Лекции, страница 6

Но эта критика основывается на доводах 20- 30-летней давности. Уже С~п1с1гВаа1с умел отлавливать выход за, границу ъгассива.,1ага и Пе1руй отслеживают обращения к памяти и возбуждают исключения при несанкционированном доступе. В стандартной библиотеке шаблоггов 1В1апс1агг1 Тешр1аъе Ь11ъгагу, ЯТЬ) языка С++ есть класс вгк1:: несгог, и для него определены два способа доступа, к элементам: непосредственный, (небезопасно) реализованный через орегагогД и поддерживающий обычный синтаксис доступа к элементам массива, и через функцию-член аг„которая проверяет, чтобы индекс удовлетворял условию 0 < г ( въяеО, где г индекс, въяеО длина вектора (индексация массивов в С, С вЂ” '+ ведется от 0). Проверка занимает некоторое время и приводит к замедлению работы программы, поэтому создатели ЯТЬ С- — ' предусмотрели возможность избежать эту проверку. 5.3.1 Функциональная спецификация Вектор является последовательностью переменной длины, и время доступа к элементам этой последовательности постоянно и не зависит от длины последовательности.

Количество элементов вектора не фиксировано и всегда может быть изменено. Вектор с 0 компонент называется пустым (по аналогии с пустым файлом). 210 СОЗДАТЬ: ПУСТО: ДЛИНА: ЗАГРУЗИТЬ: СОХРАЕ1ИТЬ: ИЗМЕНИТЬ ДЛИНУ: РАВЕЕЫ: УЕЕИЧТОЖИТЬ; г1 — Ъ'тл„ Ът,л, — ~ Ьоо1еап Ътл,- Ъ' „х 1„Т Ътг„х 1„х Т вЂ” Ътл, Ътз„х ЕŠ— Игл„, Ътг„х Ътл„— Ьоо1еап Ътл„— ~ а 5.3.2 Логическое описание и физическое представление Поскольку пи в Паскале (1ЯО 7185), ни в Расширенном Паскале (1ЯО 10206) нет динамических массивов, то для изложения будет привлечена ныне широко распространенная система Пе1р1п, возможности которой также поддерживаются компилятором Ерс.

Сначала опишем сам тип вектор. Он должен включать в себя описатель хранимой последовательности и ее длину, т. к, только в,1а~а у каждого массива есть член-функция 1.епдт1г(). $уре Ъ'есСог гесогс1 с1аса: аггау оЕТ; э1ие: 1пФе~ег; епс1; ФуресЕеЕ вФгнсС Т» с1а1а,; 1пФ э1ие: ) Уессог; 211 Н математике операции., такие как сложение и скалярное произведение, можно производить только с векторами равной размерности (длины).

Поэтому длина является важной характерисгикой вектора. Обозначим через 1„множество допустимых индексов вектора, 1 = О,..., и — 1. Мощность этого множества есть ни что иное как длина вектора. 13 качестве индекса первого элемента бс рется О, т. к. это удобно для реализации вектора в ЗИМ; как правило, операционные системы, выделяя блок памяти, возвращают адрес начала этого блока. Для доступа к компоненте вектора необходимо прибавить к адресу блока, размер одной компоненты, умноженной на, ее индекс.

Если индексация всдется нс с: О, то дополнительно необходимо провести сложение индекса с некоторым числом, что замедляет доступ. Теперь определим поведение операции кизменение размера». При уменьшении размера вектора с п до и, все компоненты с индексами О,..., и — 1 должны сохранить свое значение. При увеличении длины вектора, с и до р компоненты с индексами О,..., и — 1 должны сохранить свое значение, а с индексами а,..., р — 1 могут быть или неопределены, или проинициализированы значениями по умолчанию. Поскольку ОС не всегда оказывается в состсвшии выделить дополнительную память сразу за блоком, отведенным под вектор, то операция изменения размера требует копирования всех оставшихся элементов.

Мы сознательно определяем столь неэффективную операцию, время выполнения которой есть 0(Х), чтобы операция доступа. к данным имела постоянное время выполнения, как это определено для простого статического массшза. Пусть компоненты вектора имеют тип Т. Тогда для типа, Ът л, определены следующие операции: Н процессе создания вектора определяется его длина: 1!роверка на пустоту определяется путем сравнения длины с О. 1!ринято считать., что булевского типа, в С нс'т.

Это верно, но в заголовке < аИЬоо!. Ь) определс;ны как тип Ьоо1, так и константы Сгпе и Га1ве, полностью модслируклцис булевский тип. Нельзя нс отметить, что описание и поведение этих констант полностью соответствует типу Ьоо1 языка С- 1-. Ьоо1 Е«прСу(Чс<сСог~ ч) геСпгп « — >а!хе =- — О; Как отмечалось раныпе, длина является важной характеристикой вектора,.

Ее получение является пр<«стс«й операцией, выполняемой за постоянное время. шС Я!хе(Ъ'есгог* ч) ( геСпгп ч — >яхе: Теперь определим операции чтения и записи компоненты по данному индексу. Реализац«ля на, Си будет длиннее, поскольку с«е!р1«! автоматически проверяет выход эа границу массива и возбуждает исклк«чение. Для написания фу««кции изменения размера не придется писать копирование, поскольку библиоте «ные функции ЯеС1 ег«а;СЬ и геа11ос выполняют необходимые действия. 212 ргосес1пге СгсаСе(чаг ч: Ъ~.сСог; вх: 1««Сеяег); Ьеиш ч.

