Язык программирования C++. Пятое издание - Стенли Липпман

 for (auto num : *qr.lines) // для каждого элемента в наборе

  // не путать пользователя с номерами строк, начинающимися с 0

  os << "t (line " << num + 1 << ") "

     << *(qr.file->begin() + num) << endl;

 return os;

}

Для отчета о количестве найденных соответствий используем функцию size() набора, на который ссылается qr.lines. Поскольку этот набор контролируется указателем shared_ptr, следует помнить об обращении к значению lines. Чтобы вывести слово time или times, в зависимости от того, равен ли размер 1, используем функцию make_plural() (см. раздел 6.3.2).

Цикл for перебирает набор, на который ссылается lines. Тело цикла for выводит номер строки, откорректированный так, как привычно человеку. Числа в наборе являются индексами элементов в векторе, их нумерация начинается с нуля. Но большинство пользователей привыкли к тому, что первая строка имеет номер 1, поэтому будем систематически добавлять 1 к номерам строк, чтобы отображать их в общепринятой форме.

Используем номер строки для выбора строк из вектора, на который указывает указатель-член file. Помните, что при добавлении числа к итератору будет получен элемент на столько же элементов далее (см. раздел 3.4.2). Таким образом, часть file->begin() + num дает номер элемента от начала вектора, на который указывает file.

Обратите внимание: эта функция правильно обрабатывает случай, когда слово не найдено. В данном случае набор будет пуст. Первый оператор вывода заметит, что слово встретилось нуль раз. Поскольку *res.lines пуст, цикл for не выполнится ни разу.

Упражнение 12.30. Определите собственные версии классов TextQuery и QueryResult, а также выполните функцию runQueries() из раздела 12.3.1.

Упражнение 12.31. Что будет, если для хранения номеров строк использовать вектор вместо набора? Какой подход лучше? Почему?

Упражнение 12.32. Перепишите классы TextQuery и QueryResult так, чтобы для хранения входного файла вместо вектора vector<string> использовался класс StrBlob.

Упражнение 12.33. В главе 15 программа запроса будет дополнена, и классу QueryResult понадобятся дополнительные члены. Добавьте функции-члены по имени begin() и end(), возвращающие итераторы для набора номеров строк, возвращенных данным запросом, и функцию-член get_file(), возвращающую указатель shared_ptr на файл в объекте QueryResult.

Резюме

В языке С++ для резервирования памяти используется оператор new, а для освобождения — оператор delete. Библиотека определяет также класс allocator, чтобы резервировать пустые блоки динамической памяти.

Резервирующие динамическую память программы отвечают за ее освобождение. Освобождение динамической памяти — богатейший источник ошибок: память может быть не освобождена никогда или может быть освобождена, когда еще есть указатели на нее. Новая библиотека определяет классы интеллектуальных указателей (shared_ptr, unique_ptr и weak_ptr), делающие работу с динамической памятью намного более безопасной. Интеллектуальный указатель автоматически освобождает память, как только удаляется последний указатель на нее. В современных программах С++ следует использовать именно интеллектуальные указатели.

Термины

Деструктор (destructor). Специальная функция-член, которая освобождает занятую объектом память, когда он выходит из области видимости или удаляется.

Динамическая память (free store). Пул памяти, доступный программе для хранения объектов, создаваемых динамически.

Динамически созданный объект (dynamically allocated object). Объект, который создан в динамической памяти. Такие объекты существуют до тех пор, пока не будут удалены из динамической памяти явно или пока программа не завершит работу.

Интеллектуальный указатель shared ptr. Интеллектуальный указатель, обеспечивающий совместную собственность: объект освобождается, когда удаляется последний указатель shared_ptr на тот объект.

Интеллектуальный указатель unique_ptr. Интеллектуальный указатель, обеспечивающий единоличную собственность: объект освобождается, когда удаляется указатель unique_ptr на этот объект. Указатель unique_ptr не может быть скопирован или присвоен непосредственно.

