOGRAPHIE..................................... .................................................. ..................................445

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