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Structures de données IFT-10541 Abder Alikacem Abder Alikacem Du C au C++ Département d’informatique et de génie logiciel Édition Septembre 2009

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Structures de donnéesIFT-10541

Abder AlikacemAbder Alikacem

Du C au C++

Département d’informatique et de génie logiciel

Édition Septembre 2009

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Plan

• Introduction• Du C au C++

• Les commentaires, • Le type bool• Déclaration et visibilité des variables• Le qualificatif const• Les fonctions inline• Les fonctions statiques• Surcharge des fonctions• Fonctions avec arguments par défaut• Les fonctions d’entrée/sortie

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Historique des langages de programmation

• ~1840 --‘Premier programme' (Ada Lovelace) • 1947 -- Calcul (Konrad Zuse) • 1954 -- FORTRAN (John Backus) • 1958 -- ALGOL • 1959 -- LISP (McCarthy) • 1960 -- COBOL (Grace Hopper) • 1960 -- BASIC (Kemeny, Kurtz) • 1962 -- APL • 1964 -- PL/1 (Heinz Zemanek) • 1965 -- Simula (Dahl, Nygaard) • 1966 -- MUMPS (Octo Barnett, Neil Pappalardo, Kurt

Marble (MIT)) • 1966 -- HAL (de la NASA pour le Space Shuttle) • 1968 -- Logo (Seymour Papert) • 1969 -- BCPL • 1970 -- Forth (Charles H. Moore) • 1971 -- Pascal (Niklaus Wirth, Kathleen Jensen) • 1971 -- sh • 1972 -- C (Brian W. Kernighan, Dennis Ritchie) (premier

de Ken Thompson) • 1973 -- ML • 1975 -- Prolog (Colmerauer et. al.) • 1978 -- Modula-2 • 1978 -- awk • 1980 -- Smalltalk (Alan Kay) • 1980 -- Ada • 1983 -- Objective C (ObjC) (Brad Cox)

• 1983 -- C++ (Bjarne Stroustrup) • 1985 -- Eiffel (Bertrand Meyer) • 1987 -- Perl (Larry Wall) • 1988 -- Erlang (Joe Armstrong et al.) • 1988 -- Tcl (John Ousterhout) • 1991 -- Python (Guido van Rossum) • 1993 -- Ruby (Yukihiro Matsumoto) • 1995 -- Delphi • 1995 -- Java (Sun Microsystems) • 1997 -- PHP (Rasmus Lerdorf), JavaScript • 1999 -- D (Walter Bright) • 2001 -- C# (Microsoft dans le cadre de .NET) • 2002 -- Visual Basic .NET • 2003 -- Delphi.NET • 2004 -- BlitzMax Basic, OOP, OpenGL • 2005 -- Chrome (Next Generation Object Pascal pour .NET)

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Définition de Wikipedia• Le C++ est un langage de programmation qui permet

• la programmation procédurale• la programmation orientée objet• la programmation générique.

• Au cours des années 1990, le C++ est devenu l'un des langages de programmation les plus populaires dans l'industrie informatique.

• Le langage C++ n'appartient à personne et par conséquent n'importe qui peut l'utiliser sans payer de droits.

• Bjarne Stroustrup a développé le C++ au cours des années 1980, alors qu'il travaillait dans le laboratoire de recherche Bell d'AT&T. Il s'agissait en l'occurrence d'améliorer le langage C et il l'avait d'ailleurs nommé C with classes (« C avec des classes »). Les premières améliorations se concrétisèrent donc par l'ajout du support des classes, suivies par de nombreuses autres comme les fonctions virtuelles, la surcharge d'opérateurs, l'héritage (simple ou multiple), les « templates », la gestion d'exceptions...

• Le langage C++ est normalisé par l'ISO. Sa première normalisation date de 1998 (ISO/CEI 14882:1998), et sa dernière de 2003 (ISO/CEI 14882:2003). La normalisation de 1998 standardise la base du langage (Core Language) ainsi que la bibliothèque C++ standard (C++ Standard Library). La normalisation de 2003 inclut également la Standard Template Library et la C Standard Library .

• Il existe de nombreuses autres bibliothèques en C++ non incluses dans le standard. De plus, le C++ permet l'utilisation des nombreuses bibliothèques C existantes.

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Bjarne Stroustrup

Bjarne Stroustrup définit le successeur de C. Plutôt que D ou P (soit la suite de C dans l’alphabet, ou la suite de C dans BCPL), Stroustrup baptise son bébé C++ (le premier nom donné à ce nouveau langage était “C with classes”.), entendant par là que C++ est «a better C», un C meilleur, incrémenté.

Dans l'idée de Stroustrup, C++ devait conserver les idées de base ayant conduit à la réalisation de C (typage statique, efficacité d'exécution, langage compilé).

Il est intéressant de constater que UNIX, C et C++ sont tous des bricolages de laboratoire.

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Langages C, C++ et UNIX

En ce sens, ces trois produits sont à l’opposé de produits comme CHILL ou ADA, ayant fait l’objet d’une spécification très poussée.

Un langage, aussi bon ou aussi mauvais soit-il, n’a jamais fait la qualité ni le succès d’un programme, comme le démontre nombre de réussites et d’échec industriels.

Beaucoup plus que le langage de programmation utilisé, c’est le code déjàécrit et testé qui permet d’optimiser les coûts de production de grands logiciels. Le meilleur langage est celui que l’on connaît, le meilleur code, et le plus rapidement disponible- celui qui tourne déjà sans erreurs. Sur la base de ces hypothèses, C++ apparaît comme un langage très puissant, connu par beaucoup de programmeurs dans le monde, et soutenu par une masse de code existant et disponible probablement à nulle autre pareille.

