Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

std::ostream &

operator<<(std::ostream &os, const Query &query) {

// Query::rep() осуществляет виртуальный вызов через свой

// указатель Query_base на rep()

return os << query.rep();

}

При выводе объекта класса Queryоператор вывода вызывает (открытую) функцию-член rep()класса Query. Эта функция осуществляет виртуальный вызов через свой указатель-член функции-члена rep()объекта, на который указывает данный объект класса Query.

Query andq = Query(sought1) & Query(sought2);

cout << andq << endl;

Таким образом, когда в коде встречается оператор вывода, он вызывает функцию Query::rep()объекта andq. Функция Query::rep()в свою очередь осуществляет виртуальный вызов через свой указатель класса Query_baseна версию функции rep()класса Query_base. Поскольку объект andqуказывает на объект класса AndQuery, этот вызов выполнит функцию AndQuery::rep().

Упражнение 15.32. Что будет при копировании, перемещении, присвоении и удалении объекта класса Query?

Упражнение 15.33. А объектов класса Query_base?

Самая интересная часть классов, производных от класса Query_base, в том, как они представляются. Класс WordQueryпроще всех. Его задача — хранение искомого слова.

Другие классы работают на одном или двух операндах. У класса NotQueryодин операнд, а у классов AndQueryи OrQuery— по два. Операндами в каждом из этих классов могут быть объекты любого из реальных классов, производных от класса Query_base: NotQueryможет быть применен к WordQuery, как и AndQuery, OrQueryили NotQuery. Для обеспечения такой гибкости операнды следует хранить как указатели на класс Query_base. Таким образом, можно привязать указатель на любой необходимый реальный класс.

Но вместо того, чтобы хранить указатель на класс Query_base, классы будут сами использовать объект Query. Подобно тому, как пользовательский код упрощается при использовании класса интерфейса, можно упростить код собственного класса, используя тот же класс.

Теперь, когда конструкция этих классов известна, их можно реализовать.

Класс WordQueryотвечает за поиск заданной строки. Это единственная операция, которая фактически выполняет запрос для данного объекта класса TextQuery:

class WordQuery: public Query_base {

friend class Query; // Query использует конструктор WordQuery

WordQuery(const std::string &s) : query_word (s) { }

// конкретный класс: WordQuery определяет все унаследованные чистые

// виртуальные функции

QueryResult eval(const TextQuery &t) const

{ return t.query(query_word); }

std::string rep() const { return query_word; }

std::string query_word; // искомое слово

};

Подобно классу Query_base, у класса WordQueryнет открытых членов; он должен сделать класс Queryдружественным, чтобы позволить ему получать доступ к конструктору WordQuery().

Каждый из конкретных классов запроса должен определить унаследованные чистые виртуальные функции eval()и rep(). Обе функции определены в теле класса WordQuery: функция eval()вызывает функцию-член query()своего параметра типа TextQuery, который фактически осуществляет поиск в файле; функция rep()возвращает строку, которую данный объект класса WordQueryпредставляет (т.е. query_word).

Определив класс WordQuery, можно определить конструктор Query(), получающий строку:

inline

Query::Query(const std::string &s): q(new WordQuery(s)) { }

Этот конструктор резервирует объект класса WordQueryи инициализирует его указатель-член так, чтобы он указывал на этот недавно созданный объект.

Оператор ~подразумевает создание объекта класса NotQuery, содержащего инверсный запрос:

class NotQuery: public Query_base {

friend Query operator~(const Query &);

NotQuery(const Query &q): query(q) { }

// конкретный класс: NotQuery определяет все унаследованные

// чистые виртуальные функции

std::string rep() const {return + query.rep() + ")";}

QueryResult eval(const TextQuery&) const;

Query query;

};

inline Query operator~(const Query &operand) {

return std::shared_ptr(new NotQuery(operand));

}

Поскольку все члены класса NotQueryявляются закрытыми, объявляем оператор ~дружественным. Чтобы отобразить объект класса NotQuery, следует вывести символ " ~" сопровождаемый основным запросом. Чтобы сделать приоритет очевидным для читателя, заключим запрос в скобки.

Следует заметить то, что вызов функции rep()объекта класса NotQueryв конечном счете приводит к виртуальному вызову функции собственной функции-члена rep(): query.rep() — это невиртуальный вызов функции-члена rep()класса Query. Функция Query::rep()в свою очередь осуществляет вызов q->rep(), являющийся виртуальным вызовом через указатель Query_base.

Оператор ~динамически резервирует новый объект класса NotQuery. Оператор return(неявно) использует конструктор Query(), получающий указатель shared_ptr. Таким образом, оператор returnэквивалентен следующему:

// резервировать новый объект NotQuery

// связать новый объект NotQuery с указателем shared_ptr

shared_ptr tmp(new NotQuery(expr));

return Query(tmp); // использовать конструктор Query(), получающий

// указатель shared_ptr

Функция-член eval()достаточно сложна, поэтому реализуем ее вне тела класса. Более подробно функция eval()рассматривается в разделе 15.9.4.

Класс BinaryQuery— это абстрактный базовый класс, содержащий данные, необходимые двум классам запроса, AndQueryи OrQuery, которые используют по два операнда:

class BinaryQuery: public Query_base {

protected:

BinaryQuery(const Query &l, const Query &r, std::string s):

lhs(l), rhs(r), opSym(s) { }

// абстрактный класс: BinaryQuery функцию eval() не определяет

std::string rep() const { return "(" + lhs.rep() + " "

+ opSym + " "

+ rhs.rep() + ")"; }

Query lhs, rhs; // правый и левый операнды

std::string opSym; // имя оператора

};

Данными класса BinaryQueryявляются два операнда запроса и символ оператора. Конструктор получает эти два операнда и символ оператора, каждый из которых он хранит в соответствующих переменных-членах.

Чтобы отобразить объект класса BinaryOperator, следует вывести выражение в скобках, состоящее из левого операнда, оператора и правого операнда. Как и в случае класса NotQuery, вызов функции rep()в конечном счете осуществляет вызов виртуальных функций rep()объектов класса Query_base, на которые указывают параметры lhsи rhs.