Обратные вызовы в C++ - [18]

4.3.3. Объявление предикатов

После описанной модификации первоначального кода у нас остается одна проблема: как выполнять операции сравнения для нечисловых данных, например, структур? Ведь алгоритм не знает, да и не должен знать, по каким правилам нужно их сравнивать. Выход очевидный – делегировать эти операции создателю данных. Для этого будем использовать обратный вызов «вычисление по запросу» (п. 1.2.2). Параметрами вызова будут экземпляры данных, а возвращать он будет результат сравнения. Оформленный таким образом вызов называется предикатом.

Предикат – это выражение, принимающее одну или более величину и возвращающее результат булевого типа.

Объявим предикат как дополнительный параметр шаблона (Листинг 33).

Листинг 33. Шаблон с объявлением предиката

template               // (1)
void sort_bubble(Data* data, size_t size, Predicate less) // (2)
{
  for (size_t i = 0; i < size – 1; i++)
  {
    for (size_t j = 0; j < size – i – 1; j++)
    {
      if (less (data[j + 1], data[j])) // (3)
      {
        Data temp = data[j];
        data[j] = data[j + 1];
        data[j + 1] = temp;
      }
    }
  }
}

По сравнению с предыдущим кодом из Листинг 32 изменения здесь следующие: в объявлении шаблона (строка 1) объявлен дополнительный параметр – предикат, в функции шаблона (строка 2) предикат объявляется как дополнительный входной параметр, в строке 3 вместо операции сравнения происходит вычисление предиката.

В качестве предикатов могут использоваться:

• глобальные функции;

• статические функции класса;

• перегруженные операторы;

• лямбда-выражения.

В Листинг 34 продемонстрировано использование предикатов различных типов.

Листинг 34. Сортировка данных с использованием предикатов различных типов

struct DBRecord  // (1)
{
  char firstName[50];
  char lastName[50];
};

bool CompareByFirstName(const DBRecord& rec1, const DBRecord& rec2)  // (2)
{
  return strcmp(rec1.firstName, rec2.firstName) < 0;
}

bool CompareByLastName(const DBRecord& rec1, const DBRecord& rec2)  // (3)
{
  return strcmp(rec1.lastName, rec2.lastName) < 0;
}

class SortRules  // (4)
{
public:
  enum {SORT_ASC = 1, SORT_DESC = 2} sortDirect;             // (5)
  enum { SORT_FIRST_NAME = 1, SORT_LAST_NAME = 2 } sortWhat; // (6)

  bool operator () (const DBRecord& rec1, const DBRecord& rec2) const // (7)
  {
    if (sortDirect == SORT_ASC)
    {
      if (sortWhat == SORT_FIRST_NAME)
      {
        return strcmp(rec1.firstName, rec2.firstName) < 0;
      }
    else
    {
      return strcmp(rec1.lastName, rec2.lastName) < 0;
    }
    }
    else
    {
      if (sortWhat == SORT_FIRST_NAME)
      {
        return strcmp(rec1.firstName, rec2.firstName) > 0;
      }
      else
      {
        return strcmp(rec1.lastName, rec2.lastName) > 0;
      }
    }
  }
};

int main()
{
DBRecord dbRecArray[10];  // (8)
//Read from database

sort_bubble(dbRecArray, 10, CompareByFirstName); // (9)
sort_bubble(dbRecArray, 10, CompareByLastName);  // (10)

sort_bubble(dbRecArray, 10, [](const DBRecord& rec1, const DBRecord& rec2)  // (11)
{
return strcmp(rec1.firstName, rec2.firstName) < 0;
});
sort_bubble(dbRecArray, 10, [](const DBRecord& rec1, const DBRecord& rec2)  // (12)
{
return strcmp(rec1.lastName, rec2.lastName) < 0;
});

SortRules rules; // (13)
rules.sortWhat = SortRules::SORT_LAST_NAME;  // (14)
rules.sortDirect = SortRules::SORT_ASC;      // (15)
sort_bubble(dbRecArray, 10, rules);          // (16)
}

В строке 8 объявлен массив структур, сами структуры объявлены в строке 1 (предположим, что это записи базы данных). В строке 9 и 10 происходит сортировка массива с использованием предикатов в виде внешней функции, в строках 11 и 12 – в виде лямбда-выражений.

В строке 13 объявлен предикат как экземпляр класса. Если посмотреть объявление класса (строка 4), то можно увидеть, что он позволяет осуществлять настройку правил: в строке 5 имеется переменная для настройки порядка сортировки (возрастание либо убывание), в строке 6 имеется переменная для настройки поля сортировки. В строке 7 реализован перегруженный оператор, который в соответствии с настроенными правилами вычисляет, является ли первый элемент меньше второго. В строках 14 и 15 производится настройка предиката, в строке 16 – сортировка в соответствии с заданными правилами.

4.3.4. Предикаты по умолчанию

Итак, мы рассмотрели, как с помощью предикатов реализуется операция вычисления меньшего из двух элементов. Но далеко не всегда требуется сортировать сложные структуры данных, зачастую это всего лишь обычные числовые значения. В этом случае придется объявлять предикат с тривиальной реализацией (сравнить два числа). Может также случиться, что у нас в объявлении элемента данных уже реализован перегруженный оператор сравнения, тогда в предикате придется дублировать его код. Всего этого можно избежать, если объявить предикат, который будет использоваться по умолчанию. Реализация приведена в Листинг 35.

Листинг 35. Шаблон с предикатом по умолчанию

template   // (1)
struct default_less
{
  bool operator()(const Data& x, const Data& y)  // (2)
  {
    return x < y;
  }
};

template >        // (3)