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Avantages du langages

Ironiquement, les principaux “+” (surcharge d'opérateurs, classes) de C++ sont des caractéristiques introduites dans des langages antérieurs à C lui-même, qui est à l'origine de C++ (Algol-68, Simula-67).

On peut se fonder actuellement sur des bibliothèques de logiciels très vastes (communications, protocoles, fenêtrages, algorithmique, traitement d’images, etc...) offrant des interfaces écrites dans un même langage.

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Du C au C++

Compatibilité avec le langage C. Un compilateur C++ peut compiler un

code C écrit selon la norme ANSI C.

Typage fortLe langage C est un langage faiblement typé.Les compilateurs C sont“ laxistes ” et laissent beaucoup (trop) de liberté au programmeur.Le langage C++ introduit un typage fort beaucoup + strict. Les compilateursfont + de vérifications tout en produisant un code aussi efficace. Références Surdéfinition des fonctions (surcharges) Généricité

Premier +

Deuxième + Classes et objets Héritages simple et multiple Polymorphisme et liaison dynamique

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Les commentaires

/* commentaire traditionnelen C et C++

*/

int main(){

// commentaire de fin de ligne//...

}

/** commentaire spécial type Doxygen (ou Java)

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Définition des variables

En C++ on peut déclarer les variables ou fonctions n'importe où dans le code. La portée de telles variables va de l'endroit de la déclaration jusqu'à la fin du bloc courant.

Exemple #include <iostream>int main() {

int j = 0;for(int w=0; w<10; w++, j++){

int i = w;cout << i << ' ';

}

int k = j; //permet une initialisation "dynamique"   

return 0;}

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Visibilité des variables

L'opérateur de résolution de portée :: permet d'accéder aux variables globales, interdites, plutôt qu'aux variables locales.

#include <iostream>int i = 11;

int main() {

int i = 34;{ int i = 23;::i = ::i + 1;cout << ::i << " " << i << endl;

}cout << ::i << " " << i << endl;return 0;

}

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Déclaration et initialisation des variables

Il est possible, en C++ comme en C, d’affecter une valeur à une variable au moment de sa déclaration. Il y a cependant 2 syntaxes en C++ pour le faire.

Syntaxe classique: int i =2; //comme dans le langage C

Syntaxe propre au C++: int i(2);

La nouvelle syntaxe de la déclaration-initialisation est:<type> <identificateur>(<valeur>);

Où valeur est n’importe quel littéral ou expression du type indiqué.

Exemplesint i(18);float var(3.1415);char c(’a’);int j(i);float x(2.0*var);

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Le types bool

Le C++ contient un type bool servant à représenter le résultat des opérations logiques. Une variable de type bool ne peut prendre que deux valeurs: true et false. Par exemple:

bool b=true; b = 5<4; // b vaut false b = 5+4; // b vaut true

Remarquez qu’une expression arithmétique convertie en un bool vaut true si et seulement si elle s’évalue à une valeur différente de 0.

La fonction suivante détermine si un tableau d’entiers est en ordre croissant:

bool croissant(int tab[], int n) { for (int i=1; i<n; i++) if (tab[i]<tab[i-1])return false; return true;

}

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Le qualificatif const

Il est possible en C++ de spécifier que certains objets ne doivent pas être modifiés. Cela est utile pour définir des constantes symboliques mais aussi pour indiquer que certains objets passés en paramètre de doivent pas être modifiés.

On déclare une constante en ajoutant le mot clef const. Par exemple:

const float pi=3.1416; // Cette valeur ne pourra plus être modifiée // par le programme, plus exactement toute tentative de modification// sera rejetée par le compilateur, qui signalera une erreur.

const int tab[]={1,2,3,4,5} // tab[i] est une constanteint n=0;const int* cp1=&n; // *cp1 ne peut pas être modifiéint* const cp2=&n; // cp2 ne peut pas être modifiéconst int* const cp3=&n // cp3 et *cp3 ne peuvent pas être modifiés

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Le qualificatif const

Remarquez qu'une constante doit être initialisée lors de sa déclaration. De façon générale, le mot clef const modifie un type afin de restreindre les possibilités d'utilisation d'un objet.

Par exemple on peut exiger qu'une variable dont l'adresse est passée en paramètre ne soit pas modifiée.

void f(const int* p){

// *p ne peut pas être modifié}

void g(const int t[]){

t[0]=0; // erreur}

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Le type composé struct

typedef n'est plus obligatoire pour renommer un type.

Exemple

struct FICHE {

char *nom, *prenom;int age;

};

FICHE adherent, *liste;

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Les fonctions inline

Le C++ dispose du mot clé inline, qui permet de modifier la méthode d’implémentation des fonctions. Placé devant la déclaration d’une fonction, il propose au compilateur de ne pas instancier cette

fonction. Cela signifie que l’on désire que le compilateur remplace l’appel de la fonction par le code correspondant. Si la fonction est grosse ou si elle est appelée souvent, le programme devient plus gros, puisque la fonction est réécrite à chaque fois qu’elle est appelée. En revanche, il devient nettement plus rapide, puisque les mécanismes d’appel de fonctions, de passage des paramètres et de la valeur de retour sont ainsi évités. De plus, le compilateur peut effectuer des optimisations additionnelles qu’il n’aurait pas pu faire si la fonction n’était pas inlinée. En pratique, on réservera cette technique pour les petites fonctions appelées dans du code devant être rapide (à l’intérieur des boucles par exemple), ou pour les fonctions permettant de lire des valeurs dans des variables.