Интеллектуальный указатель weak_ptr. Интеллектуальный указатель на объект, управляемый указателем shared_ptr. Указатель shared_ptr не учитывает указатель weak_ptr, принимая решение об освобождении своего объекта.

Интеллектуальный указатель (smart pointer). Библиотечный тип, действует как указатель, но допускающий проверку на безопасность использования. Тип сам заботится об освобождении памяти, когда это нужно.

Класс allocator. Библиотечный класс, резервирующий области памяти.

Оператор delete. Освобождает участок памяти, зарезервированный оператором new. Оператор delete p освобождает объект, a delete [] p — массив, на который указывает указатель p. Указатель p может быть пуст или указывать на область память, зарезервированную оператором new.

Оператор new. Резервирует область в динамической памяти. Оператор new T резервирует область памяти, создает в ней объект типа T и возвращает указатель на этот объект. Если T — тип массива, оператор new возвращает указатель на его первый элемент. Аналогично оператор new [n] Т резервирует n объектов типа T и возвращает указатель на первый элемент массива. По умолчанию вновь созданный объект инициализируется значением по умолчанию. Но можно также предоставить инициализаторы.

Потерянный указатель (dangling pointer). Указатель, содержащий адрес области памяти, в которой уже нет объекта. Потерянный указатель является весьма распространенным источником ошибок в программе, причем такие ошибки крайне трудно обнаружить.

Размещающий оператор new (placement new). Форма оператора new, получающая в круглых скобках дополнительные аргументы после ключевого слова new; например, синтаксис new (nothrow) int устанавливает, что оператор new не должен передавать исключения.

Распределяемая память (heap). То же, что и динамическая память.

Счетчик ссылок (reference count). Счетчик, отслеживающий количество пользователей, совместно использующих общий объект. Используется интеллектуальными указателями, чтобы узнать, когда безопасно освобождать память, на которую они указывают.

Функция удаления (deleter). Функция, передаваемая интеллектуальному указателю, для использования вместо оператора delete при освобождении объекта, на который указывает указатель.

Часть III

Инструменты для разработчиков классов

Классы — основная концепция языка С++. Подробное рассмотрение определения классов начато в главе 7. Она затрагивает такие фундаментальные для классов темы, как область видимости класса, сокрытие данных и конструкторы. Она познакомила также с важнейшими средствами класса: функциями-членами, неявным указателем this, дружественными отношениями, а также членами const, static и mutable. В этой части дополним тему классов, рассмотрев управление копированием, перегрузку операторов, наследование и шаблоны.

Как уже упоминалось, в классах С++ определяются конструкторы, контролирующие происходящее при инициализации объектов класса. Классы контролируют также то, что происходит при копировании, присвоении, перемещении и удалении объектов. В этом отношении язык С++ отличается от других языков, большинство из которых не позволяет разработчикам классов контролировать эти операции. В главе 13 будут рассмотрены эти темы, а также две важные концепции, введенные новым стандартом: ссылки на r-значения и операции перемещения.

Глава 14 посвящена перегрузке операторов, позволяющей использовать операнды типа классов со встроенными операторами. Перегрузка оператора — это один из способов, которым язык С++ позволяет создавать новые типы, столь же интуитивно понятные в использовании, как и встроенные типы.

Среди доступных для перегрузки операторов класса есть оператор вызова функции. Объекты таких классов можно "вызвать" точно так же, как если бы они были функциями. Рассмотрим также новые библиотечные средства, облегчающие использование различных типов вызываемых объектов единообразным способом.

Эта глава завершается рассмотрением еще одного специального вида функций-членов класса — операторов преобразования. Эти операторы определяют неявные преобразования из объектов типа класса. Компилятор применяет эти преобразования в тех же контекстах (и по тем же причинам), что и преобразования встроенных типов.