6. Повторите предыдущее упражнение с классом
Number<T>
, где
T
— любой числовой тип. Попытайте добавить в класс
Number
оператор
%
и посмотрите, что получится, когда вы попробуете применить оператор
%
к типам
Number<double>
и
Number<int>
.
7. Примените решение упр. 2 к нескольким объектам типа
Number
.
8. Реализуйте распределитель памяти (см. раздел 19.3.6), используя функции
malloc()
и
free()
(раздел Б.10.4). Создайте класс
vector
так, как описано в конце раздела 19.4, для работы с несколькими тестовыми примерами.
9. Повторите реализацию функции
vector::operator=()
(см. раздел 19.2.5), используя класс
allocator
(см. раздел 19.3.6) для управления памятью.
10. Реализуйте простой класс
auto_ptr
, содержащий только конструктор, деструктор, операторы
–>
и
*
, а также функцию
release()
. В частности, не пытайтесь реализовать присваивание или копирующий конструктор.
11. Разработайте и реализуйте класс
counted_ptr<T>
, владеющий указателем на объект типа
T
, и указатель, подсчитывающий количество ссылок (переменная типа
int
), общий для всех указателей, с подсчетом ссылок на один и тот же объект типа
T
. Счетчик ссылок должен содержать количество указателей, ссылающихся на данный объект типа
T
. Конструктор класса
counted_ptr
должен размещать в свободной памяти объект типа
T
и счетчик ссылок. Присвойте объекту класса
counted_ptr
начальное значение типа
T
. После уничтожения последнего объекта класса
counted_ptr
для класса
T
его деструктор должен удалить объект класса
T
. Предусмотрите в классе
counted_ptr
операции, позволяющие использовать его как указатель. Это пример так называемого “интеллектуального указателя”, который используется для того, чтобы гарантировать, что объект не будет уничтожен, пока последний пользователь не прекратит на него ссылаться. Напишите набор тестов для класса
counted_ptr
, используя его объекты в качестве аргументов при вызове функций, в качестве элементов контейнера и т.д.
12. Определите класс
File_handle
, конструктор которого получает аргумент типа
string
(имя файла) и открывает файл, а деструктор закрывает файл.
13. Напишите класс
Tracer
, в котором конструктор вводит, а деструктор выводит строки. Аргументами конструктора должны быть строки. Используйте этот пример для демонстрации того, как работают объекты, соответствующие принципу RAII (например, поэкспериментируйте с объектами класса
Tracer
, играющими роль локальных объектов, объектов-членов класса, глобальных объектов, объектов, размещенных с помощью оператора
new
, и т.д.). Затем добавьте копирующий конструктор и копирующее присваивание, чтобы можно было увидеть поведение объектов класса
Tracer
в процессе копирования.
14. Разработайте графический пользовательский интерфейс и средства вывода для игры “Охота на Вампуса” (см. главу 18). Предусмотрите ввод данных из окна редактирования и выведите на экран карту части пещеры, известной игроку.
15. Модифицируйте программу из предыдущего упражнения, чтобы дать пользователю возможность помечать комнаты, основываясь на знаниях и догадках, таких как “могут быть летучие мыши” и “бездонная пропасть”.
16. Иногда желательно, чтобы пустой вектор был как можно более маленьким. Например, можно интенсивно использовать класс
vector<vector<vector<int>>>
, в котором большинство векторов пусто. Определите вектор так, чтобы выполнялось условие
sizeof(vector<int>)==sizeof(int*)
, т.е. чтобы класс вектора состоял только из указателя на массив элементов, количества элементов и указателя space.
Послесловие
Шаблоны и исключения представляют собой весьма мощные языковые конструкции. Они поддерживают весьма гибкие технологии программирования — в основном благодаря разделению ответственности, т.е. возможности решать по одной проблеме в каждый отдельный момент времени. Например, используя шаблоны, мы можем определить контейнер, такой как vector, отделив его от определения типа элементов. Аналогично можно написать код, идентифицирующий ошибки и выдающий сообщения о них, отдельно от кода, предназначенного для их обработки. Третья основная тема, связанная с изменением размера вектора, относительно проста: функции
push_back()
,
resize()
и
reserve()
позволяют отделить определение вектора от спецификации его размера.
Глава 20
Контейнеры и итераторы
“Пишите программы, которые делают что-то одно
и делают это хорошо. Пишите программы,
чтобы работать вместе”.
Дуг Мак-Илрой (Doug McIlroy)
Эта и следующая главы посвящены библиотеке STL — части стандартной библиотеки языка С++, содержащей контейнеры и алгоритмы. Библиотека STL — это масштабируемый каркас для обработки данных в программе на языке С++. Сначала мы рассмотрим простой пример, а потом изложим общие идеи и основные концепции. Мы обсудим понятие итерации, манипуляции со связанными списками, а также контейнеры из библиотеки STL. Связь между контейнерами (данными) и алгоритмами (обработкой) обеспечивается последовательностью и итераторами. В настоящей главе изложены основы для универсальных, эффективных и полезных алгоритмов, описанных в следующей главе. В качестве примера простого приложения рассматривается редактирование текста.
20.1. Хранение и обработка данных
Перед тем как перейти к исследованию крупных коллекций данных, рассмотрим простой пример, иллюстрирующий способы решения большого класса задач, связанных с обработкой данных. Представим себе, что Джек и Джилл измеряют скорость автомобилей, записывая их в виде чисел с плавающей точкой. Допустим, что Джек — программирует на языке С и хранит свои данные в массиве, а Джилл записывает свои измерения в объект класса
vector
. Мы хотели бы использовать их данные в своей программе. Как это сделать?
Потребуем, чтобы программы Джека и Джилл записывали значения в файл, чтобы мы могли считать их в своей программе. В этом случае мы не будем зависеть от выбора структур данных и интерфейсов, сделанных Джеком и Джилл. Довольно часто такая изоляция целиком оправданна. Для ее реализации в наших вычислениях можно использовать приемы ввода, описанные в главах 10 и 11, и класс
vector<double>
.
