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C++17 STL 프로그래밍 : C++17 표준 라이브러리를 활용하는 90가지 레시피

원제 : C++ 17 STL Cookbook
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책소개

최신 버전의 C++17 표준 라이브러리에 대한 풍부한 예제로 새롭게 추가된 기능 대부분과 더불어 기존 STL을 C++17에 활용할 수 있는 방법을 제시한다. 세련된 표준 데이터 구조체를 위한 언어적 기능과 표준 라이브러리 및 알고리즘, 자동 리소스 관리 포인터, 람다 표현식, 상수 표현식, 동시성 프로그래밍을 위한 편리한 스레드 제어, 정규 표현식, 난수 생성기, 예외 처리, 가변 템플릿, 사용자 정의 리터럴, 간편한 파일 시스템 순회 등 많은 기능에 대해서 다룬다.

출판사 서평

★ 이 책에서 다루는 내용 ★

■ 새로운 핵심 언어 기능과 문제 해결에 활용하는 방법 학습
■ 반복자의 내부 동작과 요구 사항을 구현함으로써 이해
■ 알고리즘과 함수형 프로그래밍 스타일, 람다 표현식 탐구
■ STL에서 제공하는 이식이 용이하며 속도가 빠르고 철저한 테스트를 거친, 잘 설계된 풍부한 알고리즘의 활용
■ 복잡한 C-스타일 코드 대신에 STL 방식의 문자열로 작업
■ 동시성 및 동기화에 대한 표준 지원 클래스의 이해와 사용 방법 학습
■ C++17 STL에서 추가로 이용 가능한 파일 시스템 라이브러리의 사용

★ 이 책의 대상 독자 ★

이 책은 프로그램을 작성하고 컴파일하는 방법을 모르는 독자가 C++를 배우기에 적합한 책이 아니다. 이미 C++ 언어의 기본에 관한 책을 읽어봤다면 고급 단계의 지식을 습득할 수 있는 다음 책이 될 것이다.
다음 항목 중 하나에 해당된다면 이 책을 추천한다.
■ C++의 기본 지식에 대해서 배웠지만, 현재의 지식과 숙련된 C++ 전문가의 지식 사이에 공백이 커서 다음 단계를 어디로 나아가야 할지 모른다.
■ C++에 대해서 잘 알지만, STL과 관련된 지식은 제한적이다.
■ C++98이나 C++11, C++14와 같이 기존 표준 C++에 대해 알고 있다. 얼마나 오래전에 C++를 사용했는지에 따라 이 책은 발견할 수 있는 근사한 새로운 STL 기능을 제공한다.


★ 이 책의 구성 ★
1장, ‘C++17의 새로운 기능’에서는 C++ 언어로 가져온 표준 C++17의 새롭고 근사한 추가 사항을 다루며, 이를 통해 다음 장부터 STL의 추가 내용에 집중할 수 있게 해준다.
2장, ‘STL컨테이너’에서는 STL 컨테이너 데이터 구조체의 풍부한 다양성으로 C++17를 사용해 어떻게 코드를 업그레이드시키는지 설명한다. 서로 다른 컨테이너 전체를 살펴보고 나서 새로운 추가 사항에 대해 자세히 살펴본다.
3장, ‘반복자’에서는 STL 알고리즘과 컨테이너 데이터 구조체가 결합해 밀접한 관계를 갖는 상당히 중요한 추상화 객체인 반복자에 대해 설명한다. 모든 프로그램에서 가장 나은 방법으로 사용할 수 있게끔 반복자 개념 전부를 밑에서부터 확인한다.
4장, ‘람다 표현식’에서는 몇 가지 아주 흥미로운 프로그래밍 패턴을 허용하는 람다 표현식을 살펴본다. C++11에서 처음 소개돼 순수 함수형 프로그래밍 언어에 영감을 받은 람다 표현식은 C++14와 C++17에서 몇 가지 새로운 기능이 추가됐다.
5장, ‘STL 알고리즘 기본’에서는 사용하기 쉽고, 매우 성능 좋고, 검증됐으며, 일반화가 돼 있는 STL 표준 알고리즘의 기본 기능을 소개한다. 이를 어떻게 사용하는지 배워서 시간 낭비 없이 문제에만 집중해 생산성을 높일 수 있다.
6장, ‘STL 알고리즘의 고급 사용’에서는 코드 중복 없이 깔끔하게 더욱 복잡한 구성으로 STL의 기본 알고리즘을 어떻게 결합하는지 시연한다. 예제에서는 더욱 복잡한 문제에 대한 해결책을 구현해 창조적이면서도 STL과 단단히 결합하게 된다. 그리고 필요에 맞게 새로운 알고리즘을 생성해 기존 알고리즘과 어떻게 결합하는지 알아본다.
7장, ‘문자열, 스트림 클래스 및 정규 표현식’에서는 문자열과 제너릭 I/O 스트림 및 정규 표현식과 관련해서 STL에서 제공하는 강력한 클래스를 살펴본다. STL의 해당 부분에 대해 깊이 있게 살펴본다.
8장, ‘유틸리티 클래스’에서는 STL로 난수 생성, 시간 측정, 동적 메모리 관리, 근사한 에러 상태를 전달하는 방법 등을 설명한다. 이와 같은 작업에 대해서 C++ STL이 제공하며, C++17에서 새롭게 추가된 아주 유용하면서도 간편한 유틸리티 클래스를 살펴본다.
9장, ‘병렬 처리와 동시성’에서는 여러 개의 코어 프로세서를 사용하는 시대에 아주 중요한 주제로 다가온 병렬성과 동시성을 위한 기존 C++의 확장을 보여준다. C++11부터 C++17에서 복수의 코어에서 실행돼 동시에 처리되는 프로그램 구현이 필요할 때마다 막대한 도움이 되는 훌륭한 기능이 추가됐다. 9장에서 해당 개념을 알아본다.
10장, ‘파일 시스템’에서는 STL이 항상 개별 파일을 읽고 조작하게 지원되는 게 아니지만, C++17에서 파일 시스템 경로를 다루거나 디렉터리를 탐색하도록 운영체제에 독립적인 완전히 새로운 라이브러리로 많은 수의 새로운 값을 얻은 걸 보여주고, 어떻게 사용하는지 알아본다.

