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

Стандартные алгоритмы определены в файле в пространстве имен std.

Чтобы понять, как работают стандартные алгоритмы, необходимо познакомиться с понятием объектов функций. Объект функции — это экземпляр класса, в котором определен перегруженный оператор вызова функции(). В результате этот класс может вызываться как функция. Использование объекта функции показано в листинге 19.11.

Листинг 19.11. объект функции

1: #include

2: using namespace std;

3:

4: template

5: class Print {

6: public:

7: void operator()(const T& t)

8: {

9: cout << t << " ";

10: }

11: };

12:

13: int main()

14: {

15: Print DoPrint;

16: for (int i = 0; i < 5; ++i)

17: DoPrint(i);

18: return 0;

19: }

Результат:0 1 2 3 4

Анализ:В строках 4—11 определяется шаблонный класс Print. Перегруженный в строках 7—10 оператор вызова функции () принимает объект и перенаправляет его в стандартный поток вывода. В строке 15 определяется объект DoPrint как экземпляр класса Print. После этого, чтобы вывести на печать любые целочисленные значения, объект DoPrint можно использовать подобно обычной функции, как показано в строке 17.

Операции, не изменяющие последовательность данных в структуре, реализуются с помощью таких функций, как for_each() и find(), search(), count() и т.д. В листинге 19.12 показан пример использования объекта функции и алгоритм for_each, предназначенный для печати элементов вектора.

Листинг 18.12. Использование алгоритма for_each()

1: #include

2: #include

3: #include

4: using namespace std;

5:

6: template

7: class Print

8: {

9: public:

10: void operator()(const T& t)

11: {

12: cout << t << " ";

13: }

14: };

15:

16: int main()

17: {

18: Print DoPrint;

19: vector vInt(5);

20:

21: for (int i = 0; i < 5; ++i)

22: vInt[i] = i * 3;

23:

24: cout << "for_each()\n";

25: for_each(vInt.begin(), vInt.end(), DoPrint);

26: cout << "\n";

27:

28: return 0;

29: }

Результат:

for_each()

0 3 6 9 12

Анализ:Обратите внимание, что все стандартные алгоритмы C++ определены в файле заголовка , поэтому следует включить его в нашу программу. Большая часть программы не должна вызывать никаких трудностей. В строке 25 вызывается функция for_each(), чтобы опросить каждый элемент в векторе vInt. Для каждого элемента она вызывает объект функции DoPrint и передает этот элемент оператору DoPrint.operator(), что приводит к выводу на экран значения данного элемента.

Под изменением последовательности понимают изменение порядка элементов в структуре данных. Изменять последовательность способны операции, связанные с заполнением или переупорядочением коллекций. Алгоритм заполнения показан в листинге 19.13.

Листинг 19.13. Алгоритм изменения последовательности

1: #include

2: #include

3: #include

4: using namespace std;

5:

6: template

7: class Print

8: {

9: public:

10: void operator()(const T& t)

11: {

12: cout << t << " ";

13: }

14: };

15:

16: int main()

17: {

18: Print DoPrint;

19: vector vInt(10);

20:

21: fill(vInt.begin(), vInt.begin()+5, 1);

22: fill(vInt.begin() + 5, vInt.end(), 2);

23:

24: for_each(vInt.begin(), vInt.end(), DoPrint);

25: cout << "\n\n";

26:

27: return 0;

28: }

Результат:1 1 1 1 1 2 2 2 2 2

Анализ:Единственная новая деталь в этом листинге содержится в строках 21 и 22, где используется алгоритм fill(). Алгоритм заполнения предназначен для заполнения элементов последовательности заданным значением. В строке 21 целое значение 1 присваивается первым пяти элементам в векторе vInt. А последним пяти элементам вектора vInt присваивается целое число 2 (в строке 22).

Сегодня вы узнали, как создавать и использовать шаблоны — встроенное средство языка C++, используемое для создания параметризованных типов, т.е. типов, которые изменяют свое выполнение в зависимости от параметров, переданных при создании класса. Таким образом, шаблоны - это возможность многократного использования программного кода, причем безопасным и эффективным способом,

В определении шаблона устанавливается параметризованный тип, Каждый экземпляр шаблона — это реальный объект, который можно использовать подобно любому другому объекту: в качестве параметра функции, возвращаемого значения и т.д.

Классы шаблонов могут объявлять три типа функций-друзей: не относящихся к шаблону, шаблонных и специализированных по типу. В шаблоне можно объявлять статические члены. Тогда каждый экземпляр шаблона будет иметь собственный набор статических данных.

Если нужно специализировать выполнение функции шаблона в зависимости от типа, то ее можно замещать для разных типов.

Чем использование шаблонов лучше использования макросов?

Шаблоны обеспечивают более безопасное использование разных типов и встроены в язык.

Какова разница между параметризованным типом функции шаблона и параметрами обычной функции?

Обычная функция (не шаблонная) принимает параметры, с которыми может выполнять заданные действия. Функция шаблона позволяет с помощью параметра шаблона устанавливать тип передаваемого параметра функции. Так, в функцию можно передать массив объектов, тип которых будет уникален для разных экземпляров шаблона.

Когда следует использовать шаблоны, а когда наследование?

Используйте шаблоны в том случае, когда все или почти все выполнение класса остается неизменным, а изменяется только тип данных, используемых в классе.

Когда использовать дружественные шаблонные классы и функции?

Когда каждый экземпляр, независимо от типа, должен быть другом по отношению к этому классу или функции.

Когда использовать дружественные шаблонные классы или функции, специализированные по типу?

Когда между двумя классами нужно установить отношения по типу один-к-одному. Например, массив array должен соответствовать итератору iterator, но не iterator.

Каковы два типа стандартных контейнеров?

Последовательные и ассоциативные контейнеры. Последовательные контейнеры обеспечивают оптимизированный последовательный и произвольный доступ к своим элементам. Ассоциативные контейнеры обеспечивают оптимизированный доступ к элементам на основе ключевых значений.

Какими атрибутами должен обладать класс, чтобы его можно было использовать со стандартными контейнерами?

В классе должны быть явно определены стандартный конструктор, конструктор- копировщик и перегруженный оператор присваивания.

В этом разделе предлагаются вопросы для самоконтроля и укрепления полученных знаний, а также ряд упражнений, которые помогут закрепить ваши практические навыки. Попытайтесь самостоятельно ответить на вопросы теста и выполнить задания, а потом сверьте полученные результаты с ответами в приложении Г. Не приступайте к изучению материала следующей главы, если для вас остались неясными хотя бы некоторые из предложенных ниже вопросов.