Язык программирования C++ для профессионалов
Итерация
В классе slist_base нет функций для просмотра списка, можно только вставлять и удалять элементы. Однако, в нем описывается как друг класс slist_base_iter, поэтому можно определить подходящий для списка итератор. Вот один из возможных, заданный в том стиле, какой был показан в §7.8:
class slist_base_iter { slink* ce; // текущий элемент slist_base* cs; // текущий список public: inline slist_base_iter(slist_base& s); inline slink* operator()() };
slist_base_iter::slist_base_iter(slist_base& s) { cs = &s; ce = cs->last; }
slink* slist_base_iter::operator()() // возвращает 0, когда итерация кончается { slink* ret = ce ? (ce=ce->next) : 0; if (ce == cs->last) ce = 0; return ret; }
Исходя из этих определений, легко получить итераторы для Slist и Islist. Сначала надо определить дружественные классы для итераторов по соответствующим контейнерным классам:
template<class T> class Islist_iter;
template<class T> class Islist { friend class Islist_iter<T>; // ... };
template<class T> class Slist_iter;
template<class T> class Slist { friend class Slist_iter<T>; // ... };
Обратите внимание, что имена итераторов появляются без определения их шаблонного класса. Это способ определения в условиях взаимной зависимости шаблонов типа.
Теперь можно определить сами итераторы:
template<class T> class Islist_iter : private slist_base_iter { public: Islist_iter(Islist<T>& s) : slist_base_iter(s) { }
T* operator()() { return (T*) slist_base_iter::operator()(); } };
template<class T> class Slist_iter : private slist_base_iter { public: Slist_iter(Slist<T>& s) : slist_base_iter(s) { } inline T* operator()(); };
T* Slist_iter::operator()() { return ((Tlink<T>*) slist_base_iter::operator()())->info; }
Заметьте, что мы опять использовали прием, когда из одного базового класса строится семейство производных классов (а именно, шаблонный класс). Мы используем наследование, чтобы выразить общность классов и избежать ненужного дублирования функций. Трудно переоценить стремление избежать дублирования функций при реализации таких простых и часто используемых классов как списки и итераторы. Пользоваться этими итераторами можно так:
void f(name* p) { Islist<name> lst1; Slist<name> lst2;
lst1.insert(p); lst2.insert(p); // ...
Islist_iter<name> iter1(lst1); const name* p; while (p=iter1()) { list_iter<name> iter2(lst1); const name* q; while (q=iter2()) { if (p == q) cout << "найден" << *p << '\n'; } } }
Есть несколько способов задать итератор для контейнерного класса. Разработчик программы или библиотеки должен выбрать один из них и придерживаться его. Приведенный способ может показаться слишком хитрым. В более простом варианте можно было просто переименовать operator()() как next(). В обоих вариантах предполагается взаимосвязь между контейнерным классом и итератором для него, так что можно при выполнении итератора обработать случаи, когда элементы добавляются или удаляются из контейнера. Этот и некоторые другие способы задания итераторов были бы невозможны, если бы итератор зависел от функции пользователя, в которой есть указатели на элементы из контейнера. Как правило, контейнер или его итераторы реализуют понятие "установить итерацию на начало" и понятие "текущего элемента".
Если понятие текущего элемента предоставляет не итератор, а сам контейнер, итерация происходит в принудительном порядке по отношению к контейнеру аналогично тому, как поля связи принудительно хранятся в объектах из контейнера. Значит трудно одновременно вести две итерации для одного контейнера, но расходы на память и время при такой организации итерации близки к оптимальным. Приведем пример:
class slist_base { // ... slink* last; // last->next голова списка slink* current; // текущий элемент public: // ... slink* head() { return last?last->next:0; } slink* current() { return current; } void set_current(slink* p) { current = p; } slink* first() { set_current(head()); return current; } slink* next(); slink* prev(); };
Подобно тому, как в целях эффективности и компактности программы можно использовать для одного объекта как список с принудительной связью, так и список без нее, для одного контейнера можно использовать принудительную и непринудительную итерацию:
