2 семестр / Литература / Язык программирования С++. Краткий курс. Страуструп

complex

Ь)

//

Неравенство

complex

11 ...

sqr t(complex);

11

Определение

в

другом

месте

Использоваться

класс

complex

может

следующим

образом:

(2.3,0.0}

из

2.3

Компилятор

преобразует

операторы

для

работы

с

числами

complex

в

соот­

ветствующие

вызовы

функций.

Например,

с!

=Ь

означает

operator

!= (с,

Ь),

а

операторы")

должны

ис­

пользоваться

разумно

и

осторожно.

Синтаксис

операторов

фиксируется

язы­

ком,

так

что

вы

не

можете

определить

унарный

оператор

/.

Кроме

того,

не­

не

4.2.2.

Контейнер

ным

контейнером

douЫe:

он

прост

для

понимания,

устанавливает

полезный

инвариант

(§3.5.2),

обеспечивает

проверку

выхода

обращения

к

элементу

за

диапазон

(§3.5.1)

и

обеспечивает

функцию

size

(),что

позволяет

выполнять

обход

его

элементов.

Однако

у

него

есть

фатальный

недостаток:

он выделяет

память

для

элементов,

используя

оператор

new,

но

никогда

ее

не

освобождает.

лать

неиспользуемую

память

доступной

для

новых

объектов.

Во

многих

сре­

дах

вы

не можете

использовать

сборку

мусора,

и

часто

по

логическим

при­

чинам

или

из

соображений

производительности

предпочтительнее

использо­

вать

более

точное

управление

уничтожением

объектов.

Нам

нужен

механизм,

освобождающий

память,

выделенную

конструктором;

таким

механизмом

яв­

ляется

деструктор:

81

следует

имя

класса;

деструктор

-

это

дополнение

к

конструктору.

Конструктор

Vector

выделяет

некоторую

память

в

свободной

памяти

(именуемой

также

кучей или

динамической

памятью)

с

использованием

оператора

new [ ] .

Деструктор

ос­

вобождает

эту

память

с

помощью

оператора

delete

[].

Обычный

оператор

Vector.

Поль­

зователи

просто создают и

используют

объекты

Vector

так

же,

как

и

пере­

менные

встроенных

типов.

Например:

v2

...

Vector

подчиняется

тем

же

правилам

именования,

области

видимости,

вы­

деления

памяти,

времени

жизни

и

так

далее

(§

1.5),

что

и

встроенные

типы,

сильно

упрощенный

82

Глава

4.

Классы

Комбинация

конструктора/деструктора

является

основой

многих

элегант­

ных

технологий.

В

частности,

она

является

основой

большинства

методов

управления

ресурсами

в

С++

(§5.3, §13.2).

Рассмотрим

графическую иллю-

страцию

Vector.

Vector: elem: sz:

О: о

1: о

2: о

3: о

4: о

5: о

Конструктор

выделяет

память

для элементов

и

соответствующим

образом

инициализирует

элементы

Vector.

Деструктор

освобождает

память,

вы­

деленную

для

элементов.

Эта

модель

управ.~е11ия

данными

очень

часто

ис­

пользуется

для

управления

данными,

которые

могут

изменяться

в

размерах

в

процессе

жизненного

цикла

объекта.

Методика

получения ресурсов

в

кон­

структоре

и

освобождение

их

в

деструкторе

известна

как

идиома

"Захват

ре­

сурсов

есть

инициализация"

(Resource Acquisition

Is

и

позволяет

избежать

операций

"с

голым

new",

т.е.

избежать

выделения

памяти

в

общем

коде

и

сохранить

его

только

в

реализациях

хорошо

ведущих

себя

аб­

стракций.

Аналогично

следует

избегать

"голых операций

delete".

Все

это

делает

код

намного

менее

подверженным

ошибкам

и

позволяет

намного

про­

ще

избежать

утечек

ресурсов(§

13.2).

4.2.3.

Инициализация

контейнеров

Контейнер

существует

для

хранения

элементов,

поэтому

очевидно,

что

нам

нужны

удобные

способы

добавления

элементов

в

контейнер.

