А. Александреску - Современное проектирование на C++ (1119444), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Двойная диспетчеризация функторов 11.9. Преобразование аргументов: згайс сага или оупапз1с сам? 11.10. Мультиметоды с постоянным временем выполнения 11,11. Классы Ваз!с!3!зрагспег и Ваз!сГазг!31зра1сЬег как стратегии ! 1.!2. Перспективы 11.13. Резюме 11.!4. Краткий обзор двойных диспетчеров Приложение. Многопоточная библиотека в стиле минимализма П.1. Критика многопоточности П.2.
Подход, реализованный в библиотеке 1.о!ц П.З, Атомарные операции с целочисленными типами П.4. Мьютексы П.5. Семантика блокировки в объектно-ориентированном програм П.б. Модификатор то!ай!е П.7. Семафоры, события и другие полезные вещи П.8. Резюме Библиография 282 284 286 290 294 296 297 299 зоо 302 Зоу з!о з!! 312 314 319 320 321 321 323 мировании 325 327 327 327 329 ПРЕДИСЛОВИЕ СКОТТА МЕЙЕРСА В !99! году вышло первое издание книги "Эффективное использование С++" ("Ейесг!че С++"). В нем почти не рассматривались шаблоны, поскольку в то время они были новшеством, и я о них практически ничего не знал.
Включенные в книгу немногочисленные фрагменты программ, содержаших шаблоны, я был вынужден посылать по электронной почте другим людям, поскольку все доступные мне компиляторы их не поддерживали. В !995 году я написал книгу "Наиболее эффективное использование С--'г" ("Моге е)Тес!!че С++"). И снова почти не упомянул о шаблонах. На этот раз меня остановило не отсутствие знаний (в первоначальном варианте книга содержала целую главу, посвяшенную этой теме) н не ограниченность моих компиляторов. Просто возникло подозрение, что понимание роли шаблонов в среде программистов на языке С++ претерпевает настолько значительные изменения, что все мои мысли по э~ому поводу могут быстро стать банальными, поверхностными и даже ошибочными.
Эти подозрения возникли по двум причинам. Первой из них была статья, опубликованная в январском номере журнала "С++ Вероп" за !995 год Джоном Бартоном ()оЬп Вапоп) и Ли Нэкманом (Бее Хаскгпап). В ней описывалось пригиенение шаблонов для безопасного анализа размерностей (!уреза(е йтепз!оп апа!уз!з) без лополнительных затрат машинного времени, Я сам довольно долго пытался решить эту задачу и знал, что другие программисты также безуспешно ломают над ней голову.
Революционный подход, предложенный Бартоном и Нэкменом, помог мне понять, что с помошью шаблонов можно не просто создавать контейнеры, содержашие объекты класса т, но и достичь намного более значительных результатов. В качестве иллюстрации этого подхода рассмотрим код, предназначенный для умножения двух физических величин произвольной размерности. сеер!ате<!пс п1, !пт 12, бпт с1, !пс п2, !пс 12, зпс т2> яЬуз!са1<а1нв2, 11+!2, с1+т2> орегасог*(яЬуз!са1<п1, 11, с1> 1Ьэ, РЬу51са1<я2, !2, с2> гЬз) гесцгп яЬуз! са! <п1+в2, 11+12, с1+с2>:: цпз те\ Ьз. ча1це() *гЬз.
ча1не О; Лаже без объяснений, приведенных в статье, совершенно очевидно, что эта шаблонная функция (бзпсйоп 1етр!а!е) получает шесть параметров, ни олин из которых не представляет собой какой-либо тип! Это явилось для меня приятным открытием. Вскоре я стал изучать стандартную библиотеку шаблонов БТ!. (Б!апдагд Тегпр!агез (з!Ьгагу).
Эта разработка Александра Степанова (А)ехапдег 5!ерапох) весьма элегантна. В ней контейнеры ничего не знают об алгоритмах, алгоритмы ничего не знают о контейнерах, итераторы функционируют как указатели (но могут быть объектами), контейнеры и алгоритмы одинаково успешно могут получать указатели на функции и сами функции в виде объектов, а пользователи библиотеки могуг расширять ее, не прибегая к наследованию от какого-либо базового класса или переопределению виртуальных функций. И тут я почувствовал (как и при чтении статьи Бартона и Нэкмеиа), что практически ничего не знаю о шаблонах. По этой причине я не стал почти ничего писать о шаблонах в книге "Более эффективный С++*'.
Как я мог касаться этой темы, если мое понимание шаблонов ос- тавалось на уровне контейнеров, содержащих объекты класса т, в то время как Бартон, Нэкман, Степанов и другие продемонстрировали, что такое применение шаблонов является лишь вершиной айсберга? В 1998 году Андрей Александреску (Апдге( А1ехапйгезсц) и я стали обмениваться сообщениями по электронной почте, и вскоре я понял, что мне придется снова изменить свое мнение о шаблонах. В то время как Бартон, Нэкман и Степанов ошеломили меня тем, чти можно сделать с помощью шаблонов, Андрей поразил меня, объяснив, как это можно сделать. Одна из простейших вещей, которые он помог мне изложить в общедоступной форме, до сих пор остается примером, который я первым привожу людям, начинающим работать в этой области.