목차

1장. C++17의 새로운 기능
__소개
__묶음으로 된 반환 값을 풀기 위해 구조체 형태의 바인딩 사용
__if와 switch 구문으로 변수의 범위를 제한
__새로운 중괄호 초기화 규칙의 강점
__생성자에서 자동으로 템플릿 클래스 타입 추론
__constexpr-if로 컴파일 시간 결정 단순화
__인라인 변수로 헤더 전용 라이브러리 활성화
__표현식 접기로 간편한 헬퍼 함수 구현

2장. STL 컨테이너
__소개
__std::vector에서 삭제-제거 관용구 사용하기
__O(1) 시간으로 정렬되지 않은 std::vector의 요소 삭제
__std::vector 객체에 빠르고 안전하게 접근
__std::vector 객체 정렬 유지
__필요한 조건을 걸어 효율적으로 std::map에 요소 삽입
__std::map::insert의 새로운 삽입 판별 시맨틱 이해
__std::map 요소의 키를 효율적으로 변경
__std::unordered_map을 사용자 지정 타입으로 사용
__중복된 사용자 입력 검출 및 std::set을 이용해 알파벳순으로 출력
__std::stack으로 간단한 RPN 계산기 구현
__std::map을 이용해 단어 빈도수 카운터 구현
__std::multimap을 이용해 긴 문장을 찾는 문체 헬퍼 도구 구현
__std::priority_queue를 사용해 할 일 목록 구현

3장. 반복자
__소개
__자신만의 순환 가능한 범위 생성
__STL 반복자 카테고리와 호환되는 자신만의 반복자 생성
__제너릭 데이터 구조체를 채우기 위한 반복자 어댑터의 사용
__반복자 관련 알고리즘 구현
__역방향 반복자 어댑터를 사용해 반대로 순환
__반복자 감시자로 범위를 초과하면 반복자 종료
__확인된 반복자로 반복자 코드를 자동 검사
__자신만의 zip 반복자 어댑터 생성

4장. 람다 표현식
__소개
__람다 표현식을 이용해 실행 중인 함수 정의
__람다를 std::function으로 감싸 넣어 다형성 추가
__병합을 이용해 함수 구성
__논리 결합을 이용해 복잡한 프레디케이트 생성
__같은 입력으로 두 개 이상의 함수 호출
__std::accumulate와 람다를 이용해 transform_if 구현
__컴파일 시간에 입력 값의 데카르트 곱 생성


5장. STL 알고리즘 기본
__소개
__하나의 컨테이너에서 다른 컨테이너로 요소 복사
__컨테이너 정렬
__컨테이너로부터 특정 요소 제거
__컨테이너 내용 변환
__정렬되거나 정렬되지 않은 벡터에서 요소 찾기
__std::clamp로 벡터 값을 특정 숫자 범위로 제한
__std::search로 문자열의 패턴을 찾고 최적화된 구현 고르기
__큰 벡터 표본화
__입력 시퀀스의 순열 생성
__사전식 병합 도구 구현

6장. STL 알고리즘의 고급 사용
__소개
__STL 알고리즘을 이용한 트라이 클래스 구현
__트라이를 이용한 검색어 추천 생성기 구현
__STL 숫자 알고리즘을 이용한 푸리에 변환 공식 구현
__두 벡터의 오차 계산
__ASCII 만델브로 렌더러 구현
__자신만의 알고리즘 직접 생성: split
__표준 알고리즘을 응용해 유용한 알고리즘 만들기: gather
__단어 사이의 연속적인 공백 제거
__문자열의 압축과 압축 풀기

