Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание, стр. 261

• Как запрограммировать класс

vector<X>

, если тип

X

не имеет значения по умолчанию?

• Как гарантировать, что элементы вектора будут уничтожены в конце работы с ним?

Должны ли мы вообще решать эти проблемы? Мы могли бы заявить: “Не создавайте векторы для типов, не имеющих значений по умолчанию” или “Не используйте векторы для типов, деструкторы которых могут вызвать проблемы”. Для конструкции, предназначенной для общего использования, такие ограничения довольно обременительны и создают впечатление, что разработчик не понял задачи или не думал о пользователях. Довольно часто такие подозрения оказываются правильными, но разработчики стандартной библиотеки к этой категории не относятся. Для того чтобы повторить стандартный класс vector, мы должны устранить две указанные выше проблемы.

Мы можем работать с типами, не имеющими значений по умолчанию, предоставив пользователю возможность задавать это значение самостоятельно.

template<class T> void vector<T>::resize(int newsize, T def = T());

Иначе говоря, используйте в качестве значения по молчанию объект, созданный конструктором

T()

, если пользователь не указал иначе. Рассмотрим пример.

vector<double> v1;

v1.resize(100); // добавляем 100 копий объекта double(), т.е. 0.0

v1.resize(200, 0.0); // добавляем 200 копий числа 0.0 — упоминание

// излишне

v1.resize(300, 1.0); // добавляем 300 копий числа 1.0

struct No_default {

No_default(int); // единственный конструктор класса No_default

// ...

};

vector<No_default> v2(10); // ошибка: попытка создать 10

// No_default()

vector<No_default> v3;

v3.resize(100, No_default(2)); // добавляем 100 копий объектов

// No_default(2)

v3.resize(200); // ошибка: попытка создать 200

// No_default()

Проблему, связанную с деструктором, устранить труднее. По существу, мы оказались в действительно трудной ситуации: в структуре данных часть данных проинициализирована, а часть — нет. До сих пор мы старались избегать неинициализированных данных и ошибок, которые ими порождаются. Теперь, как разработчики класса

vector

, мы столкнулись с проблемой, которой раньше, как пользователи класса

vector

, не имели.

Во-первых, мы должны найти способ для получения неинициализированной памяти и манипулирования ею. К счастью, стандартная библиотека содержит класс

allocator

, распределяющий неинициализированную память. Слегка упрощенный вариант приведен ниже.

template<class T> class allocator {

public:

// ...

T* allocate(int n); // выделяет память для n объектов типа T

void deallocate(T* p, int n); // освобождает память, занятую n

                            // объектами типа T, начиная с адреса p

void construct(T* p, const T& v); // создает объект типа T

// со значением v по адресу p

void destroy(T* p); // уничтожает объект T по адресу p

};

Если вам нужна полная информация по этому вопросу, обратитесь к книге The C++ Programming Language или к стандарту языка С++ (см. описание заголовка <memory> ), а также к разделу B.1.1. Тем не менее в нашей программе демонстрируются четыре фундаментальных операции, позволяющих выполнять следующие действия:

• Выделение памяти, достаточной для хранения объекта типа

T

без инициализации.

• Создание объекта типа

T

в неинициализированной памяти.

• Уничтожение объекта типа

T

и возвращение памяти в неинициализированное состояние.

• Освобождение неинициализированной памяти, достаточной для хранения объекта типа

T

без инициализации.

Не удивительно, что класс

allocator

— то, что нужно для реализации функции

vector<T>::reserve()

. Начнем с того, что включим в класс

vector

параметр класса

allocator

template<class T, class A = allocator<T> > class vector {

A alloc; // используем объект класса allocator для работы

// с памятью, выделяемой для элементов

// ...

};

Кроме распределителя памяти, используемого вместо оператора

new

, остальная часть описания класса

vector

не отличается от прежнего. Как пользователи класса

vector

, мы можем игнорировать распределители памяти, пока сами не захотим, чтобы класс

vector

управлял памятью, выделенной для его элементов, нестандартным образом. Как разработчики класса

vector

и как студенты, пытающиеся понять фундаментальные проблемы и освоить основные технологии программирования, мы должны понимать, как вектор работает с неинициализированной памятью, и предоставить пользователям правильно сконструированные объекты. Единственный код, который следует изменить, — это функции-члены класса

vector

, непосредственно работающие с памятью, например функция

vector<T>::reserve()

template<class T, class A>

void vector<T,A>::reserve(int newalloc)