Это шаблон Стдазегт, представляющий собой аналог макроса аавегт, но позволяющий проверять условия во время компиляции, а не во время выполнения программы. тевр1ате<боо1» зтгост стдззегт; севр1ате<> зтгцст стдазегт<тгце> (); Вот и все! Обратите внимание на то, что обычный шаблон стдззегт нигде не определяется. Более того, он конкретизирован только для значения тгце, но не для Ра1зе. То, что есть в этом шаблоне, не менее важно, чем то, чего в кем нет. Это заставляет посмотреть на код этого шаблона под другим углом, поскольку оказывается, что большая часть его "исходного кода*' осознанно проигнорирована, Этот образ мышления совершенно отличается от общепринятого.
(В этой книге Андрей обсуждает более сложный шаблон Совр(1ет(весйеКег.) В итоге Андрей приступил к разработке шаблонно-ориентированной реализации распространенных языковых идиом (1апдцаде 1йюшз) и шаблонов проектирования, особенно шаблонов ОоР. Это вызвало перепалку в среде разработчиков шаблонов, поскольку они были абсолклно убеждены, что эти шаблоны невозможно запрограммировать. Когда стало ясно, что Андрей создал средства для автоматического генерирования реализаций шаблонов, а не для программирования собственно шаблонов, возражения были сняты.
Мне было приятно узнать, что Андрей и один из разработчиков шаблонов Оор (Джон Влиссидес) вместе написали две статьи в журнале "С++ Верон", посвященные этой теме. Следуя выбранному направлению, связанному с шаблонами для генерации идиом и реализациями шаблонов проектирования, Андрей столкнулся с проблемами, стоящими и перед другими программистами, работающими в этой области. Должна ли программа быть безопасной в многопоточной системе (гоген зауе)? Откуда брать дополнительную память: из кучи, стека или пула статической паьпьти? Нужно ли перед разыменованием интеллектуальных указателей (впап ро1пгев) проверять, равны ли они нулю? что случится при завершении программы, если один деструктор синглтона (з(пйлоп'з г)езгшсГог) попытается использовать уже уничтоженный синглтон? Андрей стремился предложить пользователям максимально широкий выбор возможностей, не навязывая своего мнения. Он решил инкапсулировать эти решения в виде классов стратегий (ро1)су с)амез), что позволило пользователям передавать их как шаблонные параметры.
Кроме того, Андрей предложил для этих классов разумные значения по умолчанию, так что боль- ' Название этих шаблонов происходит от словосочетания? Оапв оГ Роаг" — "Баяла четырех". В состав этой "банды" входили Епса Оапшв (Эрих Гамма), К(сьаИ Не1ш (Ричард Хелм), Ка)ра Зоапюп (Ральф Джонсон) и Ло)ш Ч)тв(без (Джон Влиссидис), написавшие осиовопазагаюшую книгу Юиз(еи Риистк Е!етеив о~яииягыи О(уис-Опишем 5о/агат (Адб)воп-ьуез)еу, 1995). 12 Предисловие Скотта Мейерса шинство клиентов может их просто игнорировать.
Результат оказался потрясаюшим! Например, шаблон для интеллектуального указателя, описанный в книге, получает в виде параметров только 4 класса стратегий, а генерирует более 300 разных типов интеллектуальных указателей, каждый из которых обладает уникальными особенностями поведения. Программисты, осведомленные о поведении интеллектуального указателя, заданном по умолчанию, могут вообше проигнорировать параметры, прелставляюшие собой классы стратегий, указав лишь тип объекта, на который он должен ссылаться. Это позволяет им извлекать выгоду из прекрасно сделанного класса для интеллектуального указателя, не прилагая никаких усилий. В конце книги рассмотрены три разные темы, причем для каждой из них выбран свой способ изложения.
Во-первых, представлен новый взгляд на мошь и гибкость шаблонов в языке С++. (Если, прочитав материал, посвяшенный спискам типов (гуреев), вы не свалились со стула, значит, вы сидели на полу.) Во-вторых, указаны ортогональные направления, по которым идиомы и реализации шаблонов могут отличаться лруг от друга. Для разработчиков шаблонов и программистов, занимаюшихся их реализацией, эта информация крайне важна, однако вы вряд ли найдете ее в других источниках. () заключение, читатели могут свободно загрузить исходный код библиотеки шаблонов ЬоИ, описанной в этой книге, и изучить ее с~роение.
С ее помошью вы можете не только испытать свой компилятор, но и начать собственную разработку. Разумеется, вы можете вполне законно использовать код, написанный Андреем, для своих целей. Я абсолютно уверен, что ему это будет приятно. Скотт Мейерс (Бсоц Меуегз) Предисловие Скотта Мейерса ПРЕДИСЛОВИЕ ДЖОНА ВЛИССИДЕСА Что нового можно сказать о языке С++? Оказывается, очень много.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