Мы

можем

создать

Vector

с

соответствующим

количеством

элементов,

а

затем

выпол­

нить их присваивание, но обычно просто упомяну двух фаворитов.

другие

способы

более

элегантны.

Здесь

я

•

•

Они

могут

быть

объявлены

следующим

образом:

class

Vector

douЫe:

11

...

4.2.

Конкретные

типы

83

};

конец

с

увеличением

размера

на

1:

полезна

для

добавления

произвольного

количества

// 11

точкой

в

d

Входной

цикл

завершается

при

достижении

конца

файла

или

при

ошибке

форматирования.

До

тех

пор,

пока

это

не

произойдет,

каждое

прочитанное

число

добавляется

в

Vector,

так

что

в

конце работы

функции

размер

вектора

v

равен

количеству

прочитанных

элементов.

Я

использовал

цикл

for,

а

не

более

удобный

цикл

while,

чтобы

ограничить

область видимости перемен­

ной

d,

ограниченную

циклом.

Предоставление

классу

Vector

конструктора

перемещения,

обеспечивающего

дешевый

возврат

потенциально

огромного

количества

данных

из

функции

read

( ) ,

объясняется

в

§5.2.2:

Vector

v

=

read(cin);

//Копирования

элементов

Vector

нет

Способ

представления

std:

:

vector

для

того,

чтобы

сделать

эффективны­

ми

операцию

push

_

back

()

и

другие

операции,

изменяющие

размер

vector,

представлен в §11.2.

Класс std: : ini tializer_list

используется

для

определения

конструк­

тора

на

основе

списка

инициализации

и

представляет

собой

тип

стандартной

библиотеки,

известный

компилятору:

когда

мы

используем

список

в

фигур­

ных

скобках

( {}),

такой

как

{1,

2,

3,

4 },

компилятор

создает

объект

типа

initializer

list

для

предоставления

его

программе.

Так

что

можно

на­

Vector

Vector

vl v2

{1, 2, 3, (1.23,

4, 5}; 3.45,

6.7,

8};

// //

vl v2

имеет имеет

класса

Vector

может

быть

опреде­

// Инициализация списком: Vector::Vector(std::initializ

er_list<douЫe>

lst}

:elem{new

douЬle[lst.size()]},

sz{static_cast<int>(lst.size())}

Vector

container:

List

List_container: :operator[] ()

_____L_i_s_t c_on_t_a_i_n_e_r_:_:s_i_·z_e_(_)_~

J

List_container::-List_container()

ции.

Реализация

вызывающей

функции

должна

знать

только

местоположение

указателя

на

vtЫ

в

Container

и

индекс,

используемый

для

каждой

вирту­

альной

функции.

Этот

механизм

виртуального

вызова

можно

сделать

почти

таким

же

эффективным,

как

и

механизм

"нормального

вызова функции"

(в

пределах

25%).

Его

накладные

расходы

в

смысле

памяти

-

один

указа­

тель

в

каждом

объекте

класса

с

виртуальными

функциями

плюс

один

vtЫ

для

каждого

такого

класса.

4.5.

Иерархии

классов

Пример

Container

-очень

простой

пример

иерархии

классов.

Иерархия

классов

представляет

собой

множество

классов,

упорядоченных

в

виде

сетки,

созданной

наследованием

классов

(например,

puЫic).

Мы

используем

ие­

рархии

классов

для

представления

концепций,

которые

имеют

иерархические

отношения,

такие

как

"пожарная

машина

-

это

разновидность

автомобиля,

который,

в

свою

очередь,

является

разновидностью

транспортного

средства",

или

"смайлик

-

разновидность

круга,

который,

в

свою

очередь,

является

раз­

новидностью геометрической

фигуры".

Нередки

огромные

глубокие

и

широ­

кие иерархии с сотнями классов. В качестве полуреалистического

ского примера рассмотрим геометрические фигуры на экране.

классиче­

Circle

Triangle