Джесс Либерти - Освой самостоятельно С++ за 21 день.

MathClass[5] = Harry;

Индексы начинаются с нуля. Для назначения объекта Harry шестым элементом вектора MathClass здесь используется перегруженный оператор присваивания класса Student. Аналогично, чтобы определить возраст объекта Harry, можно получить доступ к соответствующей записи, используя следующее выражение:

MathClass[5].GetAge();

Как упоминалось выше, при добавлении в вектор большего числа элементов, чем было указано при создании вектора, дополнительное место для нового элемента будет добавлено автоматически. Предположим, курс прикладной математики стал таким популярным, что количество принятых студентов превысило число 50. Возможно, за 51- го студента кто-то замолвил словечко, и декану не осталось ничего другого, как увеличить число студентов на курсе. Так вот, если на курс (в вектор MathClass) захочет записаться 51-я студентка Салли (объект Sally), компилятор спокойно расширит пределы вектора, чтобы "впустить" новое молодое дарование.

Добавлять элемент в вектор можно различными способами. Один из них — с помощью функции-члена push_back():

MathClass.push_back(Sally);

Эта функция-член добавляет новый объект Sally класса Student в конец вектора MathClass. И теперь в векторе MathClass содержится уже 51 элемент, причем к объекту Sally можно обратиться по индексу MathClass[50].

Чтобы функция push_back() была работоспособной, в классе Student нужно определить конструктор-копировщик. В противном случае эта функция не сможет создать копию объекта Sally.

В векторе из библиотеки STL не задается максимальное число элементов, так как это решение лучше переложить на плечи создателей компиляторов. Векторный класс предоставляет функцию-член max_size(), которая способна сообщить это магическое число, определенное в вашем компиляторе.

В листинге 19.8 демонстрируется использование векторного класса. Вы увидите, что для упрощения обработки строк в этом листинге используется стандартный класс string. Для получения более подробной информации о классе string обратитесь к документации, прилагаемой к вашему компилятору.

Листинг 13.8. Создание вектора и обеспечение доступа к его элементам

1: #include

2: #include

3: #include

4: using namespace std;

5:

6: class Student

7: {

8: public:

9: Student();

10: Student(const string& name, const int аде);

11: Student(const Student& rhs);

12: ~Student();

13:

14: void SetName(const string& name);

15: string GetName() const;

16: void SetAge(const int age);

17: int GetAge() const;

18:

19: Student& operator=(const Student& rhs);

20:

21: private:

22: string itsName;

23: int itsAge;

24: };

25:

26: Student::Student()

27: : itsName("New Student"), itsAge(16)

28: { }

29:

30: Student::Student(const string& name, const int agе)

31: : itsName(name), itsAge(age)

32: { }

33:

34: Student::Student(const Student& rhs)

35: : itsName(rhs.GetName()), itsAge(rhs.GetAge())

36: { }

37:

38: Student::~Student()

39: { }

40:

41: void Student::SetName(const string& name)

42: {

43: itsName = name;

44: }

45:

46: string Student::GetName() const

47: {

48: return itsName;

49: }

50:

51: void Student::SetAge(const int age)

52: {

53: itsAge = age;

54: }

55:

56: int Studsnt::GitAge() const

57: {

58: return itsAge;

59: }

60:

61: Student& Student::operator=(const Student& rhs)

62: {

63: itsName = rhs,GetName();

64: itsAge = rhs.GetAge();

65: return *this;

66: }

67:

68: stream& operator<<(ostream& os, const Student& rhs)

69: {

70: os << rhs.GetName() << " is " << rhs.GetAge() << " years old";

71: return os;

72: }

73:

74: template

75: void ShowVector(const vector& v); // Отображает свойства вектора

76:

77: typedef vector SchoolClass;

78:

79: int main()

80: {

81: Student Harry;

82: Student Sally("Sally", 15);

83: Student Bill("Bill", 17);

84: Student Peter("Peter", 16);

85:

86: SchoolClass EmptyClass;

87: cout << "EmptyClass:\n";

88: ShowVector(EmptyClass);

89:

90: SchoolClass GrowingClass(3);

91: cout << "GrowingClass(3):\n";

92: ShowVector(GrowingClass);

93:

94: GrowingClass[0] = Harry;

95: GrowingClass[1] = Sally;

96: GrowingClass[2] = Bill;

97: cout << "GrowingClass(3) after assigning students:\n";

98: ShowVector(GrowingClass);

99:

100: GrowingClass.push_back(Peter);

101: cout << "GrowingClass() after added 4th student:\n";

