Виталий Ткаченко - Обратные вызовы в C++

// (4) Member merthod

run(CallbackConverter(&Executor::callbackHandler , &executor));

// (6) lambda-expression

run([capturedValue](int eventID) {/*it will be called by initiator*/});

Алгоритмы – краеугольный камень информатики, они встречаются практически во всех ее разделах. Таким образом, проектирование и разработка алгоритмов – одна из важнейших задач как в теоретической науке, так и в инженерной практике.

В реализации алгоритмов одной из трудностей, встающей перед разработчиком, является адаптация для конкретной структуры данных. Это связано с тем, что алгоритмы задают последовательность операций, но не определяют данные, с которыми работают. Предполагается, что алгоритм работает с любой структурой данных.

Например, предположим, что мы написали код для алгоритма сортировки. Естественно предположить, что он будет сортировать числа. Но вот появилась новая задача: отсортировать строки. По сравнению с исходной реализацией у нас теперь другая структура данных (строки) и новые правила сравнения (строки сравниваются совсем не так, как числа). А ведь в будущем, возможно, появятся более сложные случаи – например, сортировка структур по отдельным полям… Как написать универсальный код, работающий с любыми типами данных?

Обозначенная выше проблема в рамках параметрического полиморфизма решается просто: код оформляется в виде шаблона, параметрами шаблона выступают типы данных. При инстанциировании шаблона генерируется код, в который подставляются соответствующие типы.

Поясним сказанное на примере. Предположим, мы реализовали алгоритм сортировки пузырьком (Листинг 31).

void sort_bubble(int* data, size_t size)

{

for (size_t i = 0; i < size – 1; i++)

{

for (size_t j = 0; j < size – i – 1; j++)

{

if (data[j + 1] < data[j])

{

int temp = data[j];

data[j] = data[j + 1];

data[j + 1] = temp;

}

}

}

}

Описанный код работает с числами. Параметризуем типы (Листинг 32):

template // (1)

void sort_bubble(Data* data, size_t size) // (2)

{

for (size_t i = 0; i < size – 1; i++)

{

for (size_t j = 0; j < size – i – 1; j++)

{

if (data[j + 1] < data[j])

{

Data temp = data[j]; // (3)

data[j] = data[j + 1];

data[j + 1] = temp;

}

}

}

}

По сравнению с предыдущим листингом изменений здесь совсем немного: в строке 1 объявлен параметр шаблона для типа данных, в реализации функции вместо типа данных подставляется параметр шаблона (строки 2 и 3). Теперь мы можем делать сортировку для любого типа данных: мы просто вызываем функцию и передаем ей требуемую переменную-массив, а компилятор сгенерирует код для соответствующего массива.

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).

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: