C++. Сборник рецептов

  return *this;
 }
 self& operator%=(value_type x) {
  for (int i=0; i<N; ++i) m[i] %= x;
  return *this;
 }
 self operator-() {
  self x;
  for (int i=n; i<N; ++i) x.m[i] = -m[i];
  return x;
 }
 // дружественные операторы
 friend self operator+(self x, const self& y) { return x += у; }
 friend self operator-(self x, const self& y) { return x -= y; }
 friend self operator+(self x, value_type y) { return x += y; }
 friend self operator-(self x, value_type y) { return x -= y; }
 friend self operator*(self x, value_type y) { return x *= y; }
 friend self operator/(self x, value_type y) { return x /= y; }
 friend self operator%(self x, value type y) { return x %= y; }
};

Пример 11.18 показывает, как можно применять шаблон класса kvector.

Пример 11.18. Применение вектора kvector

#include 'kvector.hpp'
#include <algorithm>
#include <numeric>
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
 kvector<int, 4> v = { 1, 2, 3, 4 };
 cout << 'sum = ' << accumulate(v.begin(), v.end(), 0) << endl;
 v *= 3;
 cout << 'sum = ' << accumulated.begin(), v.end(), 0) << endl;
 v += 1;
 cout << 'sum = ' << accumulate(v.begin(), v.end(), 0) << endl;
}

Программа примера 11.18 выдаст следующий результат.

sum = 10
sum = 30
sum = 34

Обсуждение

Представленный в примере 11.17 шаблон kvector является гибридом valarray и шаблона массива, предложенного в TR1. Как и valarray, вектор kvector представляет собой последовательность значений заданного числового типа, однако подобно массиву TR1::array его размер известен на этапе компиляции.

Характерной особенностью шаблона kvector является то, что для его инициализации может использоваться синтаксис, применяемый для массивов, и то, что он имеет функции-члены begin и end. Фактически kvector можно рассматривать как псевдоконтейнер, т.е. он удовлетворяет некоторым, но не всем требованиям концепции стандартного контейнера. Следствие этого — более легкое применение kvector в стандартных алгоритмах по сравнению с valarray.

Другое преимущество шаблонного класса kvector состоит в том, что он поддерживает синтаксис, используемый при инициализации массивов.

int x;
kvector<int, 3> k = { x = 1, x+2, 5}

Этот синтаксис возможен только потому, что kvector является агрегатом. Агрегат (aggregate) — это массив или класс, который не имеет объявленных пользователем конструкторов, закрытых или защищенных данных-членов, базового класса и виртуальных функций. Следует отметить, что все же можно при объявлении kvector его заполнить значениями по умолчанию.

kvector<int, 3> k = {};

В результате этот вектор будет заполнен нулями.

Как вы видите, при его реализации мной был найден компромисс между полным удовлетворением требований, предъявляемых к стандартным контейнерам, и возможностью использования синтаксиса, применяемого при инициализации массивов. Аналогичный компромисс был найден при проектировании шаблона array, удовлетворяющего требованиям TR1.

Возможно, самое большое преимущество kvector над реализациями динамического вектора проявляется в его высокой производительности. По двум причинам шаблон kvector значительно эффективнее, чем большинство реализаций динамических векторов: компиляторы очень хорошо справляются с оптимизацией циклов фиксированною размера, и здесь нет динамического распределения памяти. Различия в производительности особенно проявляются при работе с небольшими матрицами (например, 2×2 или 3×3), которые часто встречаются во многих приложениях.

Что означает имя «self», введенное оператором typedef?

Введенное с помощью typedef имя self я использую в примере 11.17 и в последующих примерах; оно представляет собой удобное краткое имя, которое я использую для ссылки на тип текущего класса. Программу значительно легче писать и воспринимать при использовании self вместо имени класса.

11.10. Вычисление скалярного произведения

Проблема

Имеется два контейнера, содержащих числа, причем они имеют одинаковую длину, и требуется вычислить их скалярное произведение.

Решение

Пример 11.19 показывает, как можно вычислить скалярное произведение, используя функцию inner_product из заголовочного файла <numeric>.

Пример 11.19. Расчет скалярного произведения

#include <numeric>
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;