Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание

• Оператор приводит каждый тип Q к типу Array_ref, при условии, что мы можем преобразовать каждый элемент контейнера Array_ref в элемент контейнера Array_ref (мы не используем результат этого приведения, а только проверяем, что такое приведение возможно).

• Мы создаем новый объект класса Array_ref, используя метод решения “в лоб” (оператор reinterpret_cast), чтобы получить указатель на элемент желательного типа. Решения, полученные “в лоб”, часто слишком затратные; в данном случае никогда не следует использовать преобразование в класс Array_ref, используя множественное наследование (раздел A.12.4).

• Обратите внимание на квалификатор const в выражении Array_ref: именно он гарантирует, что мы не можем копировать объект класса Array_ref в старый, допускающий изменения объект класса Array_ref.

Мы предупредили вас о том, что зашли на территорию экспертов и столкнулись с головоломкой. Однако эту версию класса Array_ref легко использовать (единственная сложность таится в его определении и реализации).

void f(Shape* q, vector& s0)

{

  Polygon* s1[10];

  Shape* s2[20];

  // инициализация

  Shape* p1 = new Rectangle(Point(0,0),10);

  better2(make_ref(s0));    // OK: преобразование

                            // в Array_ref

  better2(make_ref(s1));    // OK: преобразование

                            // в Array_ref

  better2(make_ref(s2));    // OK (преобразование не требуется)

  better2(make_ref(p1,1));  // ошибка

  better2(make_ref(q,max)); // ошибка

}

Попытки использовать указатели приводят к ошибкам, потому что они имеют тип Shape*, а функция better2 ожидает аргумент типа Array_ref; иначе говоря, функция better2 ожидает нечто, содержащее указатель, а не сам указатель. Если хотите передать функции better2 указатель, то должны поместить его в контейнер (например, во встроенный массив или вектор) и только потом передать его функции. Для отдельного указателя мы можем использовать неуклюжее выражение make_ref(&p1,1). Однако это решение не подходит для массивов (содержащих более одного элемента), поскольку не предусматривает создание контейнера указателей на объекты.

  В заключение отметим, что мы можем создавать простые, безопасные, удобные и эффективные интерфейсы, компенсируя недостатки массивов. Это была основная цель данного раздела. Цитата Дэвида Уилера (David Wheeler): “Каждая проблема решается с помощью новой абстракции” считается первым законом компьютерных наук. Именно так мы решили проблему интерфейса.

25.5. Биты, байты и слова

Выше мы уже упоминали о понятиях, связанных с устройством компьютерной памяти, таких как биты, байты и слова, но в принципе они не относятся к основным концепциям программирования. Вместо этого программисты думают об объектах конкретных типов, таких как double, string, Matrix и Simple_window. В этом разделе мы заглянем на уровень программирования, на котором должны лучше разбираться в реальном устройстве памяти компьютера.

Если вы плохо помните двоичное и шестнадцатеричное представления целых чисел, то обратитесь к разделу A.2.1.1.

25.5.1. Операции с битами и байтами

  Байт — это последовательность, состоящая из восьми битов.

Биты в байте нумеруются справа (от самого младшего бита) налево (к самому старшему). Теперь представим слово как последовательность, состоящую из четырех битов.

Нумерация битов в слове также ведется справа налево, т.е. от младшего бита к старшему. Этот рисунок слишком идеализирует реальное положение дел: существуют компьютеры, в которых байт состоит из девяти бит (правда, за последние десять лет мы не видели ни одного такого компьютера), а машины, в которых слово состоит из двух бит, совсем не редкость. Однако будем считать, что в вашем компьютере байт состоит из восьми бит, а слово — из четырех.

Для того чтобы ваша программа была переносимой, используйте заголовок (см. раздел 24.2.1), чтобы гарантировать правильность ваших предположений о размерах.

Как представить набор битов в языке C++? Ответ зависит от того, сколько бит вам требуется и какие операции вы хотите выполнять удобно и эффективно. В качестве наборов битов можно использовать целочисленные типы.

• bool — один бит, правда, занимающий ячейку длиной 8 битов.

• char — восемь битов.

• short — 16 битов.

• int — обычно 32 бита, но во встроенных системах могут быть 16-битовые целые числа.

• long int — 32 или 64 бита.