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基于stl序列容器實(shí)現(xiàn)的通用集合類(lèi)

在面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)時(shí)，對(duì)實(shí)際問(wèn)題分析進(jìn)而抽象出一種類(lèi)型，往往會(huì)考慮到2個(gè)方面：1）類(lèi)型的內(nèi)部成員和方法的定義描述 2）類(lèi)型的多實(shí)例存取操作。其中第1點(diǎn)是類(lèi)型本身數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，第2點(diǎn)是類(lèi)型容器數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇設(shè)計(jì)。在stl中，容器有序列式和關(guān)聯(lián)式兩種，前者代表有vector，list，deque等；后者代表有set，multiset，map，multimap等，對(duì)于一個(gè)類(lèi)型的第2點(diǎn)，我們會(huì)考慮甚至是反復(fù)權(quán)衡選擇序列容器還是關(guān)聯(lián)容器？在確定選擇了一種之后，比如序列式容器，又會(huì)進(jìn)一步的思考是選擇vetor、list、還是deque？實(shí)質(zhì)上對(duì)它們的選擇主要取決于應(yīng)用的需要，比如要求快速訪問(wèn)就選擇vetor，要求快速插入刪除就選擇list，符合隊(duì)列模型就選擇deque。如果對(duì)性能要求較高，就得選擇關(guān)聯(lián)式容器，這樣訪問(wèn)、插入、刪除元素都能得到較好的性能。如果操作太頻繁，這時(shí)set，map還不行，要選擇hash_set，hash_map等。
本文僅探討序列式容器的選擇應(yīng)用，對(duì)一個(gè)類(lèi)型而言，既選擇了序列式容器，就意味在vector，list，deque間選擇（這里要說(shuō)明的是，stack和queue雖然也是序列式容器，但從真正嚴(yán)格意義上講，它們只是一種適配器）那么有沒(méi)有辦法作一個(gè)通用的包裝類(lèi)提供給開(kāi)發(fā)者，讓開(kāi)發(fā)者自己根據(jù)應(yīng)用決定選擇具體的容器類(lèi)型呢？同時(shí)這個(gè)包裝又不影響原容器的接口使用。關(guān)于包裝類(lèi)的實(shí)現(xiàn)，代碼描述如下

#ifndef _STL_COLLECTION_H
2

#define _STL_COLLECTION_H
3

#include <memory>
5

#include <vector>
6

/**
8

@class STLCollection
9

@brief 基于STL序列容器實(shí)現(xiàn)的通用集合類(lèi)
10

* 提供以索引作為外參的以下公共通用接口
12

* add --- 向前或向后增加單個(gè)元素
13

* insert --- 插入單個(gè)元素
14

* erase --- 刪除單個(gè)或多個(gè)元素
15

* set --- 修改某個(gè)元素
16

* get --- 獲取某個(gè)元素
17

* front --- 獲取第一個(gè)元素
18

* back --- 獲取最后一個(gè)元素
19

*/
20

template<typename T,template<class T,class U > class C = std::vector,template <class T> class U = std::allocator>
21

class STLCollection : public C<T,U<T> >
22

{
23

typedef U<T> Allocator;
24

typedef C<T,Allocator> base;
25

public:
27

//為使用方便,重新定義實(shí)現(xiàn)構(gòu)造函數(shù)及拷貝構(gòu)造函數(shù),但賦值拷貝可以不用重新定義實(shí)現(xiàn)
28

STLCollection()
29

{
30

}
31

explicit STLCollection(const Allocator& al)
32

:base(al)
33

{
34

}
35

explicit STLCollection(size_t n)
36

:base(n)
37

{
38

}
39

STLCollection(size_t n,const T& t)
40

:base(n,t)
41

{
42

}
43

STLCollection(size_t n,const T& t,const Allocator& al)
44

:base(n,t,al)
45

{
46

}
47

STLCollection(const STLCollection& right)
48

:base(right)
49

{
50

}
51

template<class InputIterator>
53

STLCollection(InputIterator first,InputIterator last)
54

:base(first,last)
55

{
56

}
57

template<class InputIterator>
59

STLCollection(InputIterator first,InputIterator last,const Allocator& al)
60

:base(first,last,al)
61

{
62

}
63

public:
65

//使基類(lèi)的同名函數(shù)erase,insert,front,back可見(jiàn)
66

using base::erase;
67

using base::insert;
68

using base::front;
69

using base::back;
70

void add(const T& t,bool append = true)
72

{
73

if (append)
74

base::insert(base::end(),t);
75

else
76

base::insert(base::begin(),t);
77

}
78

void insert(size_t index,const T& t)
79

{
80

insert_impl(index,t,typename std::iterator_traits<typename base::iterator>::iterator_category());
81

}
82

void erase(size_t index)
83

{
84

erase_impl(index,typename std::iterator_traits<typename base::iterator>::iterator_category());
85

}
86

void erase(size_t beg,size_t end)
87

{
88

erase_impl(beg,end,typename std::iterator_traits<typename base::iterator>::iterator_category());
89

}
90

void set(size_t index,const T& t)
91

{
92

T* p = get(index);
93

if (p) *p = t;
94

}
95

T* get(size_t index)
96

{
97

return get_impl(index,typename std::iterator_traits<typename base::iterator>::iterator_category());
98

}
99

const T* get(size_t index) const
100

{
101

return get_impl(index,typename std::iterator_traits<typename base::iterator>::iterator_category());
102

}
103

T* front()
104

{
105

if (base::empty()) return NULL;
106

return &base::front();
107

}
108

const T* front() const
109

{
110

if (base::empty()) return NULL;
111

return &base::front();
112

}
113

T* back()
114

{
115

if (base::empty()) return NULL;
116

return &base::back();
117

}
118

const T* back() const
119

{
120

if (base::empty()) return NULL;
121

return &base::back();
122

}
123

bool is_empty() const
124

{
125

return base::empty();
126

}
127

128

private:
129

/*************************************************************************************
130

下面函數(shù)僅作內(nèi)部實(shí)現(xiàn),需要注意以下幾點(diǎn)
131

(1) 不讓其子類(lèi)和外部可見(jiàn),故使用private訪問(wèn)控制
132

(2) 考慮到子類(lèi)可能會(huì)使用using指令來(lái)引用,如果為重載形式,子類(lèi)using引用同名函數(shù)
133

會(huì)因?yàn)閜rivate出錯(cuò)而不能引用public同名函數(shù),故特命名為xxx_impl而非重載形式
134

*************************************************************************************/
135

void insert_impl(size_t index,const T& t,std::random_access_iterator_tag tag)
136

