#include "Array_RC.C" #include "try_array.C"

int main()

{

static int ia[] = { 12,7,14,9,128,17,6,3,27,5 };

cout << "конкретизация шаблона класса Array_RC<int>\n"; try_array( iA );

return 0;

}

После компиляции и запуска программа печатает следующее:

конкретизация шаблона класса Array_RC<int>

try_array: начальные значения массива

( 10 )< 12, 7, 14, 9, 128, 17 6, 3, 27, 5 >

try_array: после присваиваний

( 10 )< 128, 7, 14, 9, 128, 128 6, 3, 27, 3 >

try_array: почленная инициализация

( 10 )< 12, 7, 14, 9, 128, 128 6, 3, 27, 3 >

try_array: после почленного копирования

( 10 )< 12, 7, 128, 9, 128, 128 6, 3, 27, 3 >

try_array: после вызова grow

( 10 )< 12, 7, 128, 9, 128, 128

18.6.2. Порождение класса отсортированного массива

Вторая наша специализация класса Array – отсортированный подтип Array_Sort. Мы поместим его определение в заголовочный файл Array_S.h:

#ifndef ARRAY_S_H_ #define ARRAY_S_H_

#include "Array.h"

template <class Type>

class Array_Sort : public virtual Array<Type> { protected:

void check_bit() {

if ( dirty_bit ) {

sort( 0, Array<Type>::_size-1 ); clear_bit();

}

}

public:

Array_Sort( const Array_Sort& );

Array_Sort( int sz = Array<Type>::ArraySize )

:Array<Type>( sz ) { clear_bit(); }

Array_Sort( const Type* arr, int sz ) : Array<Type>( arr, sz )

{ sort( 0,Array<Type>::_size-1 ); clear_bit(); }

Type& operator[]( int ix )

{ set_bit(); return ia[ ix ]; }

void print( ostream& os = cout ) const

{ check_bit(); Array<Type>::print( os ); } Type min() { check_bit(); return ia[ 0 ]; }

Type max() { check_bit(); return ia[ Array<Type>::_size-1 ]; }

bool is_dirty() const { return dirty_bit; } int find( Type );

void grow();

protected:

bool dirty_bit;

};

#endif

Array_Sort включает дополнительный член – dirty_bit. Если он установлен в true, то не гарантируется, что массив по-прежнему отсортирован. Предоставляется также ряд вспомогательных функций доступа: is_dirty() возвращает значение dirty_bit; set_bit() устанавливает dirty_bit в true; clear_bit() сбрасывает dirty_bit в false; check_bit() пересортировывает массив, если dirty_bit равно true, после чего сбрасывает его в false. Все операции, которые потенциально могут перевести массив в неотсортированное состояние, вызывают set_bit().

При каждом обращении к шаблону Array необходимо указывать полный список параметров.

Array<Type>::print( os );

вызывает функцию-член print() базового класса Array, конкретизированного одновременно с Array_Sort. Например:

Array_Sort<string> sas;

конкретизирует типом string оба шаблона: Array_Sort и Array.

cout << sas;

конкретизирует оператор вывода из класса Array, конкретизированного типом string, затем этому оператору передается строка sas. Внутри оператора вывода инструкция

ar.print( os );

приводит к вызову виртуального экземпляра print() класса Array_Sort, конкретизированного типом string. Сначала вызывается check_bit(), а затем статически вызывается функция-член print() класса Array, конкретизированного тем же типом. (Напомним, что под статическим вызовом понимается разрешение функции на этапе компиляции и – при необходимости – ее подстановка в место вызова.) Виртуальная функция обычно вызывается динамически в зависимости от фактического типа объекта, адресуемого ar. Механизм виртуализации подавляется, если она вызывается явно с помощью оператора разрешения области видимости, как в Array::print(). Это повышает эффективность в случае, когда мы явно вызываем экземпляр виртуальной функции базового класса из экземпляра той же функции в производном, например в print() из класса Array_Sort (см. раздел 17.5).

