C++. Сборник рецептов - [157]

 self& operator--(difference type x) { m -= x + step; return *this; }
 reference operator[](difference_type n) { return m[n * step]; }
 reference operator*() { return *m; }

 // дружественные операторы
 friend bool operator==(const self& x, const self& y) {
  assert(x.step == y.step);
  return x.m == y.m;
 }
 friend bool operator!=(const self& x, const self& y) {
  assert(x.step == y.step);
  return x.m != y.m;
 }
 friend bool operator<(const self& x, const self& y) {
  assert(x.step == y.step);
  return x.m < y.m;
 }
 friend difference type operator-(const self& x, const self& y) {
  assert(x.step == y.step);
  return (x.m - y.m) / x.step;
 }
 friend self operator+(const self& x, difference_type y) {
  assert(x.step == y.step);
  return x += y * x.step;
 }
 friend self operator+(difference_type x, const self& y) {
  assert(x.step == y.step);
  return y += x * x.step;
 }
private:
 Iter_T m;
 difference_type step;
};

#endif

Пример 11.25 показывает, как можно использовать итератор stride_iter из примера 11.24 для получения доступа к каждому второму элементу последовательности.

Пример 11.25. Применение итератора stride_iter

#include "stride_iter.hpp"
#include
#include
#include

using namespace std;

int main() {
 int a[] = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 };
 stride_iter first(a, 2);
 stride_iter last(a + 8, 2);
 copy(first, last, ostream_iterator(cout, "\n"));
}

Программа примера 11.25 выдает следующий результат.

0
2
4
6

Обсуждение

Итераторы с шагом часто используются при работе с матрицами. Они обеспечивают простой и эффективный способ реализации матриц в виде набора числовых рядов. Представленная в примере 11.24 реализация итератора с шагом выполнена в виде оболочки другого итератора, который передается как параметр шаблона.

Я хотел сделать итератор с шагом совместимым с STL, поэтому пришлось выбрать подходящий тип стандартного итератора и удовлетворить его требования. Представленный в примере 11.24 итератор с шагом сделан по образцу итератора с произвольным доступом.

В примере 11.26 я отдельно привел реализацию итератора с шагом (названную kstride_iter), когда размер шага известен на этапе компиляции. Поскольку размер шага передается как параметр шаблона, компилятор может оптимизировать программный код итератора более эффективно, и размер итератора уменьшается.

Пример 11.26. kstride_iter.hpp

#ifndef KSTRIDE_ITER_HPP
#define KSTRIDE_ITER_HPP

#include

template
class kstride_iter {
public:
 // открытые имена, вводимые typedef
 typedef typename std::iterator_traits::value_type value_type;
 typedef typename std::iterator_traits::reference reference;
 typedef typename std::iterator_traits::difference_type
  difference_type;
 typedef typename std::iterator_traits::pointer pointer;
 typedef std::random_access_iterator_tag iterator_category;
 typedef kstride_iter self;

 // конструкторы
 kstride_iter() : m(NULL) {} kstride_iter(const self& x) : m(x.m) {}
 explicit kstride_iter(Iter_T x) : m(x) {}

 // операторы
 self& operator++() { m += Step_N; return *this; }
 self operator++(int) { self tmp = *this; m += Step_N; return tmp; }
 self& operator+=(difference_type x) { m += x * Step_N; return *this; }
 self& operator--() { m -= Step_N; return *this; }
 self operator--(int) { self tmp = *this; m -= Step_N; return tmp; }
 self& operator--(difference_type x) { m -= x * Step_N; return *this; }
 reference operator[](difference_type n) { return m[n * Step_N]; }
 reference operator*() { return *m; }

 // дружественные операторы
 friend bool operator==(self x, self y) { return x.m == y.m; }
 friend bool operator!=(self x, self y) { return x.m != y.m; }
 friend bool operator<(self x, self y) { return x.m < y.m; }
 friend difference_type operator-(self x, self y) {
  return (x.m - y.m) / Step_N;
 }

 friend self operator+(self x, difference_type y) { return x += y * Step_N; }
 friend self operator+(difference_type x, self y) { return y += x * Step_N; }
private:
 Iter_T m;
};

#endif

Пример 11.27 показывает, как можно использовать итератор kstride_iter.

Пример 11.27. Применение итератора kstride_iter

#include "kstride_iter.hpp"
#include
#include
#include

using namespace std;

int main() {
 int a[] = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 };
 kstride_iter first(a);
 kstride_iter last(a + 8);
 copy(first, last, ostream_iterator(cout, "\n"));
}

11.14. Реализация динамической матрицы

Проблема

Требуется реализовать числовые матрицы, размерности которых (количество строк и столбцов) неизвестны на этапе компиляции.

Решение

В примере 11.28 показана универсальная и эффективная реализация класса динамической матрицы, использующая итератор с шагом из рецепта 11.12 и valarray.

Пример 11.28. matrix.hpp

#ifndef MATRIX_HPP
#define MATRIX_HPP

#include "stride_iter.hpp" // см. рецепт 11.12
#include
#include
#include

template
class matrix {
public:
 // открытые имена, вводимые typedef
 typedef Value_T value_type;
 typedef matrix self;
 typedef value_type* iterator;
 typedef const value_type* const_iterator;