Бьерн Страуструп. Язык программирования С++. Специальное издание (2011) (1004033), страница 137
Текст из файла (страница 137)
Независимо от категории итераторы предоставляют как константный, так и не- константный виды доступа к указуемым ими элементам. Для итераторов константного доступа не допускается запись элементов. Но хоть итераторы и обеспечивают необходимый набор операций, окончательное решение о допустимости тех или иных действий над элементом остается за самим типом элементов. Операции чтения и записи приводят к копированию объектов.
Поэтому типы элементов должны реализовывать традиционную семантику копирования (З17.1.4). Только итераторы произвольного доступа допускают сложение (вычитание) с целыми числами лля реализации относительной адресации. Тем не менее, за исключением итераторов вывода всегда можно определить расстояние мехсду двумя итераторами в процессе итерирования элементов последовательности, для чего и предназначена функция аззгаиее О: гетр(иге<с(азз1п> гуреиате дега!от зга!зз<1п>::Щегеаее гуре а(ззааее (!и 1)гзз, 1п (аз!) ( гурепазпе дега!ее Ггайз<1п>:: йфегеиее гуре й = О; мЫ(е(7!ге!++ ! = гам) й++! гезиги а'! ) Тип !геен!ее «а(гз<1и>:: Щегеиее гуре для любого итератора 1и определяет расстояние между элементами (З19.2.2). дорогими для Из! или !згееаиз.
Как следствие мы разбиваем итераторы на пять кате- горий в соответствии с наборами операций, которые они могут поддерживать эф- фективно (за постоянное время; э17.1): 658 Глава 19. Итераторы и аллокаторы Функция названа <1(з(аисе(), а не орега(ог- (), поскольку она может оказаться довольно дорогой, в то время как все операции над итераторами выполняются за постоянное время (917.1). Последовательный обсчет всех элементов — это не то, что можно нечаянно позволить себе для большой последовательности.
Для итераторов произвольного доступа в стандартной библиотеке имеется существенно более эффективная реализация функции <1!маисе () . Аналогично, функция а<(гансе() потенциально медленнее операции +к <етр(а(е<с(ат 1п, с!агз И<з(> ыо!«а<(гансе(1па <, РЬ1 и) < У( += п 19.2.2. Шаблон!1ега1ог 1га11а Мы используем итераторы для получения информации об указуемых объектах и о последовательностях, на которых они действуют. Например, мы можем разыменовать итератор и манипулировать целевым обьектом, а также можем определить число элементов последовательности, отталкиваясь от работающих с ней итераторов.
Для работы с такими операциями нам нужно ссылаться на типы, связанные с итераторами, как на «тип объекта, указуемого итератором» и «тип расстояния между двумя итераторами», Связанные с итераторами типы описываются небольшим набором объявлений в рамках шаблонного класса Иега(ог лайз: <етр!а(е<с!ат Иег> з<гис( Иега<ог <га(уи <уре<(е1 <урепате Иег:: нега(ог со<ело<у Иега<ог со<вангу< й з! 9.2.3 (уре«е1<уреаате Иег::ыа(ие <уре ыа!ие <уре< Утин элемента <уре<(еТ (урепате Иег <: «<ТГегепсе (уре ЙЯегепсе <уре< <уре«е1 <уреаате Иег:: ро<н1ег ро!п<ег< // тин возврата для орега(ог — >О (уре<(е3'(урепате 1<ег<: геуегепсе ге~егеясе( й тип возврата для орега<ог»() )< Тип <!<Зегепсе <уре — это тип разности двух итераторов, а тип Иега<ог са<еиогу показывает, какие операции поддерживает итератор.
Для обычных указателей предоставляются специализации (913.5) для <Т > и <сопя( Т" >. В частности: У специализация для указателей (етр(а(е<с(ат Т> з(гис( !(ега(ог <гааз< Т*> <уре<(еТ гоп<(от асеева Иега1ог <аа Иега<ог са(еяогу< <уре<(ег Т ыа(е (уре< <уре<<е1 р<г<<<)1 ( ЙЯегепсе 1уре< <ура<(ег Т* ротам< <уре<(е1 Та ге~егеисе< )< Таким образом, разность между двумя указателями представляется стандартным библиотечным типом ритЩ' ( из заголовочного файла «зт<!<1еу> (96.2.1), а рот(ег обеспечивает произвольный доступ (919.2.3). Располагая шаблоном Иега(ог <Га!В мы можем написать код, зависящий от свойств итератора-параметра.
Алгоритм сопи(() служит классическим примером: <етр(а(е<с(азз 1и, с(азз Т> 1урепа<не дега(ог (га((з<1и> <:<(фегепсе <уре сони<(1п !)гз<, 1и 1ам, сои<( Ть ыа!) 19.2. Итераторы и последовательности ( 1урепате пега!ос гга11з<1п>:: »Вф егепсе 1уре гез = О! пйде ага! ! = !аз!) в )»1)гз1»« == га1)»»сего ге!ига гет Тип возврата определяется через 11егагог «а1«<1и>.