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Les fonctions inline

Cependant, il faut se méfier. Le mot clé inline est un indice indiquant au compilateur de faire des fonctions inline. Il n’y est pas obligé. La fonction peut donc très bien être implémentée classiquement.

Pire, elle peut être implémentée des deux manières, selon les mécanismes d’optimisation du compilateur. De même, le compilateur peut également inliner les fonctions normales afin d’optimiser les performances du programme.

De plus, il faut connaître les restrictions des fonctions inline :• elles ne peuvent pas être récursives ;• elles ne sont pas instanciées, donc on ne peut pas faire de pointeur

sur une fonction inline.

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Les fonctions inline

Si l’une de ces deux conditions n’est pas vérifiée pour une fonction, le compilateur l’implémentera classiquement (elle ne sera donc pas inline).

Enfin, du fait que les fonctions inline sont insérées telles quelles aux endroits où elles sont appelées, il est nécessaire qu’elles soient complètement définies avant leur appel. Cela signifie que, contrairement

aux fonctions classiques, il n’est pas possible de se contenter de les déclarer pour les appeler, et de fournir leur définition dans un fichier séparé. Dans ce cas en effet, le compilateur générerait des références externes sur ces fonctions, et n’insérerait pas leur code. Ces références ne seraient pas résolues à l’édition de lien, car il ne génère également pas les fonctions inline, puisqu’elles sont supposées être insérées sur place lorsqu’on les utilise.

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Les fonctions inline

Exemple

inline int Max(int i, int j)

{

if (i>j)

return i;

else

return j;

}

Pour ce type de fonction, il est tout à fait justifié d’utiliser le mot clé inline.

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Les fonctions statiques

Par défaut, lorsqu’une fonction est définie dans un fichier C/C++, elle peut être utilisée dans tout autre fichier pourvu qu’elle soit déclarée avant son utilisation. Dans ce cas, la fonction est dite externe. Il peut cependant être intéressant de définir des fonctions locales à un fichier, soit afin de résoudre des conflits de noms (entre deux fonctions de même nom et de même signature mais dans deux fichiers différents), soit parce que la fonction est uniquement d’intérêt local. Le C et le C++ fournissent donc le mot clé static qui, une fois placé devant la définition et les éventuelles déclarations d’une fonction, la rend unique et utilisable uniquement dans ce fichier.

À part ce détail, les fonctions statiques s’utilisent exactement comme des fonctions classiques.

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Les fonctions statiques

Exemple

// Déclaration de fonction statique static int locale1(void);

// Définition de fonction statique static int locale2(int i, float j){

return i*i+j;}

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La surcharge des fonctions

Contrairement au langage C, deux fonctions peuvent avoir le même nom, pourvu que leurs signatures soient différentes. On parle alors de surchage de fonctions.

La surcharge est un mécanisme qui permet de donner différentes signatures d'arguments à une même fonction.

Vous pouvez nommer de la même façon des fonctions deprototypes différents.

L'intérêt est de pouvoir nommer de la même manière desfonctions réalisant la même opération à partir de paramètresdifférents.

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La surcharge des fonctions

Il est possible donc d'utiliser le même nom pour désigner deux fonctions différentes à la condition que leur liste d'opérandes ne soit pas identique:

int mult(int x){

return 2*x;}

int mult(int x, int y){

return x*y;}

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La surcharge des fonctions

Autre exemple

int somme(int arg1, int arg2, int arg3) // fonction 1{

return arg1+arg2+arg3;}

int somme(int arg1, int arg2) // fonction 2{

return arg1+arg1;}

float somme(float arg1, float arg2) // fonction 3{

return arg1+arg1;}

int main{

int x1, x2;float y;x1 = somme(1,4,2); // appel de la fonction 1x2 = somme(1,4); // appel de la fonction 2

y = somme(2,4); // appel de la fonction 3}

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La surcharge des fonctions

Le compilateur s'y retrouve parce que le nom « interne » de la fonction contient la liste des paramètres.

À la compilation, en consultant la liste des paramètres effectifs, le compilateur établit quelle est la forme de la fonction à appeler.

Il est impossible d'avoir des fonctions qui ne diffèrent que par leur type de retour. En effet, le compilateur ne peut pas les distinguer si on omet de récupérer la valeur retournée.

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Fonctions avec arguments par défaut

Le langage C++ permet de spécifier une valeur par défaut aux arguments de fonctions. De cette manière, quand vous utilisez la fonction, vous n'avez à spécifier ces arguments que lorsque leur valeur diffère du défaut.

Les valeurs par défaut ne peuvent être spécifiés que lors de la déclaration de la fonction et ne doivent pas être rappelés lors de définition de la fonction.

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Fonctions avec arguments par défaut

Dans l’exemple de la fonction mult() par exemple, on aurait pu obtenir le même résultat en utilisant un argument par défaut:

int mult(int x, int y=2){

return x*y}

Lors d'un appel à la fonction mult, si le second paramètre est omis alors il est automatiquement remplacé par la valeur 2. Ainsi mult(3) retournera 6 et mult(3,5) retournera 15. Seul les derniers paramètres peuvent avoir une valeur de défaut. Par exemple la définition suivante est invalide.

int mult(int x=2, int y){

return x*y;}

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Fonctions avec arguments par défaut

Dans le cas d’une fonction avec prototype et définition distincts, la spécification des arguments avec valeur par défaut ne doit être réalisée que lors du prototypage.

Exemple

void f(int x, int y=2, int z=3); //prototypevoid f(int x, int y, int z) { ... } // définition...f(1) <=> f(1,2,3)f(0,1) <=> f(0,1,3)

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Les entrées/sorties

Les fonctionnalités d'entrées / sorties en C++ sont orientées objet. Elles sont gérées par le biais d’un ensembles de type (classes) spécialisés, les flots (streams).

L’idée de base des flots est de séparer l’aspect logique des entrées-sorties (i.e. leur intégration dans des programmes) de leur aspect physique (i.e. leur réalisation par le biais de périphériques particuliers).

Ainsi, un flot représente un flux de données entre le programmeet un dispositif d’entrée-sorties externe (écran, imprimante, ...) ou un fichier.

La librairie standard <iostream> permet de faire des entrées-sorties par flots. Notons que pour obtenir de meilleures performances, un tampon mémoire, par lequel les données transitent, est par défaut associé à chaque flot.

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Les entrées/sorties

La famille des iostream Une stream en C++ : séquence de caractères permettant de faire les opérations

d'entrées/sorties.

Une ostream gère les sortiesinclut la définition de l'opérateur d’insertion <<.

Une istream gère les entrées

inclut la définition de l'opérateur d’extraction >>.

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Les entrées/sorties

<iostream>est plus sûr du point de vue typage que <stdio.h> du C, est moins source d'erreurs, améliore les performances, est extensible, et enfin que certaines des classes qui le composent peuvent être sous-classées.

Plus sûres du point de vue typage: avec <iostream.>, le type de l'objet sujet à une E/S est connu statiquement par le compilateur. <stdio.h> utilise lui les champs "%" pour connaître dynamiquement le type de l'objet.

Moins sources d'erreurs: avec <iostream.>, il n'est pas nécessaire d'utiliser ces champs "%", qui sont redondants et qui doivent être consistants avec l'objet effectivement sujet à l'E/S. Enlever cette redondance élimine toute une catégorie d'erreurs possibles.

Extensibles: les mécanismes C++ de <iostream.h> permetttent à l'utilisateur de définir de nouveaux types qui pourront être sujets à des E/S, et ce sans casser le code existant. Imaginez le chaos que ça créerait si chacun ajoutait ses propres champs, incompatibles, "%" à printf() et à scanf()?!).

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Les entrées/sorties

Les principales conséquences dans l'utilisation des flots sont:

vitesse d'exécution plus rapide vérification de type : pas d'affichage erroné on peut utiliser les flux avec les types utilisateurs

Sous-classables: les mécanismes C++ de <iostream.h> sont construits sur des classes, comme par exemple ostream et istream. À la différence du FILE* de <stdio.h>, ce sont de vraies classes et elles sont de ce fait sous-classables. Cela signifie que vous pouvez avoir vos propres types utilisateur, qui ressemblent à des flots (streams) et qui agissent comme tels, mais qui font aussi toutes les choses étranges et merveilleuses que vous avez décidé. Vous accédez automatiquement à des tonnes de code d'E/S écrits par des utilisateurs que vous ne connaissez même pas, utilisateurs qui eux-mêmes n'ont rien besoin de connaître de votre classe de "flot étendu".

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Les entrées/sorties

Les flots de sorties (de type std::ostream) sont std::cout et std::cerr pour le standard et l’erreur respectivement. Le flot d’entrée (de type std::istream) est std::cin. Comme l’indique le préfixe std::, tous ces objets sont dans le namespace std.

• cin : flot lié à l’entrée standard, qui par défaut est le clavier• cout : flot lié à la sortie standard, qui par défaut est la console• cerr : flot lié à la sortie d’erreur standard, qui par défaut est la console

Les opérations de sorties sont réalisées à l’aide de l’opérateur d’insertion « << », tandis que celle d’entrées le sont à l’aide de l’opérateur d’extraction, « >> ».

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Les entrées/sorties

Par exemple, l'écriture à l'écran de la valeur d’une expression se traduit par le code suivant :

cout << expression;

Cela sous entend la surcharge de l'opérateur << pour le type de donnée correspondant à expression.

Ce travail a été réalisé pour la plupart des types de base du C++. Il vous appartiendra de le faire pour vos propres classes (surcharge desopérateurs << et >>).

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Les entrées/sorties

Exemples

int n=2;double f=1.5;char c='z';cout<<n; // afficher un entier sur la sortie standardcout<<f<<endl; // afficher un double et un changement de lignecout<<"n = "<<n; // afficher: n = 2cout<<c; // afficher un caractèrecin >>c; // lire un caractère (saute les espaces)cin.get(c) // lire un caractère (ne saute pas les espaces)cin >>n>>f; // lire un entier puis un doublecerr<<"Erreur"; // afficher un message sur l'erreur standard

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Les entrées/sorties

Syntaxe pour l’écriture sur la sortie standard

cout << <expression1> << <expression2> << ... << <expressionn>;

Les opérateurs << sont prévus pour être chaînés. Vous pouvez donc les cumuler sur la même ligne de code, par exemple:

int i; int j; cout << i << " " << j << endl;

La constante symbolique endl vous permet de changer de lignes indépendamment de l'architecture dans laquelle le programe évolue.

Les chaînes de c a r a c t è r e s doivent être indiquées entre guillemets anglais «"», tandis que les caractères simples sont eux indiqués entre apostrophes «’».

Les valeurs affichées ne sont, pas délimitées par défaut (pas d’espaces séparateurs). Les délimiteurs son t donc à indiquer explicitement, par exemple par ‘ ‘ ou" ".

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Les entrées/sorties

Syntaxe pour la lecture sur l’entrée standard

cin << <var1> << <var2> << ... << <varn>;

#include <iostream>int main(){

int i;double x;cout << "Valeurs pour i et x: " << flush;cin >> i >> x;cout << "=> " << i << ", " << x << endl;return 0;

}

Le manipulateur flush permet d’assurer l’affichage de la ligne courante, en l’absence de saut de ligne (il ordonne le vidage du tampon d’affichage).

Remarque. cerr n’a pas de tampon mémoire: toutes les données introduites sont immédiatement acheminées vers la sortie d’erreur standard. Il n’est donc pas nécessaire, pour ce flot, de demander explicitement le vidage du tampon mémoire au moyen de flush.

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Les entrées/sorties

Des méthodes des iostream

La istream : En plus d'utiliser l'opérateur surchargé >> … méthodes intéressantes

get() ignore() getline().

La ostream : En plus d'utiliser l'opérateur surchargée << … méthodes intéressantes :

precision() width() fill() setf() et unsetf()

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Les entrées/sorties

std::istream& get()

Quelques surcharges :

int istream::get() Pour obtenir le code ASCII d'un caractère istream& istream::get(char& c) Pour obtenir un caractère istream& istream::get(char* strP, int dim, char delim = '\n') Pour obtenir une chaîne de caractères d'une dimension déterminée,

ou jusqu'à un caractère de fin, ici par défaut à '\n' prend les espaces mais ne consomme pas le caractère de fin.

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Les entrées/sorties

int istream:: get(), pour obtenir le code ASCII d'un caractère.

std::istream& get()

cout << "Entrez un caractère ";int entier = cin.get();cout << "Le code ASCII est : " << entier << endl;

Résultat

Entrez un caractère : ALe code ASCII est : 65

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Les entrées/sorties

istream& istream::get(char& c), pour obtenir un caractère dans le paramètre c.

std::istream& get()

#include <iostream>using namespace std;int main(){

char unChar;cout << "Entrez un caractere [. pour quitter]: ";cin.get(unChar);while (unChar != '.'){

if (cin){

cout << "Le caractere est : " << unChar<< endl << endl;

}// --- On consomme la fin de lignecin.get();cout << "Entrez un caractere [. pour quitter]: ";cin.get(unChar);

}return 0;

}

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Les entrées/sorties

std::istream& get()

istream& istream::get(char* strP, int dim, char delim = '\n'), pour obtenir une chaîne de caractères d'une dimension déterminée ou jusqu'à un caractère de fin, ici par défaut à '\n'.

Prend les espaces mais ne consomme pas le caractère de fin.

Si dimension dépassée les caractères supplémentaires resteront dans la stream jusqu'au délimiteur.

Il faut gérer cette possibilité : vider la stream de sescaractères.

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Les entrées/sorties

std::istream& get()

#include <iostream>using namespace std;int main(){

char buffer[11];cout << "Entrez une chaine [. pour quitter]: ";cin.get(buffer, 10);while (strcmp(buffer, ".") != 0){

if (cin){

cout << "La chaine de caractères est : "

<< buffer << endl;}// --- On consomme la fin de ligne car

non récupéré// --- de la stream.cin.get();cout << "Entrez une chaine [. pour

quitter]: ";cin.get(buffer, 10);

}return 0;

}

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Les entrées/sorties

std::istream& get()

Résultat:Entrez une chaîne [. pour quitter] : Jean-LucLa chaîne de caractères est : Jean-LucEntrez une chaîne [. pour quitter] : Jean-Luc BoutinLa chaîne de caractères est : Jean-Luc B //Prend seulement 10 caractères

Entrez une chaîne [. pour quitter] :La chaîne de caractères est : utin //Le 'o' est consommé par cin.get()

//et "utin" est immédiatement affiché.

Entrez une chaîne [. pour quitter] :

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Les entrées/sorties

std::istream& ignore()

Pour enlever les caractères non désirés dans la stream, :

istream::ignore().

Par défaut, ignore() sans paramètre est l'équivalent de get().

Permet de spécifier le nombre maximal de caractères à enlever ainsi que la condition de fin ou délimiteur, par défaut à '\n'.

Choisir un nombre arbitrairement grand pour s'assurer de vider la stream avant de continuer.

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Les entrées/sorties

std::istream& ignore()

#include <iostream>using namespace std;int main(){

char buffer[11];cout << "Entrez une chaine [. pour quitter]:

";cin.get(buffer, 10);while (strcmp(buffer, ".") != 0){

if (cin){

cout << "La chaine de caractères est : "

<< buffer << endl;}// --- On consomme tous les

caractères laissés dans// --- la stream jusqu'à la fin de

ligne.cin.ignore(100, '\n');

cout << "Entrez une chaine [. pour quitter]: ";

cin.get(buffer, 10);}return 0;

}

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Les entrées/sorties

std::istream& ignore()

Résultat:Entrez une chaîne [. pour quitter] : Jean-LucLa chaîne de caractères est : Jean-LucEntrez une chaîne [. pour quitter] : Jean-Luc BoutinLa chaîne de caractères est : Jean-Luc BEntrez une chaîne [. pour quitter] : //Les autres caractères

ont été consommés//par la

méthode istream::ignore(100).

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Les entrées/sorties

std::istream& getline()

permet de lire une ligne entière ou la dimension du buffer.

istream& getline(char* strP, int dim, char c = '\n');

Permet donc de lire une ligne sans avoir à s'occuper de la fin de ligne.

La fin de ligne est consommée par la méthode.

Il faut disposer de suffisamment de mémoire pour lire la ligne :256, 512 ou 1024 caractères ou plus selon les besoins.