{
137

if (index < base::size())
138

{
139

base::insert(base::begin()+index,t);
140

}
141

}
142

void insert_impl(size_t index,const T& t,std::input_iterator_tag tag)
143

{
144

if (index < base::size())
145

{
146

typename base::iterator it = base::begin();
147

while(index--) ++it;
148

base::insert(it,t);
149

}
150

}
151

void erase_impl(size_t index,std::random_access_iterator_tag tag)
152

{
153

if (index < base::size())
154

{
155

base::erase(base::begin()+index);
156

}
157

}
158

void erase_impl(size_t index,std::input_iterator_tag tag)
159

{
160

if (index < base::size())
161

{
162

typename base::iterator it = base::begin();
163

while(index--) ++it;
164

base::erase(it);
165

}
166

}
167

void erase_impl(size_t beg,size_t end,std::random_access_iterator_tag tag)
168

{
169

end = std::min(end,base::size());
170

if (beg < end)
171

{
172

base::erase(base::begin()+beg,base::begin()+end);
173

}
174

}
175

void erase_impl(size_t beg,size_t end,std::input_iterator_tag tag)
176

{
177

end = std::min(end,base::size());
178

if (beg < end)
179

{
180

typename base::iterator it = base::begin();
181

while(beg++ < end) it = base::erase(it);
182

}
183

}
184

T* get_impl(size_t index,std::random_access_iterator_tag tag)
185

{
186

if (index>=base::size())
187

return NULL;
188

return &(*(base::begin()+index));
189

}
190

const T* get_impl(size_t index,std::random_access_iterator_tag tag) const
191

{
192

if (index>=base::size())
193

return NULL;
194

return &(*(base::begin()+index));
195

}
196

T* get_impl(size_t index,std::input_iterator_tag tag)
197

{
198

if (index>=base::size())
199

return NULL;
200

typename base::iterator it = base::begin();
201

while (index--) ++it;
202

return &(*it);
203

}
204

const T* get_impl(size_t index,std::input_iterator_tag tag) const
205

{
206

if (index>=base::size())
207

return NULL;
208

typename base::const_iterator it = base::begin();
209

while(index--) ++it;
210

return &(*it);
211

}
212

};
213

214

#endif

這樣一來(lái)，由于STLCollection類(lèi)提供了通用的操作接口，在應(yīng)用時(shí)如果想切換改變?yōu)榱硪环N容器，只需改變第2個(gè)模板參數(shù)即可，其它部分代碼都不用改變，大大方便了程序的維護(hù)擴(kuò)展，還可以繼承STLCollection類(lèi)，實(shí)現(xiàn)自己特殊的集合類(lèi)，比如元素類(lèi)型是_variant_t類(lèi)型，代碼描述如下

  1#ifndef _VARIANT_COLLECTION_H
  2#define _VARIANT_COLLECTION_H
  3
  4#include <comutil.h>
  5#pragma comment(lib,"comsuppw.lib")
  6
  7class variant_collection : public STLCollection<_variant_t>
  8{
  9    typedef STLCollection<_variant_t> base;
10
11public:
12    using base::add;
13    using base::insert;
14    using base::set;
15
16    void add(signed char val)
17    {
18        add<signed char>(val);
19    }
20    void add(unsigned char val)
21    {
22        add<unsigned char>(val);
23    }
24    void add(short val)
25    {
26        add<short>(val);
27    }
28    void add(unsigned short val)
29    {
30        add<unsigned short>(val);
31    }
32    void add(int val)
33    {
34        add<int>(val);
35    }
36    void add(unsigned int val)
37    {
38        add<unsigned int>(val);
39    }
40    void add(float val)
41    {
42        add<float>(val);
43    }
44    void add(double val)
45    {
46        add<double>(val);
47    }
48    void add(const char* val)
49    {
50        add<const char*>(val);
51    }
52
53    void insert(size_t index,signed char val)
54    {
55        insert<signed char>(index,val);
56    }
57    void insert(size_t index,unsigned char val)
58    {
59        insert<unsigned char>(index,val);
60    }
61    void insert(size_t index,short val)
62    {
63        insert<short>(index,val);
64    }
65    void insert(size_t index,unsigned short val)
66    {
67        insert<unsigned short>(index,val);
68    }
69    void insert(size_t index,int val)
70    {
71        insert<int>(index,val);
72    }
73    void insert(size_t index,unsigned int val)
74    {
75        insert<unsigned int>(index,val);
76    }
77    void insert(size_t index,float val)
78    {
79        insert<float>(index,val);
80    }
81    void insert(size_t index,double val)
82    {
83        insert<double>(index,val);
84    }
85    void insert(size_t index,const char* val)
86    {
87        insert<const char*>(index,val);
88    }
89
90    void set(size_t index,signed char val)
91    {
92        set<signed char>(index,val);
93    }
94    void set(size_t index,unsigned char val)
95    {
96        set<unsigned char>(index,val);
97    }
98    void set(size_t index,short val)
99    {
100        set<short>(index,val);
101    }
102    void set(size_t index,unsigned short val)
103    {
104        set<unsigned short>(index,val);
105    }
106    void set(size_t index,int val)
107    {
108        set<int>(index,val);
109    }
110    void set(size_t index,unsigned int val)
111    {
112        set<unsigned int>(index,val);
113    }
114    void set(size_t index,float val)
115    {
116        set<float>(index,val);
117    }
118    void set(size_t index,double val)
119    {
120        set<double>(index,val);
121    }
122    void set(size_t index,const char* val)
123    {
124        set<const char*>(index,val);
125    }
126
127protected:
128    template<typename T>
129    void add(T val)
130    {
131        _variant_t var(val);
132        base::add(var);
133    }
134    template<typename T>
135    void insert(size_t index,T val)
136    {
137        _variant_t var(val);
138        base::insert(index,var);
139    }
140    template<typename T>
141    void set(size_t index,T val)
142    {
143        _variant_t* p_var = base::get(index);
144        if (p_var) *p_var = val;
145    }
146};
147
148#endif

posted on 2011-07-16 12:23 春秋十二月閱讀(1892) 評(píng)論(0) 編輯收藏引用所屬分類(lèi): Opensrc

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