Б. Страуструп - Язык программирования С++ (1119446), страница 59
Текст из файла (страница 59)
Все варианты шаблона типа для sort() нужны для того,чтобы показать возможности языка м полезные приемы программирования. Варианты не упорядоченыв соответствии с тем, насколько они хороши. Кроме того, можно обсудить и традиционные варианты безшаблонов типа, в частности, передачу указателя на функцию, производящую сравнение.215Бьерн Страуструп.Язык программирования С++8.4.1 Простой шаблон типа для глобальной функцииНачнем с простейшего шаблона для sort():template<class T> void sort(Vector<T>&);void f(Vector<int>& vi,Vector<String>& vc,Vector<int>& vi2,Vector<char*>& vs){sort(vi);// sort(Vector<int>& v);sort(vc);// sort(Vector<String>& v);sort(vi2);// sort(Vector<int>& v);sort(vs);// sort(Vector<char*>& v);}Какая именно функция sort() будет вызываться определяется фактическим параметром.
Программистдает определение шаблона типа для функции, а задача системы программирования обеспечитьсоздание правильных вариантов функции по шаблону и вызов соответствующего варианта. Например,простой шаблон с алгоритмом пузырьковой сортировки можно определить так:template<class T> void sort(Vector<T>& v)/*Сортировка элементов в порядке возрастанияИспользуется сортировка по методу пузырька*/{unsigned n = v.size();for (int i=0; i<n-1; i++)for (int j=n-1; i<j; j--)if (v[j] < v[j-1]) { // меняем местами v[j] и v[j-1]T temp = v[j];v[j] = v[j-1];v[j-1] = temp;}}Советуем сравнить это определение с функцией сортировки с тем же алгоритмом из $$4.6.9.Существенное отличие этого варианта в том, что вся необходимая информация передается вединственном параметре v.
Поскольку тип сортируемых элементов известен (из типа фактическогопараметра, можно непосредственно сравнивать элементы, а не передавать указатель на производящуюсравнение функцию. Кроме того, нет нужды возиться с операцией sizeof. Такое решение кажется болеекрасивым и к тому же оно более эффективно, чем обычное. Все же оно сталкивается с трудностью. Длянекоторых типов операция < не определена, а для других, например char*, ее определениепротиворечит тому, что требуется в приведенном определении шаблонной функции. (Действительно,нам нужно сравнивать не указатели на строки, а сами строки).
В первом случае попытка создатьвариант sort() для таких типов закончится неудачей (на что и следует надеяться) , а во второмпоявиться функция, производящая неожиданный результат.Чтобы правильно сортировать вектор из элементов char* мы можем просто задать самостоятельноподходящее определение функцииsort(Vector<char*>&):void sort(Vector<char*>& v){unsigned n = v.size();for (int i=0; i<n-1; i++)for ( int j=n-1; i<j; j--)if (strcmp(v[j],v[j-1])<0) {// меняем местами v[j] и v[j-1]char* temp = v[j];v[j] = v[j-1];216Бьерн Страуструп.Язык программирования С++v[j-1] = temp;}}Поскольку для векторов из указателей на строки пользователь дал свое особое определение функцииsort(), оно и будет использоваться, а создавать для нее определение по шаблону с параметром типаVector<char*>& не нужно. Возможность дать для особо важных или "необычных" типов своеопределение шаблонной функции дает ценное качество гибкости в программировании и может бытьважным средством доведения программы до оптимальных характеристик.8.4.2 Производные классы позволяют ввести новые операцииВ предыдущем разделе функция сравнения была "встроенной" в теле sort() (просто использоваласьоперация <).
Возможно другое решение, когда ее предоставляет сам шаблонный класс Vector. Однако,такое решение имеет смысл только при условии, что для типов элементов возможно осмысленноепонятие сравнения. Обычно в такой ситуации функцию sort() определяют только для векторов, накоторых определена операция < :template<class T> void sort(SortableVector<T>& v){unsigned n = v.size();for (int i=0; i<n-1; i++)for (int j=n-1; i<j; j--)if (v.lessthan(v[j],v[j-1])) {// меняем местами v[j] и v[j-1]T temp = v[j];v[j] = v[j-1];v[j-1] = temp;}}Класс SortableVector (сортируемый вектор) можно определить так:template<class T> class SortableVector: public Vector<T>, public Comparator<T> {public:SortableVector(int s) : Vector<T>(s) { }};Чтобы это определение имело смысл еще надо определить шаблонный класс Comparator(сравниватель):template<class T> class Comparator {public:inline static lessthan(T& a, T& b){ return strcmp(a,b)<0; }// ...};// функция "меньше"Чтобы устранить тот эффект, что в нашем случае операция < дает не тот результат для типа char*, мыопределим специальный вариант класса сравнивателя:class Comparator<char*> {public:inline static lessthan(const char* a, const char* b)// функция "меньше"{ return strcmp(a,b)<0; }// ...};Описание специального варианта шаблонного класса для char* полностью подобно тому, как впредыдущем разделе мы определили специальный вариант шаблонной функции для этой же цели.Чтобы описание специального варианта шаблонного класса сработало, транслятор должен обнаружить217Бьерн Страуструп.Язык программирования С++его до использования.