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Les entrées/sorties

std::istream& getline()

#include <iostream>using namespace std;int main(){

char buffer[256];cout << "Entrez le point [.] pour quitter : ";cin.getline(buffer, 255);

while (cin && strcmp(buffer, ".") != 0){

if (cin){

cout << "La chaine de caractères est : "

<< buffer << endl;}

cout << "Entrez le point [.] pour quitter : ";

cin.getline(buffer, 255);}return 0;

}

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Les entrées/sorties

std::istream& getline()

Résultat:Entrez une chaîne [. pour quitter] :Voici une longue phrase sur une ligne...La chaîne de caractère est :Voici une longue phrase sur une ligne...Entrez une chaîne [. pour quitter] :Voici une autre longue phrase sur une ligne ...La chaîne de caractère est :Voici une autre longue phrase sur une ligne ...Entrez une chaîne [. pour quitter] :

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Les entrées/sorties

ostream::width()

Permet de spécifier la largeur du champ à afficher.Par défaut, l'alignement est à droite.

L'application de la méthode width() ne tient que pour le prochain champ à afficher.

Si on veut que cela s'applique à tous les prochains champs àafficher :

appeler la méthode width() avant d'afficher chaque champ.

Si la largeur du champ n'est pas suffisante pour afficher lechamp,

le C++ ne tient pas compte de la largeurla donnée est plus importante que sa présentation...

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Les entrées/sorties

ostream:: width()

Exemples

// --- Appel une seule fois avant d'afficher les champscout.width(10);for (int i=0; i<3; i++){cout << 123 << endl;}cout << endl;// --- Appel à chaque affichage d'un champfor (int j=0; j<3; j++){cout.width(10);cout << 321 << endl;}cout << endl;

Résultat 123123123

321 321 321

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Les entrées/sorties

ostream:: width()

Exemples

cout << "--------------------" << endl;cout.width(5);cout << 123;cout.width(7);cout << 543;cout.width(3);cout << 4;cout.width(5);cout << 9876 << endl;// --- Il y aura décalage, à cause de la largeur du 1er champ.cout.width(5);cout << 123456;cout.width(7);cout << 543;cout.width(3);cout << 4;cout.width(5);cout << 9876 << endl;

Résultat[---][-----][-][---]-------------------- 123 543 4 9876123456 543 4 9876

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Les entrées/sorties

ostream::precision()

Permet de contrôler le nombre de chiffres significatifs visibles à l'affichage.

Par défaut : 6 chiffres significatifs.

On peut spécifier le nombre de chiffres significatifsdésirés.

Un appel de precision() est valide jusqu'à ce que la précision soit changée.

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Les entrées/sorties

ostream::precision()

int i;double valeurs[5];valeurs[0] = 54.354;for (i=1; i<5; i++){

valeurs[i] = valeurs[i-1] * 0.10;}cout << "Affichage avec la précision par défaut" << endl;for (i=0; i<5; i++){

cout.width(10);cout << valeurs[i] << endl;

}cout << "Affichage avec précision(3)" << endl;cout.precision(3);for (i=0; i<5; i++){

cout.width(10);cout << valeurs[i] << endl;

}

RésultatAffichage avec la précision par défaut

54.3545.43540.54354

0.0543540.0054354

Affichage avec précision(3)54.45.44

0.5440.05440.00544

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Les entrées/sorties

ostream::fill()

Permet de spécifier le caractère de remplissage qui peut être ajouté dans les champs affichés.

Par défaut : un espace.

Pour changer temporairement le caractère de remplissage, fill() :

retourne le caractère courant de remplissageprend en paramètre celui en remplacement :

char ostream::fill(char fill)

Si on conserve l'ancien caractère, on peut restaurer l'état de la stream après usage.

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Les entrées/sorties

ostream::fill()

int i;double valeurs[5];valeurs[0] = 54.354;for (i=1; i<5; i++){

valeurs[i] = valeurs[i-1] * 0.10;}cout << "Remplissage de l'espace libre avec des *" << endl;char f = cout.fill('*');for (i=0; i<5; i++){

cout.width(10);cout << valeurs[i] << endl;

}cout << "Restauration du remplissage précédent" << endl;cout.fill(f);for (i=0; i<5; i++){

cout.width(10);cout << valeurs[i] << endl;

}

Résultat:Remplissage de l'espace libre avec des *

******54.4******5.44*****0.544****0.0544***0.00544

Restauration du remplissage precedent54.45.44

0.5440.05440.00544

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Les entrées/sorties

ostream::setf() et ostream::unsetf()

Objet de type ostream :maintient des états dans un entier où chaque bit représentequelque chose.

On peut activer un état avec setf() ou le désactiver avec unsetf().plusieurs états (format flags)Pouvant être contrôlés par ces deux méthodes.

Exemple intéressant :comment conserver plusieurs renseignements dans un seulentier.Chaque bit de l'entier correspond à un état.En faisant un OR binaire sur l'entier, on arrive à activer oudésactiver le ou les états désirés.

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Les entrées/sorties

Quelques états intéressants

ios::left :alignement sur la gauche avec remplissage sur la droite.

ios::right :alignement par défaut avec remplissage sur la gauche.

ios::fixed :affichage des réels en format fixe.

ios::scientificaffichage des réels en format scientifique.

ios::showposaffichage du signe positif

Il existe d'autres états!