7장. 문자열, 스트림 클래스 및 정규 표현식
__소개
__문자열 생성 및 병합과 변환
__문자열의 처음부터 끝까지 공백 제거
__객체 생성 비용 없이 std::string 사용
__사용자 입력으로부터 값 읽어오기
__파일의 모든 단어 개수 세기
__I/O 스트림 처리자로 출력 서식 지정
__파일 입력으로부터 복잡한 객체 초기화
__std::istream 반복자로부터 컨테이너 채우기
__std::ostream 반복자로 출력 일반화
__특정 코드 영역을 위한 출력물을 파일로 전달
__std::char_traits로부터 상속받아 사용자 지정 문자열 클래스 생성
__정규 표현식 라이브러리로 입력 토큰화
__구문마다 숫자들을 언제든지 완전히 다르게 출력
__std::iostream 에러로부터 읽을 수 있는 예외 발견

8장. 유틸리티 클래스
__소개
__std::ratio를 이용한 서로 다른 시간 단위 변환
__std::chrono를 이용한 절대 시간과 상대 시간 변환
__std::optional을 이용해 실패를 안전하게 밝혀내기
__튜플에 함수 적용
__std::tuple로 빠르게 데이터 구조체 구성
__타입에 대해 더 안전한 std::any를 이용해 void* 대체
__std::variant로 다양한 타입 저장
__std::unique_ptr을 이용한 자원 자동 처리
__std::shared_ptr을 이용한 공유 힙 메모리 자동 처리
__공유 객체에 대한 weak 포인터 다루기
__스마트 포인터를 이용한 이전 API의 자원 처리 간소화
__같은 객체의 서로 다른 멤버 변수 공유
__난수 생성과 올바른 난수 엔진을 고르는 방법
__난수 생성과 STL로 특정 분배 형성

9장. 병렬 처리와 동시성
__소개
__표준 알고리즘을 사용해 자동으로 코드 병렬화
__특정 시간 동안 프로그램 멈추기
__스레드의 시작과 중단
__std::unique_lock과 std::shared_lock으로 예외에 안전한 공유 잠금 수행
__std::scoped_lock로 데드락 피하기
__std::cout 동시 사용 동기화
__std::call_once로 안전하게 초기화 지연
__std::async를 사용해 백그라운드로 작업 실행
__std::condition_variable로 생산자/소비자 관용 표현 구현
__std::condition_variable를 이용해 다수의 생산자/소비자 표현 구현
__std::async를 이용한 ASCII 만델브로 렌더러 병렬화
__std::future로 간단한 자동 병렬화 라이브러리 구현

10장. 파일 시스템
__소개
__경로 정규화 도구 구현
__상대 경로에서 기준 파일 경로 얻기
__디렉터리 내의 모든 파일 목록 구하기
__그렙과 유사한 텍스트 검색 도구 구현
__자동 파일 이름 변경 구현
__디스크 사용 카운터 구현
__파일 타입의 통계 계산
__중복 내용을 심링크로 대체해 폴더 크기를 줄이는 도구 구현

본문중에서

[옮긴이의 말]
새로운 표준 C++ 라이브러리가 발표될 때마다 새로운 기능을 익히는 것은 개발자에게 즐거움을 주는 동시에 배워야 할 일이 늘어나는 것이다. 이 책은 최신 버전의 C++17에 새로 추가된 기능뿐만 아니라 기존 STL을 최신 흐름에 맞게 사용하는 방법을 알려준다. C++17에 추가된 새로운 내용을 중심으로 STL 컨테이너 및 람다 표현식을 어떻게 C++17에 맞춰 사용하는지를 다루며, STL 알고리즘 및 문자열 처리 같은 C++17 표준 라이브러리의 전반적인 내용을 소개한다.
이 책은 C++ 프로그래밍 언어에 대한 기본 지식을 바탕으로 기존의 표준 STL 라이브러리를 한 번이라도 다뤄본 독자를 위해 쓰였다. 물론 STL 라이브러리를 접해보지 못했더라도 부족한 설명은 인터넷이나 관련 자료를 참고해서 충분히 따라 해볼 수 있다. 궁극적인 목적은 C++17의 표준 라이브러리를 자유롭게 다룰 수 있게 하는 것이다.
C++17에 대한 기본 정보는 인터넷에서 찾아볼 수도 있지만, 이 책에는 풍부한 예제 코드가 다양하게 나와 있어서 이론뿐만 아니라 실습을 통해 C++17을 자신만의 방식으로 훌륭히 활용할 수 있을 것이다.

저자소개

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