яхе:=- вх; )е!ЕепфЬ(ч.<1аСа, ч. яхе ); епс1; ГппсС!оп Еп«ргу(чаг ч: ««есСог): Ьоо1еап; Ьеи1п Еп«рСу:-= ч.яхе -- О; епс1; ГппсС1оп о!хе(чаг ч: Ъесгог): !псеяег: Ьеиш о!хе:=- ч. яхе; епс1; СппсС1оп Ьоа<1(чаг ч: '<ГесСог; «: п«Серег) : Т; Ьеи!п !.оас1:-- ч.<1аСа[1 ~: епс1; ргосес1пге Яаче(чаг ч: Ъ'ессог; 1: !пгеиег С: Т); Ьеи1п ч.с1ага[1 ~ епс1; чоЫ Сгеасс(«<есгог* ч, шС вх) ч — - в1хс -- вх: ч — >с1ага -- «паПос(я!хеопс(Т) ч — >яхе) Т 1 оас1(Ъ'есСог* ч, шС 1) 1С ((! > —..: О),!се (! < ч — >а!хек геСпгп ч — >с1а1,а[1]:, чоЫ Ьаче(Ъ<есСога ч, шС 1, Т С) 1г ((«>-- О) <«сй («< л — >а!хек ч — >с!а!а[![ — «,; чоЫ Кев1хе(чессогэ ч, ш$ вх) ч — >яхе вх.

ч — >с1а!,а — геа!!осЬ вЂ” >с!ага, в1хеоГ(Т) ~ ч — >яхе); Отношение равенства векторов играет большую роль в математике, поэтому эта операция просто должна быть определена. Два вектора считаются равными тогда и голько тогда, когда равны их длины, а также равны соответствующие компоненты. По окончании работы необходимо удалить вектор и вернуть память ОС. В 11е1р1п для этого достаточно присвоить указателю на массив ш1.

В Си необходимо вызвать функцию атее. ргосес1 Е)евсгоу(чаг ч: Чессог); Ьеиш ч. яхе: О: ч.с!а!а,:-- ш1; епс1; чоЫ Реэггоу(чессог~ ч) ( ч — >яхе О; 1гее(ч — .с1а1а): Приведенная здесь версия вектора проста и понятна, легка в реализации. Более совершенные и изощренные реализации используют сложные механизмы резервирования памяти для ускорения работы путем увеличения непроизводительных издержек. 5.4 Очередь В очередь, сукины дети, в очередь! Хриплый крик П. П.

Шарикова Очереди еще в большей степени., чем файлы встречаются в повседневной жизни. Даже в развитых странах с хорошо налаженным трудом, бытом и отдыхом [72] люди нередко оказываются в различных очередях, страстно требуя уважения основного принципа: 213 ргосес1пге Кеяхе(чаг ч: Чессог, вх: !п1с!1сг); Ьеиш ч, э!хе и-- эх; Яе$1.епйсЬ(чл1а1а, ч, яхе); епс1; Гнпс0оп Ес1ца1(чаг 1, г: Ъес$ог): Ьоо1еап; чаг 1; !п1еаег: Ьеиш геянИ: — 1.

яхе =- г. в1хе: : — О; Мп1е гевп11 апс1 (! < 1. яхе ) с1о Ье! 1п гевц!с: — 1. с1а1а[! ] — г.с!ага[! ]: +1; епс1; епс1; Ьоо1 Ес1па1(Честнот~ 1, Ъесгог* г) 11 (! — >яхе ! - г — >яхе) геСпгп 1а1ае; Гог(ш$1:= О; ! < 1 — >яхе; !+-~) 11(! — >с1а!а[1] ! = г — >с1а1а[1]) геФпгп 1а1ве; геринги ггце; первым пришел первым ушел.

Очередь стандартное средство сглаживания разницы в производительности процессов, когда поставщик работает быстрее потребителя. Очередь это структура с одной читающей головкой и одной записывающей головкой, последовательным доступом и неразрушающей записью (72~. Точнее, очередью называется упорядоченное множество с переменным (возможно, нулевым) числом элементов, на котором определены следующие операции: ° постановка в очередь нового элемента; ° проеерка п>1сто>пы очереди: ° проамо>>>р первого (самого давнего из имеюп>ихся) элемента, если он есть; ° извлечение из очереди ее первого элемента, если очередь не пуста. Это определение хорошо согласуется с интуитивной концепцией очереди; если не учитывать льготников или просто идущих без очереди. Сначала обслуживается тот, кто прибыл первым и еще не обслужен, он и покидает очередь раньше всех. Очереди имск>т большое значение в информатике; они применяются к двум классам задач: ° для моделирования реальных очередей: современная техника связи прибавила к человеческим очередям целую гамму проблем, касающихся очередей сообп>ений, по- ступа,ю>цих от терминалов, которые соединены с одним или несколькими центрами связи.