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Les entrées/sorties

Exemples

// Alignement à gauche, format scientifique, signe positif,// précision 8 chiffres après le point, champs de largeur 20 caractères.cout.setf(ios::left | ios::scientific | ios::showpos);cout.precision(8);cout.width(20);cout << 3457.891234 << endl;cout.width(20);cout << -3457.891234 << endl;// --- Enlève le signe positif// --- Alignement à droite, format fixe, précision 8 chiffres total,// --- champs de largeur 20 caractères.cout.unsetf(ios::showpos);cout.setf(ios::right | ios::fixed);cout.precision(8);cout.width(20);cout << 3457.891234 << endl;cout.width(20);cout << -3457.891234 << endl;

Résultat+3.45789123e+003-3.45789123e+003 3457.8912 -3457.8912

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Les manipulateurs

Un certain nombre de paramètres pour le format des sorties peuvent être explicitement spécifiés. Ces paramètres sont de deux formes:

➱ Soit des manipulateurs, appliqués à l’opérateur « << »➱ Soit des options de configurations, appliqués directement au stream de sortie

ManipulateursPour utiliser les manipulateurs, il faut au préalable importerles définitions du fichier iomanip au moyen de la directive d’inclusion:

#include <iomanip>

On utilise les manipulateurs très simplement, en les insérant directementdans le flot, à l’endroit désiré, exactement comme avec les données:

cout << «donnée» << «manipulateur» << «donnée» << ...

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Les sorties formatées

Longueur de la représentation: setw(«taille»)

la donnée qui suit ce manipulateur est affiché sur (au moins) taille caractères, avec (par défaut) un cadrage à droite, fort pratique lors de la représentation en colonnes des nombres.

cout << setw(10) << "un:"<< setw(5) << 1 << endl;cout << setw(10) << "cent deux:"<< setw(5) << 102 << endl;cout << setw(10) << "moins 18:"<< setw(5) << -18 << endl;

un: 1cent deux: 102 moins 18: -18

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Les sorties formatées

Caractère de remplissage: setfill(«char»)définit le caractère utilisé pour pour réaliser le remplissage lors d’un alignement (par défaut le caractère espace):

cout << setw(10) << "un:"<< setfill(’.’) << setw(5)<< 1;cout << endl << setw(10) << "cent deux:"<< setfill(’.’) << setw(5) << 102;cout << endl << setw(10) << "moins 18:"<< setfill(’.’) << setw(5) << -18

un:….1cent deux:..102 moins 18:..-18

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Les sorties formatées

Précision en virgule flottante: setprecision(int)définit le nombre de chiffres significatifs sur lequel se fera l’affichage des nombre en virgules flottantes (par défaut 6):

for (int i(2); i<6; ++i){

cout << setprecision(i) << i<< ’ ’ << 314.1592654 << endl;

}

2 3.1e+0023 3144 314.25 314.16

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Les entrées/sorties

Comme avec les printf du C, il est donc possible de spécifier des formats d'affichage à la manière des fameux "%6.2f" dans le langage C.

L'exemple suivant créé l'équivalent d'un printf("6.2f",r);

#include <iostream> #include <iomanip> using namespace std;

int main(int, char **) {

double r=36.145278; int i=5; cout << setw(6) << setprecision(4) << r << endl; cout << i << " " << i++ << endl; cout << i << endl; return 0;

}

36.14

6 5

6

Les appels sont réalisés de la droite vers la gauche.

Les expressions que vous affichez sont présentées dans l'ordre que vous avez demandé mais elles ont été évaluées dans l'ordre inverse.

De plus, setprecision(4) sera active pour

les éventuelles impressions de réels.

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Entrée/sortie avec des fichiers texte

Le lien entre les fichiers du système d’exploitation et le programme se fait en C++ par le biais des streams. Un flot de données de type stream – orienté ou bidirectionnel – peut être associé à un fichier, et s’utilise de la même manière que les flots vers ou en provenance de la console (cin, cout, cerr).

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Entrée/sortie avec des fichiers texte

Pour pouvoir utiliser les streams liés aux fichiers, il faut importer, en début de programme, les prototypes et définitions contenus dans la librairie, au moyen de la directive d’inclusion:

#include <fstream>

Deux types (classes) sont alors disponibles:

➱ ifstream (input file stream) stream d’entrée associé à un fichier ouvert en mode lecture (similaire à cin)

➱ ofstream (output file stream) stream de sortie, associé à un fichier ouvert en mode écriture (similaire à cout).

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Entrée/sortie avec des fichiers texte

Le mécanisme général pour la mise en oeuvre d’entrée-sorties via les fichiers est:

(1) Création d’un stream (d’entrée ou de sortie),par la déclaration d’une variable de type ifstream ou ofstream.

Exemple ifstream entree;ofstream sortie;

(2) Association de la variable avec un fichier physique,par l’appel de la fonction-méthode open, en respectant la syntaxe d’appeldéfinie dans le paragraphe concernant les vecteurs.

Exemple entree.open("input.txt");qui associe le stream entree avec le fichier nommé «input.txt»(présent dans le répertoire courant).

(3) Utilisation du stream: par des appels à des fonctions-méthodes, et l’utilisation des opérateurs d’insertion («>>») et d’extraction («<<») de données.(4) Fermeture du stream, au moyen de la fonction-méthode close

Exemple entree.close();

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Entrée/sortie avec des fichiers texte

Les opérations (1) et (2), à savoir la déclaration de la variable et sonassociation avec un fichier, peuvent se réaliser en une seule étape.L’initialisation lors de la déclaration se fait alors en spécifiantentre parenthèses le nom du fichier à lier au stream:

Exemple ifstream entree("input.txt");

On peut considérer que l’initialisation fait directement appel à la fonction open. La fonction open admet comme argument une chaîne de caractères de type "..." (en fait un char[]): il n’est donc pas possible d’utiliser directement une chaîne de type string (en effet, s’il y a conversion implicite des chaînes de la forme "..." vers les strings (promotion), l’inverse n’est pas

vrai.) . Il faut dans ce cas demander la conversion en type char[] du string, en faisant appel à la fonction-méthode c_str:

Exemple 1string str("output.txt");ifstream entree2;ofstream sortie(str.c_str());entree2.open(str.c_str());

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Entrée/sortie avec des fichiers texte

ifstream de("fichier1"); // définition de la variable: deif (!de){

cerr<<"Impossible d'ouvrir fichier1 en lecture\n";exit(1);

}ofstream vers("fichier2"); // définition de la variable: versif (!vers){

cerr<<"Impossible d'ouvrir fichier2 en écriture\n";exit(1);

}char c;while(de.get(c)) //copie de fichier1 vers fichier2vers<<c;;

get(c) retourne faux si on est à la fin du fichier, sinon elle retourne vrai.