102: ShowVector(GrowingClass);

103:

104: GrowingClass[0].SetName("Harry");

105: GrowingClass[0].SetAge(18);

106: cout << "GrowingClass() after Set\n:";

107: ShowVector(GrowingClass);

108:

109: return 0;

110: }

111:

112: //

113: // Отображает свойства вектора

114: //

115: template

116: void ShowVector(const vector& v)

117: {

118: cout << "max_size() = " << v,max_size();

119: cout << "\tsize() = " << v,size();

120: cout << "\tcapaeity() = " << v,capacity();

121: cout << "\t" << (v.empty()? "empty": "not empty");

122: cout << "\n";

123:

124: for (int i = 0; i < v.size(); ++i)

125: cout << v[i] << "\n";

126:

127: cout << endl;

128: }

129:

Результат:

EmptyClass:

max_size() = 214748364 size() capacity() = 0 empty

GrowingClass(3):

max_size() = 214748364 size() capacity() = 3 not empty

New Student is 16 years old

New Student is 16 years old

New Student is 16 years old

GrowingClass(3) after assigning students:

max_size() = 214748364 size() = 3 capacity() = 3 not empty

New Student is 16 years old

Sally is 15 years old

Bill is 17 years old

GrowingClass() after added 4th student:

max_size() = 214748364 size() = 4 capacity() = 6 not empty

New Student is 16 years old

Sally is 15 years old

Bill is 17 years old

Peter is 16 years old

GrowingClass() after Set:

max_size() = 214748364 size() = 4 capacity() = 6 not empty

Harry is 18 years old

Sally is 15 years old

Bill is 17 years old

Peter is 16 years old

Анализ:Определение класса Student занимает строки 6—24, а выполнение его функций-членов показано в строках 26—66. Структура этого класса проста и дружественна по отношению к классу vector. По рассмотренным ранее причинам были определены стандартный конструктор, конструктор-копировщик и перегруженный оператор присваивания. Обратите внимание, что переменная-член itsName определена как экземпляр базового строкового класса C++ string. Как видите, со строками в C++ намного проще работать, подобное было в языке С (с типом char>>).

Функция шаблона ShowVector() объявлена в строках 74—75 и определена в строках 115-128. Она используется для вызова функций-членов вектора, отображающих его свойства: max_size(), size(), capacity() и empty(). Насколько можно судить по результатам работы этой программы, максимальное число объектов класса Student, которое может принять этот вектор, в Visual C++ составляет 214 748 364. Для других типов элементов это число может быть другим. Например, вектор целых чисел может вместить до 1 073 741 823 элементов. Если же вы используете другие компиляторы, то максимальное число элементов у вас может отличаться от приведенных здесь значений.

В строках 124 и 125 выполняется цикл, опрашивающий все элементы вектора и отображающий их значения, используя оператор вывода (<<), который перегружен в строках 68—72.

В строках 81—84 создаются четыре объекта класса Student. В строке 86 с помощью стандартного конструктора векторного класса определяется пустой вектор с именем EmptyClass. Когда вектор создается таким способом, то компилятор для него совсем не выделяет места в памяти. Как видно по результатам работы функции ShowVector(EmptyClass), как размер, так и вместимость этого вектора равны нулю.

Строка 90 содержит определение вектора для включения трех объектов класса Student. Размер и вместимость этого вектора, как и ожидалось, равны трем. В строках 94—96 с помощью оператора индексирования ([]) элементы вектора GrowingClass заполняются объектами класса Student.

В строке 100 к вектору добавляется четвертый студент (Peter). Это увеличивает размер вектора до четырех элементов. Интересно, что его вместимость теперь установлена равной шести. Это означает, что компилятор автоматически выделил достаточно пространства, которого хватит даже для шести объектов класса Student. Поскольку векторам должен быть выделен непрерывный блок памяти, для их расширения требуется выполнить целый ряд операций. Сначала выделяется новый блок памяти, достаточно большой для всех четырех объектов класса Student. Затем в только что выделенную память копируются эти три элемента, а четвертый добавляется после третьего элемента. И наконец, исходный блок памяти возвращается в область динамического обмена. При большом количестве элементов в векторе процесс перераспределения и освобождения памяти может оказаться весьма длительным. Поэтому в целях сокращения вероятности выполнения таких дорогих (по времени) операций компилятор использует стратегию оптимизации. В данном примере, если сразу добавить к вектору еще один или два объекта, отпадает необходимость в дополнительных операциях, связанных с освобождением и перераспределением памяти.