Программирование

• Выделение памяти, достаточной для хранения объекта типа T без инициализации.

• Создание объекта типа T в неинициализированной памяти.

• Уничтожение объекта типа T и возвращение памяти в неинициализированное состояние.

• Освобождение неинициализированной памяти, достаточной для хранения объекта типа T без инициализации.

Не удивительно, что класс allocator — то, что нужно для реализации функции vector::reserve(). Начнем с того, что включим в класс vector параметр класса allocator.

template > class vector {

  A alloc;  // используем объект класса allocator для работы

            // с памятью, выделяемой для элементов

  // ...

};

Кроме распределителя памяти, используемого вместо оператора new, остальная часть описания класса vector не отличается от прежнего. Как пользователи класса vector, мы можем игнорировать распределители памяти, пока сами не захотим, чтобы класс vector управлял памятью, выделенной для его элементов, нестандартным образом. Как разработчики класса vector и как студенты, пытающиеся понять фундаментальные проблемы и освоить основные технологии программирования, мы должны понимать, как вектор работает с неинициализированной памятью, и предоставить пользователям правильно сконструированные объекты. Единственный код, который следует изменить, — это функции-члены класса vector, непосредственно работающие с памятью, например функция vector::reserve().

template

void vector::reserve(int newalloc)

{

  if (newalloc<=space) return;     // размер не уменьшается

  T* p = alloc.allocate(newalloc); // выделяем новую память

  for (int i=0; i

                                   // копируем

  for (int i=0; i

  alloc.deallocate(elem,space);    // освобождаем старую память

  elem = p;

  space = newalloc;

}

Мы перемещаем элемент в новый участок памяти, создавая копию в неинициализированной памяти, а затем уничтожая оригинал. Здесь нельзя использовать присваивание, потому что для таких типов, как string, присваивание подразумевает, что целевая область памяти уже проинициализирована.

Имея функции reserve(), vector::push_back(), можно без труда написать следующий код.

template

void vector::push_back(const T& val)

{

  if (space==0) reserve(8);        // начинаем с памяти для 8 элементов

  else if (sz==space) reserve(2*space); // выделяем больше памяти

  alloc.construct(&elem[sz],val);  // добавляем в конец

                                   // значение val

  ++sz;                            // увеличиваем размер

}

Аналогично можно написать функцию vector::resize().

template

void vector::resize(int newsize, T val = T())

{

  reserve(newsize);

  for (int i=sz; i

  // создаем

  for (int i = newsize; i

  // уничтожаем

  sz = newsize;

}

Обратите внимание на то, что, поскольку некоторые типы не имеют конструкторов по умолчанию, мы снова предоставили возможность задавать начальное значение для новых элементов.

Другое новшество — деструктор избыточных элементов при уменьшении вектора. Представьте себе деструктор, превращающий объект определенного типа в простой набор ячеек памяти.

  “Непринужденное обращение с распределителями памяти” — это довольно сложное и хитроумное искусство. Не старайтесь злоупотреблять им, пока не почувствуете, что стали экспертом.

19.4. Проверка диапазона и исключения

 Мы проанализировали текущее состояние нашего класса vector и обнаружили (с ужасом?), что в нем не предусмотрена проверка выхода за пределы допустимого диапазона. Реализация оператора operator[] не вызывает затруднений.

template T& vector::operator[](int n)

{

  return elem[n];

}

Рассмотрим следующий пример:

vector v(100);

v[–200] = v[200]; // Ой!

int i;

cin>>i;

v[i] = 999;  // повреждение произвольной ячейки памяти

Этот код компилируется и выполняется, обращаясь к памяти, не принадлежащей нашему объекту класса vector. Это может создать большие неприятности! В реальной программе такой код неприемлем. Попробуем улучшить наш класс vector, чтобы решить эту проблему. Простейший способ — добавить в класс операцию проверки доступа с именем at().