Иначе будет использоваться создаваемый по шаблону класс. Поскольку классдолжен иметь в точности одно определение в программе, использовать и специальный вариант класса,и вариант, создаваемый по шаблону, будет ошибкой.Поскольку у нас уже специальный вариант класса Comparator для char*, специальный вариант классаSortableVector для char* не нужен, и можем, наконец, попробовать сортировку:void f(SortableVector<int>& vi,SortableVector<String>& vc,SortableVector<int>& vi2,SortableVector<char*>& vs){sort(vi);sort(vc);sort(vi2);sort(vs);}Возможно иметь два вида векторов и не очень хорошо, но, по крайней мере, SortableVector являетсяпроизводным от Vector.
Значит если в функции не нужна сортировка, то в ней и не надо знать о классеSortableVector, а там, где нужно, сработает неявное преобразование ссылки на производный класс вссылку на общий базовый класс. Мы ввели производный от Vector и Comparator класс SortableVector(вместо того, чтобы добавить функции к классу, производному от одного Vector) просто потому, чтокласс Comparator уже напрашивался в предыдущим примере. Такой подход типичен при созданиибольших библиотек. Класс Comparator естественный кандидат для библиотеки, поскольку в нем можноуказать различные требования к операциям сравнения для разных типов.8.4.3 Передача операций как параметров функцийМожно не задавать функцию сравнения как часть типа Vector, а передавать ее как второй параметрфункции sort().
Этот параметр является объектом класса, в котором определена реализация операциисравнения:template<class T> void sort(Vector<T>& v, Comparator<T>& cmp){unsigned n = v.size();for (int i = 0; i<n-1; i++)for ( int j = n-1; i<j; j--)if (cmp.lessthan(v[j],v[j-1])) {// меняем местами v[j] и v[j-1]T temp = v[j];v[j] = v[j-1];v[j-1] = temp;}}Этот вариант можно рассматривать как обобщение традиционного приема, когда операция сравненияпередается как указатель на функцию.
Воспользоваться этим можно так:void f(Vector<int>& vi,Vector<String>& vc,Vector<int>& vi2,Vector<char*>& vs){Comparator<int> ci;Comparator<char*> cs;Comparator<String> cc;sort(vi,ci);// sort(Vector<int>&);sort(vc,cc);// sort(Vector<String>&);sort(vi2,ci); // sort(Vector<int>&);sort(vs,cs);// sort(Vector<char*>&);218Бьерн Страуструп.Язык программирования С++}Отметим, что включение в шаблон класса Comparator как параметра гарантирует, что функция lessthanбудет реализовываться подстановкой. В частности, это полезно, если в шаблонной функциииспользуется несколько функций, а не одна операция сравнения, и особенно это полезно, когда этифункции зависят от хранящихся в том же объекте данных.8.4.4 Неявная передача операцийВ примере из предыдущего раздела объекты Comparator на самом деле никак не использовались ввычислениях.
Это просто "искусственные" параметры, нужные для правильного контроля типов.Введение таких параметров достаточно общий и полезный прием, хотя и не слишком красивый. Однако,если объект используется только для передачи операции (как и было в нашем случае), т.е. ввызываемой функции не используется ни значение, ни адрес объекта, то можно вместо этогопередавать операцию неявно:template<class T> void sort(Vector<T>& v){unsigned n = v.size();for (int i=0; i<n-1; i++)for (int j=n-1; i<j; j--)if (Comparator<T>::lessthan(v[j],v[j-1])) {// меняем местами v[j] и v[j-1]T temp = v[j];v[j] = v[j-1];v[j-1] = temp;}}В результате мы приходим к первоначальному варианту использования sort():void f(Vector<int>& vi,Vector<String>& vc,Vector<int>& vi2,Vector<char*>& vs){sort(vi);// sort(Vector<int>&);sort(vc);// sort(Vector<String>&);sort(vi2); // sort(Vector<int>&);sort(vs);// sort(Vector<char*>&);}Основное преимущество этого варианта, как и двух предыдущих, по сравнению с исходным вариантомв том, что часть программы, занятая собственно сортировкой, отделена от частей, в которых находятсятакие операции, работающие с элементами, как, например lessthan.
Необходимость подобногоразделения растет с ростом программы, и особенный интерес это разделение представляет припроектировании библиотек. Здесь создатель библиотеки не может знать типы параметров шаблона, апользователи не знают (или не хотят знать) специфику используемых в шаблоне алгоритмов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