Exemple 2

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Entrée/sortie avec des fichiers texte

L’utilisation dans le programme des variables de type fstream pour effectuer des entrées-sorties se fait de la même manière que pour les streams cin et cout, c’est-à-dire à l’aide des opérateurs d’insertion «>>» et d’extraction «<<».

ifstream entree("input.txt");ofstream sortie("output.txt");string mot; int n;entree >> mot >> n;sortie << "Le mot lu est: ’" << mot << "’ et le "<< "nombre est: ’" << n << "’." << endl;

Exemple

Remarque. Une fonction utile pour tester si le lecture d’un fichier est Terminée est la fonction/méthode eof.

if (entree.eof()) {cout << "Fin du fichier" << endl;}

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Entrée/sortie avec des fichiers texte

Le programme ci-dessous saisit une phrase via l’entrée standard (clavier), et l’écrit (un mot par ligne) dans un fichier texte nommé «phrase.txt».

#include <iostream>#include <fstream>#include <string>int main(){

string motSaisit;string nomFichier("phrase.txt");ofstream sortie(nomFichier.c_str());cout << "Entrez une phrase terminée par « .»" << endl;do{

cin >> motSaisit;sortie << endl << motSaisit;

} while (motSaisit != ".");sortie.close();return 0;

}

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Entrée/sortie avec des fichiers texte

Le programme ci-dessous relit le fichier créé par le programme précédant,et affiche la phrase à l’écran, et remettant les mots sur une même ligne.

#include <iostream>#include <fstream>#include <string>int main(){

string motSaisit;ifstream entree("phrase.txt");while (!entree.eof()){

entree >> motSaisit;cout << motSaisit << ’ ’;

}cout << endl;entree.close();return 0;

}

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Entrée/sortie avec des fichiers texte

De même qu’il est conseillé de contrôler la conformité des valeurs entrées par un utilisateur, il est bon de vérifier que l’association d’un stream avec un fichier s’est correctement réalisée (i.e. que le fichier existe, est lisible, etc). Pour cela, on peut «évaluer le stream», après l’appel à la fonction open.Si tout c’est bien passé, le résultat de cette évaluation sera true,et il sera false en cas de problème.

Exemple

entree.open("fichier-inexistant");if (!entree) cout << "Oops, le fichier n’est pas lisible!" << endl;else << cout << "Ok, le fichier existe et est lisible!" << endl;

Plus précisément, un certain nombre de prédicats sont associés aux streams, et permettent d’en connaître l’état:

bool good() le stream est dans un état correct, la prochaine opération (lecture/écriture) sera un succès.

bool eof() la fin du stream à été atteinte.bool fail() la prochaine opération (lecture/écriture) échouera.

Elle sert lors de l’«évaluation» d’un stream.bool bad() le stream est corrompu: des données ont été perdues

(et la prochaine opération échouera).

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Strings et streams

Il peut parfois être utile, en vue d’effectuer des traitements particuliers, de disposer d’une représentation sous forme de chaîne decaractères des différentes variables d’un programme.

Une telle convertion de représentation est automatiquement réaliséelorsque l’on insère ces éléments dans un stream de sortie, tel que cout.

Mais peut-on récupérer ce qui est transmis dans le flot ?

À défaut de récupérer ce qui est effectivement transmis, on peut du moins en obtenir l’équivalent sous forme de string, en utilisant des strings hybrides, associés à des streams. Ces entités hybrides sont désignées « stringstream».

Pour pouvoir utiliser les stringstream dans un programme, il faut importer les prototypes et définitions contenus dans la librairie, au moyen de la directive d’inclusion:

#include <sstream>

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Stringstream de sortie

Pour obtenir la représentation alphanumérique d’une variable,il faut utiliser un stringstream de sortie, dans lequel on insérera lesdonnées désirées (de la même manière qu’avec cout) avant d’enextraire l’équivalent sous forme de chaîne de caractère.

Le type (la classe) matérialisant de tels éléments est désigné: ostringstream, et l’extraction de la représentation chaîne s’obtient au moyen de la méthode: string str().

#include <sstream>...string composeMessage(const int errno, const string& description){

ostringstream ost;ost << "Erreur (n°" << errno << "): " << description;return ost.str();

}

Exemple

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Stringstream d’entréeIl est également possible de réaliser des entrées depuis un string (au lieu du clavier, avec cin): il suffit d’initialiser un stringstream d’entrée avec la chaîne désirée, et d’utiliser l’opérateur d’extraction sur le stream ainsi obtenu. Le type (la classe) utilisé est: istringstream.

#include <sstream>...// Extrait les mots d’un string, et les affiches à// raison de un par lignevoid wordByWord(const string& str){

istringstream ist(str);string s;while (ist >> s) {cout << s << endl;}

}// en utilisant la fonction précédante:wordByWord("Erreur (no5): Fichier non trouvé.");}

Exemple

Erreur (n˚5): Fichier non trouvé.

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Hiérarchie des classes représentant les flots