Функции-члены, определенные вне тела класса, помещены в файл Array_S.C. Объявление может показаться слишком сложным из-за синтаксиса шаблона. Но, если не

template <class Type> Array_Sort<Type>::

Array_Sort( const Array_Sort<Type> &as ) : Array<Type>( as )

{

//замечание: as.check_bit() не работает!

//---- объяснение см. ниже ...

if ( as.is_dirty() )

sort( 0, Array<Type>::_size-1 ); clear_bit();

считать списков параметров, оно такое же, как и для обычных классов:

}

Каждое использование имени шаблона в качестве спецификатора типа должно быть

template <class Type> Array_Sort<Type>::

квалифицировано полным списком параметров. Следует писать:

Array_Sort( const Array_Sort<Type> &as )

а не

поскольку второе вхождение Array_Sort синтаксически является именем функции, а не спецификатором типа.

if ( as.is_dirty() )

Есть две причины, по которым правильна такая запись: sort( 0, _size );

а не просто

as.check_bit();

Первая причина связана с типизацией: check_bit() – это неконстантная функция-член, которая модифицирует объект класса. В качестве аргумента передается ссылка на константный объект. Применение check_bit() к аргументу as нарушает его константность и потому воспринимается компилятором как ошибка.

Вторая причина: копирующий конструктор рассматривает массив, ассоциированный с as, только для того, чтобы выяснить, нуждается ли вновь созданный объект класса Array_Sort в сортировке. Напомним, однако, что член dirty_bit нового объекта еще не инициализирован. К началу выполнения тела конструктора Array_Sort инициализированы только члены ia и _size, унаследованные от класса Array. Этот

конструктор должен с помощью clear_bit() задать начальные значения дополнительных членов и, вызвав sort(), обеспечить специальное поведение подтипа.

// альтернативная реализация template <class Type> Array_Sort<Type>::

Array_Sort( const Array_Sort<Type> &as ) : Array<Type>( as )

{

dirty_bit = as.dirty_bit; clear_bit();

Конструктор Array_Sort можно было бы инициализировать и по-другому:

}

Ниже приведена реализация функции-члена grow().1 Наша стратегия состоит в том,

чтобы воспользоваться имеющейся в базовом классе Array реализацией для выделения дополнительной памяти, а затем пересортировать элементы и сбросить dirty_bit:

1 Здесь есть потенциальная опасность появления висячей ссылки, если пользователь сохранит адрес какого-либо элемента исходного массива перед тем, как grow() скопирует массив в новую область памяти. См. статью Тома Каргилла в [LIPPMAN96b].

#include "Array_S.C" #include "try_array.C" #include <string>

main()

{

static int ia[ 10 ] = { 12,7,14,9,128,17,6,3,27,5 }; static string sa[ 7 ] = {

"Eeyore", "Pooh", "Tigger", "Piglet", "Owl", "Gopher", "Heffalump"

};

Array_Sort<int> iA( ia,10 );

Array_Sort<string> SA( sa,7 );

cout << "конкретизация класса Array_Sort<int>" << endl;

try_array( iA );

cout << "конкретизация класса Array_Sort<string>" << endl;

try_array( SA );

return 0;

}

При конкретизации типом string после компиляции и запуска программа печатает следующий текст (обратите внимание, что попытка вывести элемент с индексом -1 заканчивается крахом):

конкретизация класса Array_Sort<string>

try_array: начальные значения массива

( 7 )< Eeyore, Gopher, Heffalump, Owl, Piglet, Pooh

После почленного копирования массив не отсортирован, поскольку виртуальная функция вызывалась через объект, а не через указатель или ссылку. Как было сказано в разделе 17.5, в таком случае вызывается экземпляр функции из класса именно этого объекта, а не того подтипа, который может находиться в переменной. Поэтому функция sort() никогда не будет вызвана через объект Array. (Разумеется, мы реализовали такое поведение только в целях демонстрации.)