Б. Страуструп - Язык программирования С++ (1119446), страница 40
Текст из файла (страница 40)
Конструктор размещает массив целых с размером, равным заданномумаксимальному размеру множества, а деструктор удаляет этот массив:intset::intset(int m, int n)// не более m целых в 1..n{if (m<1 || n<m) error("недопустимый размер intset");cursize = 0;maxsize = m;x = new int[maxsize];}133Бьерн Страуструп.Язык программирования С++intset::~intset(){delete x;}Целые добавляются таким образом, что они хранятся во множестве в возрастающем порядке:void intset::insert(int t){if (++cursize > maxsize) error("слишком много элементов");int i = cursize-1;x[i] = t;while (i>0 && x[i-1]>x[i]) {int t = x[i];// поменять местами x[i] и x[i-1]x[i] = x[i-1];x[i-1] = t;i--;}}Чтобы найти элемент, используется простой двоичный поиск:int intset::member(int t) const // двоичный поиск{int l = 0;int u = cursize-1;while (l <= u) {int m = (l+u)/2;if (t < x[m])u = m-1;else if (t > x[m])l = m+1;elsereturn 1;// найден}return 0;// не найден}Наконец, нужно предоставить пользователю набор операций, с помощью которых он мог быорганизовать итерацию по множеству в некотором порядке (ведь порядок, используемый впредставлении intset, от него скрыт).
Множество по своей сути не является внутренне упорядоченным, инельзя позволить просто выбирать элементы массива (а вдруг завтра intset будет реализовано в видесвязанного списка?).Пользователь получает три функции: start() - для инициализации итерации, ok() - для проверки, есть лиследующий элемент, и next() - для получения следующего элемента:class intset {// ...void start(int& i) constint ok(int& i) constint next(int& i) const};{ i = 0; }{ return i<cursize; }{ return x[i++]; }Чтобы обеспечить совместную работу этих трех операций, надо запоминать тот элемент, на которомостановилась итерация. Для этого пользователь должен задавать целый параметр. Поскольку нашепредставление множества упорядоченное, реализация этих операций тривиальна.
Теперь можноопределить функцию print_in_order:void print_in_order(intset* set){int var;set->sart(var);134Бьерн Страуструп.Язык программирования С++while (set->ok(var)) cout << set->next(var) << '\n';}Другой способ построения итератора по множеству приведен в $$7.8.5.4 Еще о классахВ этом разделе описаны дополнительные свойства класса. Описан способ обеспечить доступ к частнымчленам в функциях, не являющихся членами ($$5.4.1). Описано, как разрешить коллизии имен членов($$5.4.2) и как сделать описания классов вложенными ($$5.4.3), но при этом избежать нежелательнойвложенности ($$5.4.4). Вводится понятие статических членов (static), которые используются дляпредставления операций и данных, относящихся к самому классу, а не к отдельным его объектам($$5.4.5).
Раздел завершается примером, показывающим, как можно построить дискриминирующее(надежное) объединение ($$5.4.6).5.4.1 ДрузьяПусть определены два класса: vector (вектор) и matrix (матрица). Каждый из них скрывает своепредставление, но дает полный набор операций для работы с объектами его типа. Допустим, надоопределить функцию, умножающую матрицу на вектор. Для простоты предположим, что вектор имеетчетыре элемента с индексами от 0 до 3, а в матрице четыре вектора тоже с индексами от 0 до 3. Доступк элементам вектора обеспечивается функцией elem(), и аналогичная функция есть для матрицы.Можно определить глобальную функцию multiply (умножить) следующим образом:vector multiply(const matrix& m, const vector& v);{vector r;for (int i = 0; i<3; i++) { // r[i] = m[i] * v;r.elem(i) = 0;for (int j = 0; j<3; j++)r.elem(i) +=m.elem(i,j) * v.elem(j);}return r;}Это вполне естественное решение, но оно может оказаться очень неэффективным.
При каждом вызовеmultiply() функция elem() будет вызываться 4*(1+4*3) раз. Если в elem() проводится настоящий контрольграниц массива, то на такой контроль будет потрачено значительно больше времени, чем навыполнение самой функции, и в результате она окажется непригодной для пользователей. С другойстороны, если elem() есть некий специальный вариант доступа без контроля, то тем самым мызасоряем интерфейс с вектором и матрицей особой функцией доступа, которая нужна только дляобхода контроля.Если можно было бы сделать multiply членом обоих классов vector и matrix, мы могли бы обойтись безконтроля индекса при обращении к элементу матрицы, но в то же время не вводить специальнойфункции elem().
Однако, функция не может быть членом двух классов. Надо иметь в языке возможностьпредоставлять функции, не являющейся членом, право доступа к частным членам класса. Функция - нечлен класса, - имеющая доступ к его закрытой части, называется другом этого класса. Функция можетстать другом класса, если в его описании она описана как friend (друг). Например:class matrix;class vector {float v[4];// ...friend vector multiply(const matrix&, const vector&);};class matrix {vector v[4];// ...friend vector multiply(const matrix&, const vector&);135Бьерн Страуструп.Язык программирования С++};Функция-друг не имеет никаких особенностей, за исключением права доступа к закрытой части класса.В частности, в такой функции нельзя использовать указатель this, если только она действительно неявляется членом класса.