Причина состоит в том, что нет никаких языковых примитивов, позволяющих напрямую выразить произвольный тип в виде комбинации других типов, например, «тип результата вычитания двух операндов типа 1п», Вместо применения 11егагог «а1в мы могли бы применить специализации соииг() для указателей: гетр1аге<с1авв 1п, с!вез Т> 1урепате 1п:: Нфегепсе )уре соип((1п1)гзг, 1п !аз!, своз! Те га1); !етр1а!е<с1аез 1п, с1ат Т> ртп$Щ' ! соип!< Т", Т> ) Т* 1)гзт, Т* 1азт, сопз! Те га1) Таким образом, однако, проблема решается лишь для сопи! ( ) .
Примени мы этот прием для дюжины алгоритмов, информация о типе разности итераторов реплицировалась бы столько же раз, а как правило, любое проектное решение лучше сосредоточить в одном месте (523.4.2). Тогда и исправлять что-либо в нем пришлось бы также в одном месте. Поскольку Ыегагог «а1ь<11егагог> определен для всех итераторов, мы неявно определяем 1гегагог «а11з всякий раз, когда создаем новый итераторный тип. Если для нового итераторного типа не подходит то, что автоматически порождается от общего шаблона 11егагог «аиз, мы обеспечиваем специализацию в том же ключе, что и указанная выше стандартная специализация для указателей.
При автоматическом порождении от 11егагог «а1)з предполагается, что итератор является классом с типами-членами в1!3егеисе гуре, га1ие гуре и т.д. Стандартная библиотека в заголовочном файле <11егагог> определяет базовый тип, который можно использовать для определения указанных типов: УУ з!9.2.3 У тип злвиента !Утин разности итераторов УУ тип возврата для — > !Утин возврата длп * Заметьте, что ге1егепсе и ротгег — это не итераторы. Они предназначены для возвратов орега1ог* () И орегатог-> () Некоторых итЕратоРов.
Шаблон 1гегагог «а1п имеет ключевую важность для упрощения некоторых интерфейсов, зависящих от итераторов, и для эффективной реализации многих алгоритмов. <етргате<с1аев Саг, с!азз Т, с!вез зи и с! йега1ог ( 1урейеТ Са! дега(ог сагеиогу; )урезе! Т иа!ие туре! гурейеТТзтзт йфегепсе туре! туреаеу Р)г ро!птег; зуреиеТЯв1 ге~егепсе; ): Тзгз! = рггу 1, с1азз Ргг = Т*, огоев яеТ Та> ббо Глава 19. Итераторы и аллокаторы 19.2.3. Категории итераторов Различные виды итераторов — называемые категориями итераторов — укладываются в следующую иерархию: Го«наго «я Вхогескяооа1 т — — Васцот ассеяя Оосрос Это вовсе не диаграмма наследования классов. Категории итераторов просто классифицируют их по наборам поддерживаемых операций.
Множество не связанных друг с другом типов могут попадать в одну и ту же категорию итераторов. Например, и обычные указатели Я19.2.2), и Ояес!сеИ йегя Я!9.3) являются итераторами произвольного доступа (гап()ощ асеева), Как отмечено в главе 18, разные алгоритмы принимают в качестве параметров итераторы разного вида, а один и тот же алгоритм в принципе можно реализовать с разной эффективностью, применяя разные виды итераторов.
Для поддержки разрешения перегрузки для разных видов итераторов стандартная библиотека предоставляет пять классов, соответствующих пяти итераторным категориям: шгиш !при! Йегагог гад ( ); яггис! оигри! вега(о«!ад ( ); мгис! уогнагт( йегагог гад: риЫ(с (при! !ге«аяог !ая ( ); я!«исг Ьй1!гес!!она! йегагог гад: риЫ!с)о«па«И Вега!о« тая ( ); я!гис! «апг(от ассеяя йегагог яад: риЫГс Ьи(Ьесиопа! !«егшог !ад ( ); Глядя на операции, поддерживаемые итераторами ввода и прямыми итераторами (519.2.1), можно предположить, что !огтеа«И !!ега!ог !а8 наследует как от оиярш вега!ог !ая, так и от гирш !!ега!ог !а8.
Причины того, что это не так, запутанны и не совсем логичны. Однако я еще не видел примера, где такое наследование упростило бы написание реального кода. Наследование теговых классов ((а8-с!аваев) полезно лишь в случае необходимости избавиться от множества вариантов функций, в которых разные виды итераторов (но не все) используются с одними и теми же алгоритмами. Рассмотрим, как реализовать т!!я!апсе (): Гетр!а!е<с1аяя 1н> яурепате 1«его!о«ггайя<1п>:: Йфегеисе !уре г!!я!апсе (!п у)гяг, 1н !ая!); Есть две очевидные альтернативы: 1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
