Д. Стефенс - C++. Сборник рецептов

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)

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 sliceи указатель на valarrayдля 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 matrixпозволяет 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 matrixтакже имеет функции-члены beginи 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 mсо спецификатором mutableвынужденно. В противном случае я не мог бы обеспечить итераторы со спецификатором const, потому что нельзя создать итератор для const valarray.

Рецепты 11.15 и 11.16.

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

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.

Пример 11.30. kmatrix.hpp

#ifndef KMATRIX_HPP

#define KMATRIX_HPP

#include "kvector.hpp"

#include "kstride_iter.hpp"

template

class kmatrix {

public:

// открытые имена, вводимые typedef

typedef Value_T value_type;

typedef kmatrix self;

typedef Value_T* iterator;

typedef const Value_T* const_iterator;

typedef kstride_iter row_type;

typedef kstride_iter col_type;

typedef kstride_iter const_row_type;

typedef kstride_iter const_col_type;

// открытые константы

static const int nRows = Rows_N;

static const int nCols = Cols_N;

// конструкторы

kmatrix() { m = Value_T(); }

kmatrix(const self& x) { m = x.m; }

explicit kmatrix(Value_T& x) { m = x.m; }

// открытые функции

static int rows() { return Rows_N; }

static int cols() { return Cols_N; }

row_type row(int n) { return row_type(begin() * (n * Cols_N)); }

col_type col(int n) { return col_type(begin() + n); }

const_row_type row(int n) const {

return const_row_type(begin() + (n * Cols_N));

}

const_col_type col(int n) const {

return const_col_type(begin() + n);

}

iterator begin() { return m.begin(); }

iterator end() { return m.begin() + size(); }

const_iterator begin() const { return m; }

const_iterator end() const { return m + size(); }

static int size() { return Rows_N * Cols_N; }

// операторы

row_type operator[](int n) { return row(n); }