}

Упражнение 12.2

Длина слова – не единственная и, вероятно, не лучшая мера трудности текста. Другой возможный критерий – это длина предложения. Напишите программу, которая читает текст из файла либо со стандартного ввода, строит вектор строк для каждого предложения и передает его алгоритму count(). Выведите предложения в порядке сложности. Любопытный способ сделать это – сохранить каждое предложение как одну большую строку во втором векторе строк, а затем передать этот вектор алгоритму sort() вместе с объектом-функцией, который считает, что чем строка короче, тем она меньше. (Более подробно с описанием конкретного обобщенного алгоритма, а также с иллюстрацией его применения вы может ознакомиться в Приложении, где все алгоритмы перечислены в алфавитном порядке.)

Упражнение 12.3

Более надежную оценку уровня трудности текста дает анализ структурной сложности предложений. Пусть каждой запятой присваивается 1 балл, каждому двоеточию или точке с запятой – 2 балла, а каждому тире – 3 балла. Модифицируйте программу из упражнения 12.2 так, чтобы она подсчитывала сложность каждого предложения. Воспользуйтесь алгоритмом count_if() для нахождения каждого из знаков препинания в векторе предложений. Выведите предложения в порядке сложности.

12.3. Объекты-функции

Наша функция min() дает хороший пример как возможностей, так и ограничений

template <typename Type> const Type&

min( const Type *p, int size )

{

Type minval = p[ 0 ];

for ( int ix = 1; ix < size; + +ix )

if ( p[ ix ] < minval ) minval = p[ ix ];

return minval;

механизма шаблонов:

}

Достоинство этого механизма – возможность определить единственный шаблон min(), который конкретизируется для бесконечного множества типов. Ограничение же заключается в том, что даже при такой конкретизации min() будет работать не со всеми.

Это ограничение вызвано использованием оператора “меньше”: в некоторых случаях базовый тип его не поддерживает. Так, класс изображения Image может и не предоставлять реализации такого оператора, но мы об этом не знаем и пытаемся найти минимальный кадр анимации в данном массиве изображений. Однако попытка конкретизировать min() для такого массива приведет к ошибке компиляции:

error: invalid types applied to the < operator: Image < Image (ошибка: оператор < применен к некорректным типам: Image < Image)

Возможна и другая ситуация: оператор “меньше” существует, но имеет неподходящую семантику. Например, если мы хотим найти наименьшую строку, но при этом принимать во внимание только буквы, не учитывая регистр, то такой реализованный в классе оператор не даст нужного результата.

Традиционное решение состоит в том, чтобы параметризовать оператор сравнения. В данном случае это можно сделать, объявив указатель на функцию, принимающую два

template < typename Type,

bool (*Comp)(const Type&, const Type&)>

const Type&

min( const Type *p, int size, Comp comp )

{

Type minval = p[ 0 ];

for ( int ix = 1; ix < size; ++ix ) if ( Comp( p[ ix ] < minval ))

minval = p[ ix ]; return minval;

аргумента и возвращающую значение типа bool:

}

Такое решение вместе с нашей первой реализацией на основе встроенного оператора “меньше” обеспечивает универсальную поддержку для любого типа, включая и класс Image, если только мы придумаем подходящую семантику для сравнения двух изображений. Основной недостаток указателя на функцию связан с низкой эффективностью, так как косвенный вызов не дает воспользоваться преимуществами встроенных функций.

Альтернативная стратегия параметризации заключается в применении объекта-функции вместо указателя (примеры мы видели в предыдущем разделе). Объект-функция – это класс, перегружающий оператор вызова (operator()). Такой оператор инкапсулирует семантику обычного вызова функции. Объект-функция, как правило, передается обобщенному алгоритму в качестве аргумента, хотя можно определять и независимые объекты-функции. Например, если бы был определен объект-функция AddImages, который принимает два изображения, объединяет их некоторым образом и возвращает новое изображение, то мы могли бы объявить его следующим образом:

AddImages AI;

Чтобы объект-функция удовлетворял нашим требованиям, мы применяем оператор

Image im1("foreground.tiff"), im2("background.tiff");

//...

//вызывает Image AddImages::operator()(const Image1&, const Image2&);

вызова, предоставляя необходимые операнды в виде объектов класса Image:

Image new_image = AI (im1, im2 );

У объекта-функции есть два преимущества по сравнению с указателем на функцию. Вопервых, если перегруженный оператор вызова – это встроенная функция, то компилятор может выполнить ее подстановку, обеспечивая значительный выигрыш в

производительности. Во-вторых, объект-функция способен содержать произвольное количество дополнительных данных, например кэш или информацию, полезную для выполнения текущей операции.

Ниже приведена измененная реализация шаблона min() (отметим, что это объявление

template < typename Type, typename Comp >

const Type&

min( const Type *p, int size, Comp comp )

{

Type minval = p[ 0 ];

for ( int ix = 1; ix < size; ++ix ) if ( Comp( p[ ix ] < minval ))

minval = p[ ix ]; return minval;

допускает также и передачу указателя на функцию, но без проверки прототипа):

}

Как правило, обобщенные алгоритмы поддерживают обе формы применения операции: как использование встроенного (или перегруженного) оператора, так и применение указателя на функцию либо объекта-функции.

Есть три источника появления объектов-функций:

1.из набора предопределенных арифметических, сравнительных и логических объектов-функций стандартной библиотеки;

2.из набора предопределенных адаптеров функций, позволяющих специализировать или расширять предопределенные (или любые другие) объекты-функции;

3.определенные нами собственные объекты-функции для передачи обобщенным алгоритмам. К ним можно применять и адаптеры функций.

В этом разделе мы рассмотрим все три источника объектов-функций.

12.3.1. Предопределенные объекты-функции

Предопределенные объекты-функции подразделяются на арифметические, логические и сравнительные. Каждый объект – это шаблон класса, параметризованный типами операндов. Для использования любого из них необходимо включить заголовочный файл:

#include <functional>

Например, объект-функция, поддерживающий сложение, – это шаблон класса с именем plus. Для определения экземпляра, способного складывать два целых числа, нужно

#include

<function

al>

написать:

plus< int > intAdd;

Для выполнения операции сложения мы применяем перегруженный оператор вызова к

int ival1 = 10, ival2 = 20;

// эквивалентно int sum = ival1 + ival2;

intAdd точно так же, как и к классу AddImage в предыдущем разделе: int sum = intAdd( ival1, ival2 );

Реализация шаблона класса plus вызывает оператор сложения, ассоциированный с типом своего параметра – int. Этот и другие предопределенные объекты-функции применяются прежде всего в качестве аргументов обобщенных алгоритмов и обычно замещают подразумеваемую по умолчанию операцию. Например, по умолчанию алгоритм sort() располагает элементы контейнера в порядке возрастания с помощью оператора “меньше” базового типа. Для сортировки по убыванию мы передаем

vector< string > svec;

// ...

предопределенный шаблон класса greater, который вызывает оператор “больше”: sort( svec.begin(), svec.end(), greater<string>() );

Предопределенные объекты-функции перечислены в следующих разделах и разбиты на категории: арифметические, логические и сравнительные. Применение каждого из них иллюстрируется как в качестве именованного, так и в качестве безымянного объекта, передаваемого функции. Мы пользуемся следующими определениями объектов, включая и определение простого класса (перегрузка операторов подробно рассматривается в главе

class Int { public:

Int( int ival = 0 ) : _val( ival ) {}

bool operator<(int ival) { return -_val <

private: int _val;

};

vector< string > svec; string sval1, sval2, sres; complex cval1, cval2, cres;

15):

double dval1, dval2, dres;