Д. Стефенс - C++. Сборник рецептов

self& operator+=(const value_type& x) { assign(m + x) return *this; }

self& operator-=(const value_type& x) { assign(m - x) return *this; }

self& operator*=(const value_type& x) { assign(m * x); return *this; }

self& operator/=(const value_type& x) { assign(m / x); return *this; }

self& operator%=(const value_type& x) { assign(m % x); return *this; }

self& operator>>=(int x) { assign(m >> x); return *this; }

self& operator<<=(int x) { assign(m << x); return *this; }

// унарные операторы

self operator-() { return self(-m); }

self operator+() { return self(-m); }

self operator!() { return self(!m); }

self operator~() { return self(~m); }

// бинарные операторы

friend self operator+(self x, const value_type& y) { return x += y; }

friend self operator-(self x, const value_type& y) { return x -= y; }

friend self operator*(self x, const value_type& y) { return x *= y; }

friend self operator/{self x, const value_type& y) { return x /= y; }

friend self operator%(self x, const value_type& y) { return x %= y; }

friend self operator+(const value_type& y, self x) { return x += y; }

friend self operator-(const value_type& y, self x) { return x -= y; }

friend self operator*(const value_type& y, self x) { return x *= y; }

friend self operator/(const value_type& y, self x) { return x /= y; }

friend self operator%(const value_type& y, self x) { return x %= y; }

friend self operator>>(self x, int y) { return x >>= y; }

friend self operator<<(self x, int y) { return x <<= y; }

// потоковые операторы

friend ostream& operator<<(ostream& o, self x) { о << x.m; return o; }

friend istream& operator>>(istream& i, self x) {

value_type tmp; i >> tmp; x.assign(tmp); return i;

}

// операторы сравнения

friend bool operator<(const self& x, const self& y) { return x.m < y.m; }

friend bool operator>(const self& x, const self& y) { return x.m > y.m; }

friend bool operator<=(const self& x, const self& y) { return x.m <= y.m; }

friend bool operator>=(const self& x, const self& y) { return x.m >= y.m; }

friend bool operator==(const self& x, const self& y) { return x.m == y.m; }

friend bool operator!=(const self& x, const self& y) { return x.m != y.m; }

private:

value_type m;

};

template

struct RangedIntPolicy {

typedef int value_type;

const static value_type default_value = Min_N;

static void assign(value_type& lvalue, const value_type& rvalue) {

if ((rvalue < Min_N) || (rvalue > Max_N) {

throw range_error("out of valid range");

}

lvalue = rvalue;

}

};

#endif

Программа в примере 5.11 показывает, как использовать тип ConstrainedValue.

Пример 5.11. Использование constrained_value.hpp

#include "constrained_value.hpp"

typedef ConstrainedValue< RangedIntPolicy<1582, 4000> > GregYear;

typedef ConstrainedValue< RangedIntPolicy<1, 12> > GregMonth;

typedef ConstrainedValue< RangedIntPolicy<1, 31> > GregDayOfMonth;

using namespace std;

void gregOutputDate(GregDayOfMonth d, GregMonth m, GregYear y) {

cout << m << "/" << d << "/" << y << endl;

}

int main() {

try {

gregOutputDate(14, 7, 2005);

} catch(...) {

cerr << "Оп, не должны сюда попасть << endl;

}

try {

gregOutputDate(1, 5, 1148);

cerr << "Оп, не должны сюда попасть" << endl;

} catch(...) {

cerr << "Уверены, что надо использовать григорианский календарь?" << endl;

}

}

Вывод программы из примера 5.11 имеет вид:

7/14/2005

Уверены, что надо использовать григорианский календарь?

Ограниченные типы значений обычно используются при работе с датами и временем, так как многие значения, связанные с датами/временем, — это целые числа, которые должны находиться в определенных диапазонах (например, месяц должен быть в интервале [0,11], а день месяца должен быть в интервале [0,30]). Проверять вручную параметр каждой функции на допустимый диапазон очень долго и чревато ошибками. Просто представьте, что требуется внести глобальное изменение в то, как программа, содержащая миллион строк кода, обрабатывает ошибки диапазона дат!

Шаблон класса ConstrainedValue, используемый вместе с шаблоном RangedIntPolicy, может использоваться для простого определения различных типов, выбрасывающих при присвоении значений, выходящих за диапазон, исключения. Пример 5.12 показывает некоторые примеры использования ConstrainedValueдля определения новых самопроверяющихся целочисленных типов.

Пример 5.12. Использование ConstrainedValue

typedef ConstrainedValue< RangedIntPolicy <0, 59> > Seconds;

typedef ConstrainedValue< RangedIntPolicy <0, 59> > Minutes;

typedef ConstrainedValue< RangedIntPolicy <0, 23> > Hours;

typedef ConstrainedValue< RangedIntPolicy <0, 30> > MonthDays;

typedef ConstrainedValue< RangedIntPolicy <0, 6> > WeekDays;

typedef ConstrainedValue< RangedIntPolicy <0, 365> > YearDays;

typedef ConstrainedValue< RangedIntPolicy <0, 51> > Weeks.

Шаблон класса ConstrainedValueявляется примером основанного на политике дизайна. Политика — это класс, передаваемый в шаблон как параметр, который указывает аспекты реализации или поведения параметризованного класса. Политика, передаваемая в ConstrainedValue, должна предоставлять реализацию того, как выполнять присвоение между одними и теми же специализациями типа.

Использование политик может повысить гибкость классов, перенеся часть решений относительно типа на его пользователя. Политики обычно используются тогда, когда группа типов имеет общий интерфейс, но различается по реализациям. Также политики частично полезны при невозможности предугадать и удовлетворить все возможные сценарии использования данного типа.

Имеется множество других политик, которые можно использовать с типом ConstrainedValue. Например, вместо того чтобы выбрасывать исключение, можно присваивать значение по умолчанию или ближайшее допустимое значение. Более того, ограничения не обязательно должны иметь вид диапазонов: можно задать такое ограничение, когда значение всегда должно быть четным.

Эта глава описывает структуры данных стандартной библиотеки, используемые для хранения данных. Часто они также называются контейнерами (containers), так как они содержат («contain») хранящиеся в них объекты. Также эта глава описывает другой тип контейнеров, который не является частью стандартной библиотеки, хотя и поставляется с большинством ее реализаций — хеш-контейнер .

Часть библиотеки, которая содержит контейнеры, часто называется Standard Template Library, или STL (стандартная библиотека шаблонов), именно так она называлась до ее включения в стандарт С++. STL включает не только контейнеры, обсуждаемые в этой главе, но и итераторы и алгоритмы, которые являются еще двумя строительными блоками STL, делающими STL гибкой библиотекой общего назначения. Так как эта глава в основном посвящена стандартным контейнерам, а не STL во всем ее многообразии, я буду называть контейнеры «стандартными контейнерами», а не «контейнерами STL», как это делается во многих книгах по С++. Хотя я по мере необходимости описываю итераторы и алгоритмы, более подробно они обсуждаются в главе 7.

Стандарт C++ использует для описания набора контейнеров точную терминологию. «Контейнер» в стандартной библиотеке C++ — это структура данных, имеющая четкий интерфейс, описанный в стандарте. Например, любой класс стандартной библиотеки С++, который называет себя контейнером, должен поддерживать метод begin, который не имеет параметров и возвращает iterator, указывающий на первый элемент в этом контейнере. Имеется большое количество обязательных конструкторов и функций-членов, определяющих, что такое контейнер в терминах С++. Также имеются необязательные методы, реализуемые только некоторыми контейнерами обычно теми, которые могут их эффективно реализовать.