C++. Сборник рецептов - [158]

 typedef Value_T* row_type;
 typedef stride_iter col_type;
 typedef const value_type* const_row_type;
 typedef stride_iter const_col_type;

 // конструкторы
 matrix() : nrows(0), ncols(0), m() {}
 matrix(int r, int c) : nrows(r), ncols(c), m(r * с) {}
 matrix(const self& x) : m(x.m), nrows(x.nrows), ncols(x.ncols) {}
 template
 explicit matrix(const valarray& x)
  : m(x.size() + 1), nrows(x.size()), ncols(1) {
  for (int i=0; i
 }
 // позволить конструирование из матриц других типов
 template explicit matrix(const matrix& x)
  : m(x.size() + 1), nrows(x.nrows), ncols(x.ncols) {
  copy(x.begin(), x.end(), m.begin());
 }

// открытые функции
 int rows() const { return nrows; }
 int cols() const { return ncols; }
 int size() const { return nrows * ncols; }

 // доступ к элементам
 row_type row begin(int n) { return &m[n * cols()]; }
 row_type row_end(int n) { return row_begin() + cols(); }
 col_type col_begin(int n) { return col_type(&m[n], cols()); }
 col_type col_end(int n) { return col_begin(n) + cols(); }
 const_row_type row_begin(int n) const { return &m[n * cols()]; }
 const_row_type row_end(int n) const { return row_begin() + cols(); }
 const_col_type col_begin(int n) const { return col_type(&m[n], cols()); }
 const_col_type col_end(int n) const { return col_begin() + cols(); }
 iterator begin() { return &m[0]; }
 iterator end() { return begin() + size(); }
 const_iterator begin() const { return &m[0]; }
 const_iterator end() const { return begin() + size(); }

 // операторы
 self& operator=(const self& x) {
  m = x.m;
  nrows = x.nrows;
  ncols = x.ncols;
  return *this;
 }
 self& operator=(value_type x) { m = x; return *this; }
 row_type operator[](int n) { return row_begin(n); }
 const_row_type operator[](int n) const { return row_begin(n); }
 self& operator+=(const self& x) { m += x.m; return *this; }
 self& operator-=(const self& x) { m -= x.m; return *this; }
 self& operator+=(value_type x) { m += x; return *this; }
 self& operator-=(value_type x) { m -= x; return *this; }
 self& operator*=(value_type x) { m *= x; return *this; }
 self& operator/=(value_type x) { m /= x; return *this; }
 self& operator%=(value_type x) { m %= x; return *this; }
 self operator-() { return -m; }
 self operator+() { return +m; }
 self operator!() { return !m; }
 self operator~() { return ~m; }

 // дружественные операторы
 friend self operator+(const self& x, const self& y) { return self(x) += y; }
 friend self operator-(const self& x, const self& y) { return self(x) -= y; }
 friend self operator+(const self& x, value_type y) { return self(x) += y; }
 friend self operator-(const self& x, value_type y) { return self(x) -= y; }
 friend self operator*(const self& x, value type y) { return self(x) *= y; }
 friend self operator/(const self& x, value_type y) { return self(x) /= y; }
 friend self operator%(const self& x, value_type y) { return self(x) %= y; }
private:
 mutable valarray m;
 int nrows;
 int ncols;
};
#endif

Пример 11.29 показывает, как можно использовать шаблонный класс matrix.

Пример 11.29. Применение шаблона matrix

#include "matrix.hpp"
#include

using namespace std;

int main() {
 matrix m(2,2);
 m = 0;
 m[0][0] = 1;
 m[1][1] = 1;
 m *= 2;
 cout << "(" << m[0][0] << "," << m[0][1] << ")" << endl;
 cout << "(" << m[1][0] << "," << m[1][1] << ")" << endl;
}

Программа примера 11.29 выдает следующий результат.

(2,0)
(0,2)

Обсуждение

Проект шаблона матрицы, представленный в примере 11.28, в значительной степени инспирирован шаблоном матрицы Бьерна Страуструпа (Bjarne Stroustrup) из его книги «The C++ Programming Language», 3-е издание (издательство «Addison Wesley»). Реализация Страуструпа отличается тем, что его итератор использует класс slice и указатель на valarray для индексации. Реализованная в примере 11.27 матрица использует вместо них итератор с шагом из рецепта 11.12, что делает итераторы более компактными и при некоторых реализациях более эффективными.

Шаблонный класс matrix позволяет индексировать элемент i-й строки и j-го столбца, используя операцию двойной индексации. Например:

matrix m(100,100);
cout << "the element at row 24 and column 42 is " << m[24][42] << endl;

Шаблонный класс matrix также имеет функции-члены begin и end, т.е. его легко можно использовать в различных алгоритмах STL.

Пример 11.28 содержит строку, которая, возможно, вызывает у вас некоторое удивление. Имеется в виду следующее объявление.

mutable valarray m;

Объявление поля-члена m со спецификатором mutable вынужденно. В противном случае я не мог бы обеспечить итераторы со спецификатором const, потому что нельзя создать итератор для const valarray.

Смотри также

Рецепты 11.15 и 11.16.

11.15. Реализация статической матрицы

Проблема

Требуется эффективно реализовать матрицу, когда ее размерность (т.е. количество строк и столбцов) постоянна и известна на этапе компиляции.

Решение

Когда размерность матрицы известна на этапе компиляции, компилятор может легко оптимизировать реализацию, в которой количество строк и столбцов задается в виде параметров шаблона, как показано в примере 11.30.