Описание friend является настоящим описанием. Оно вводит имя функции вобласть видимости класса, в котором она была описана, и при этом происходят обычные проверки наналичие других описаний такого же имени в этой области видимости. Описание friend может находитсякак в общей, так и в частной частях класса, это не имеет значения.Теперь можно написать функцию multiply, используя элементы вектора и матрицы непосредственно:vector multiply(const matrix& m, const vector& v){vector r;for (int i = 0; i<3; i++) { // r[i] = m[i] * v;r.v[i] = 0;for ( int j = 0; j<3; j++)r.v[i] +=m.v[i][j] * v.v[j];}return r;}Отметим, что подобно функции-члену дружественная функция явно описывается в описании класса, скоторым дружит. Поэтому она является неотъемлемой частью интерфейса класса наравне с функциейчленом.Функция-член одного класса может быть другом другого класса:class x {// ...void f();};class y {// ...friend void x::f();};Вполне возможно, что все функции одного класса являются друзьями другого класса.
Для этого естькраткая форма записи:class x {friend class y;// ...};В результате такого описания все функции-члены y становятся друзьями класса x.5.4.2 Уточнение имени членаИногда полезно делать явное различие между именами членов классов и прочими именами. Для этогоиспользуется операция :: (разрешения области видимости):class X {int m;public:int readm() const { return m; }void setm(int m) { X::m = m; }};В функции X::setm() параметр m скрывает член m, поэтому к члену можно обращаться, толькоиспользуя уточненное имя X::m.
Правый операнд операции :: должен быть именем класса.Начинающееся с :: имя должно быть глобальным именем. Это особенно полезно при использовании136Бьерн Страуструп.Язык программирования С++таких распространенных имен как read, put, open, которыми можно обозначать функции-члены, не теряявозможности обозначать ими же функции, не являющиеся членами. Например:class my_file {// ...public:int open(const char*, const char*);};int my_file::jpen(const char* name, const char* spec){// ...if (::open(name,flag)) { // используется open() из UNIX(2)// ...}// ...}5.4.3 Вложенные классыОписание класса может быть вложенным.
Например:class set {struct setmem {int mem;setmem* next;setmem(int m, setmem* n) { mem=m; next=n; }};setmem* first;public:set() { first=0; }insert(int m) { first = new setmem(m,first); }// ...};Доступность вложенного класса ограничивается областью видимости лексически объемлющего класса:setmem m1(1,0);// ошибка: setmem не находится// в глобальной области видимостиЕсли только описание вложенного класса не является совсем простым, то лучше описывать этот классотдельно, поскольку вложенные описания могут стать очень запутанными:class setmem {friend class set;// доступно только для членов setint mem;setmem* next;setmem(int m, setmem* n) { mem=m; next=n; }// много других полезных членов};class set {setmem* first;public:set() { first=0; }insert(int m) { first = new setmem(m,first); }// ...};Полезное свойство вложенности - это сокращение числа глобальных имен, а недостаток его в том, чтооно нарушает свободу использования вложенных типов (см.
$$12.3).137Бьерн Страуструп.Язык программирования С++Имя класса-члена (вложенного класса) можно использовать вне описания объемлющего его класса также, как имя любого другого члена:class X {struct M1 { int m; };public:struct M2 { int m; };M1 f(M2);};void f(){ M1 a;M2 b;X::M1 c;X::M2 d;}////////ошибка: имя `M1' вне области видимостиошибка: имя `M1' вне области видимостиошибка: X::M1 частный членнормальноОтметим, что контроль доступа происходит и для имен вложенных классов.В функции-члене область видимости класса начинается после уточнения X:: и простирается до концаописания функции. Например:M1 X::f(M2 a){ /* ... */ }X::M1 X::f(M2 a){ /* ... */ }// ошибка: имя `M1' вне области видимости// нормальноX::M1 X::f(X::M2 a) // нормально, но третье уточнение X:: излишне{ /* ...
*/ }5.4.4 Статические членыКласс - это тип, а не некоторое данное, и для каждого объекта класса создается своя копия членов,представляющих данные. Однако, наиболее удачная реализация некоторых типов требует, чтобы всеобъекты этого типа имели некоторые общие данные.
Лучше, если эти данные можно описать как частькласса. Например, в операционных системах или при моделировании управления задачами часто нуженсписок задач:class task {// ...static task* chain;// ...};Описав член chain как статический, мы получаем гарантию, что он будет создан в единственном числе,т.е. не будет создаваться для каждого объекта task. Но он находится в области видимости класса task, иможет быть доступен вне этой области, если только описан в общей части. В этом случае имя членадолжно уточняться именем класса:if (task::chain == 0)// какие-то операторыВ функции-члене его можно обозначать просто chain.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
