Скотт Мейерс - Эффективное использование STL

// и возврат по ссылке.

Пользователи STL почти никогда не используют эту возможность, а в некоторых реализациях алгоритмов STL при передаче объектов функций по ссылке программы даже не компилируются. В продолжение этого совета будем считать, что объекты функций всегда передаются по значению, поскольку на практике это почти всегда так.

Поскольку объекты функций передаются и возвращаются по значению, вы должны позаботиться о том, чтобы объект функции правильно работал при передаче подобным способом (то есть копированием). Для этого необходимо соблюдение двух условий. Во-первых, объекты функций должны быть небольшими, в противном случае копирование обойдется слишком дорого. Во-вторых, объекты функций должны быть мономорфными (то есть не полиморфными), поэтому в них не могут использоваться виртуальные функции. Второе требование связано с тем, что при передаче по значению объектов производных классов в параметрах базового класса происходит отсечение: в процессе копирования удаляются специализированные составляющие (другой пример проблемы отсечения в STL приведен в совете 3).

Бесспорно, эффективность является важным фактором, и предотвратить отсечение тоже необходимо, однако не все функторы малы и мономорфны. Одно из преимуществ объектов функций перед обычными функциями заключается в отсутствии ограничений на объем информации состояния. Некоторые объекты функций от природы «упитанны», и очень важно, чтобы они могли передаваться алгоритмам STL так же просто, как и их «тощие» собратья.

Столь же нереалистичен и запрет на полиморфные функторы. Иерархическое наследование и динамическое связывание относятся к числу важнейших особенностей C++, и при проектировании классов функторов они могут принести такую же пользу, как и в других областях. Что такое классы функторов без наследования? C++ без «++». Итак, необходимы средства, которые бы позволяли легко передавать большие и/или полиморфные объекты функций с соблюдением установленного в STL правила о передаче функторов по значению.

Такие средства действительно существуют. Достаточно взять данные и/или полиморфные составляющие, которые требуется сохранить в классе функтора, перенести их в другой класс и сохранить в классе функтора указатель на этот новый класс. Рассмотрим пример создания класса полиморфного функтора с большим количеством данных:

template // BPFC = "Big Polymorphic

class BPFC: // Functor class"

public // Базовый класс описан

unary_function { // в совете 40

private:

Widget w; // Класс содержит большой объем

int х; // данных, поэтому передача

… // по значению

// была бы неэффективной

public:

virtual void operator()(const T& val) const; // Виртуальная функция.

… // создает проблему

}; // отсечения

Мы выделяем все данные и виртуальные функции в класс реализации и создаем компактный, мономорфный класс, содержащий указатель на класс реализации:

template//Новый класс реализации

class BPFCImpl { //для измененного BPFC.

private:

Widget w;// Все данные, ранее находившиеся

int х; // в BPFC, теперь размещаются

… // в этом классе,

virtual ~BPFCImpl();// В полиморфных классах нужен

// виртуальный деструктор,

virtual void operator()(const T& val) const;

friend class BPFC;// Разрешить BPFC доступ к данным

};

template

class BPFC: // Компактная, мономорфная версия

public unary_function {

private:

BPFCImpl* pImpl; // Все данные BPFC

public:

void operator()(const T& val) const; // Функция не является

{ // виртуальной; вызов передается

plImpl->operator()(val); // BPFCImpl

}

};

Реализация BFPC::operator()дает пример того, как должны строиться реализации всех виртуальных функций BPFC: они должны вызывать свои виртуальные «прототипы» из BPFCImpl. Полученный в результате класс функтора ( BPFC) компактен и мономорфен, но при этом он предоставляет доступ к большому объему данных состояния и работает полиморфно.