Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

В конечном счете класс Blobбудет реализован как шаблон, но это только в разделе 16.1.2, а пока определим его версию, способную манипулировать только строками. Поэтому назовем данную версию этого класса StrBlob.

Простейший способ реализации нового типа коллекции подразумевает использование одного из библиотечных контейнеров. Это позволит библиотечному типу управлять собственно хранением элементов. В данном случае для хранения элементов будет использован класс vector.

Однако сам вектор не может храниться непосредственно в объекте Blob. Члены объекта удаляются при удалении самого объекта. Предположим, например, что объекты b1и b2класса Blobсовместно используют тот же вектор. Если бы вектор хранился в одном из этих объектов, скажем в b2, то, как только объект b2выйдет из области видимости, элементы вектора перестанут существовать. Чтобы гарантировать продолжение существования элементов, будем хранить вектор в динамической памяти.

Для реализации совместного использования снабдим каждый объект класса StrBlobуказателем shared_ptrна вектор в динамической памяти. Указатель-член shared_ptrбудет следить за количеством объектов класса StrBlob, совместно использующих тот же самый вектор, и удалит его, когда будет удален последний объект класса StrBlob.

Осталось решить, какие функции будет предоставлять создаваемый класс. Реализуем пока небольшое подмножество функций вектора. Изменим также функции обращения к элементам (включая front()и back()): в данном классе при попытке доступа к не существующим элементам они будут передавать исключения.

У класса будет стандартный конструктор и конструктор с параметром типа initializer_list(см. раздел 6.2.6). Этот конструктор будет получать список инициализаторов в скобках.

class StrBlob {

public:

typedef std::vector::size_type size_type;

StrBlob();

StrBlob(std::initializer_list il);

size_type size() const { return data->size(); }

bool empty() const { return data->empty(); }

// добавление и удаление элементов

void push_back(const std::string &t) {data->push_back(t);}

void pop_back();

// доступ к элементам

std::string& front();

std::string& back();

private:

std::shared_ptr> data;

// передать сообщение при недопустимости data[i]

void check(size_type i, const std::string &msg) const;

};

В классе будут реализованы функции-члены size(), empty()и push_back(), которые передают свою работу через указатель dataвнутреннему вектору. Например, функция size()класса StrBlobвызывает функцию data->size()и т.д.

Для инициализации своей переменной-члена dataуказателем на динамически созданный вектор каждый конструктор использует собственный список инициализации (см. раздел 7.1.4). Стандартный конструктор резервирует пустой вектор:

StrBlob::StrBlob(): data(make_shared>()) { }

StrBlob::StrBlob(initializer_list il):

data(make_shared>(il)) { }

Конструктор, получающий тип initializer_list, передает свой параметр для соответствующего конструктора класса vector(см. раздел 2.2.1). Этот конструктор инициализирует элементы вектора копиями значений из списка.

Функции pop_back(), front()и back()обращаются к соответствующим функциям-членам вектора. Эти функции должны проверять существование элементов прежде, чем попытаться получить доступ к ним. Поскольку несколько функций-членов должны осуществлять ту же проверку, снабдим класс закрытой вспомогательной функцией check(), проверяющей принадлежность заданного индекса диапазону. Кроме индекса, функция check()получает аргумент типа string, передаваемый обработчику исключений. Строка описывает то, что пошло не так, как надо:

void StrBlob::check(size_type i, const string &msg) const {

if (i >= data->size())

throw out_of_range(msg);

}

Функция pop_back()и функции-члены доступа к элементам сначала вызывают функцию check(). Если проверка успешна, эти функции-члены передают свою работу соответствующим функциям вектора:

strings StrBlob::front() {

// если вектор пуст, функция check() передаст следующее

check(0, "front on empty StrBlob");

return data->front();

}

strings StrBlob::back() {

check(0, "back on empty StrBlob");

return data->back();

}

void StrBlob::pop_back() {

check(0, "pop_back on empty StrBlob");

data->pop_back();

}

Функции-члены front()и back()должны быть перегружены для констант (см. раздел 7.3.2). Определение этих версий остается в качестве самостоятельного упражнения.

Подобно классу Sales_data, класс StrBlobиспользует стандартные версии функций копирования, присвоения и удаления объектов (см. раздел 7.1.5). По умолчанию эти функции копируют, присваивают и удаляют переменные-члены класса. У класса StrBlobесть только одна переменная-член — указатель shared_ptr. Поэтому при копировании, присвоении и удалении объекта класса StrBlobего переменная-член shared_ptrбудет скопирована, присвоена или удалена.

Как уже упоминалось выше, копирование указателя shared_ptrприводит к инкременту его счетчика ссылок; присвоение одного указателя shared_ptrдругому приводит к инкременту счетчика правого операнда и декременту счетчика левого; удаление указателя shared_ptrприводит к декременту его счетчика. Если значение счетчика указателя shared_ptrдоходит до нуля, объект, на который он указывает, удаляется автоматически. Таким образом, вектор, созданный конструкторами класса StrBlob, будет автоматически удален при удалении последнего объекта класса StrBlob, указывающего на этот вектор.

Упражнение 12.1. Сколько элементов будут иметь объекты b1и b2в конце этого кода?

StrBlob b1; {

StrBlob b2 = {"a", "an", "the"};

b1 = b2;

b2.push_back("about");

}

Упражнение 12.2. Напишите собственную версию класса StrBlob, включающего константные версии функций front()и back().

Упражнение 12.3. Нуждается ли этот класс в константных версиях функций push_back()и pop_back()? Если они нужны, добавьте их. В противном случае объясните, почему они не нужны?

Упражнение 12.4. В функции check()нет проверки того, что параметр iбольше нуля. Почему эта проверка не нужна?

Упражнение 12.5. Конструктор, получающий тип initializer_list, не был объявлен как explicit(см. раздел 7.5.4). Обсудите преимущества и недостатки этого выбора.