Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание

 // ...
 double h = –1;
 double* jack_high; // jack_high — указатель на наибольший элемент
 double* jill_high; // jill_high — указатель на наибольший элемент

 for (int i=0; i<jack_count; ++i)
  if (h<jack_data[i])
  jack_high = &jack_data [i]; // сохраняем адрес наибольшего
  // элемента

 h = –1;
 for (int i=0; i< jill_data –>size; ++i)
  if (h<(*jill_data)[i])
jill_high = &(*jill_data)[i]; // сохраняем адрес наибольшего
  // элемента
 cout << "Максимум Джилл: " << *jill_high
  << "; максимум Джека: " << *jack_high;
 // ...

Обратите внимание на уродливую конструкцию, используемую для доступа к данным Джилл: (*jill_data)[i]. Функция get_from_jill возвращает указатель на вектор, а именно vector<double>*. Для того чтобы получить данные, мы сначала должны его разыменовать, получив доступ к вектору с помощью указателя *jill_ data, а затем применить к нему операцию индексирования. Однако выражение *jill_data[i] — не совсем то, что мы хотели; оно означает *(jill_data[i]), так как оператор [] имеет более высокий приоритет, чем *, поэтому нам необходимы скобки вокруг конструкции *jill_data, т.е. выражение (*jill_data)[i].

ПОПРОБУЙТЕ

Как вы изменили бы интерфейс, чтобы избежать неуклюжих конструкций, если бы могли изменить код Джилл?

20.1.2. Обобщение кода

Нам нужен единообразный способ доступа и манипуляции данными, чтобы не переписывать программу каждый раз, когда представление данных немного изменяется. Посмотрим на коды Джека и Джилл и попробуем сделать их более абстрактными и единообразными.

Разумеется, все, что мы сделаем с данными Джека, относится и к данным Джилл. Однако между их программами есть два досадных различия: переменные jack_count и jill_data–>size, а также конструкции jack_data[i] и (*jill_data)[i]. Последнее различие можно устранить, введя ссылку.

 vector<double>& v = *jill_data;
 for (int i=0; i<v.size; ++i)
  if (h<v[i])
  {
  jill_high = &v[i];
  h = v[i];
  }

Это очень похоже на код для обработки данных Джека. Может быть, стоит написать функцию, которая выполняла бы вычисления как с данными Джилл, так и с данными Джека? Возможны разные пути (см. упр. 3), но, стремясь к более высокой степени обобщения кода (см. следующие две главы), мы выбрали решение, основанное на указателях.

 double* high(double* first, double* last)
 // возвращает указатель на наибольший элемент в диапазоне [first,last]
 {
  double h = –1;
  double* high;
  for(double* p = first; p!=last; ++p)
  if (h<*p)
  {
  high = p;
  h = *p;
  }
  return high;
 }

Теперь можно написать следующий код:

 double* jack_high = high(jack_data,jack_data+jack_count);
 vector<double>& v = *jill_data;
 double* jill_high = high(&v[0],&v[0]+v.size);

Он выглядит получше. Мы не ввели слишком много переменных и написали только один цикл (в функции high). Если мы хотим найти наибольший элемент, то можем посмотреть на значения *jack_high и *jill_high. Рассмотрим пример.

 cout << "Максимум Джилл: " << *jill_high
  << "; максимум Джека: " << *jack_high;

Обратите внимание на то, что функция high использует тот факт, что вектор хранит данные в массиве, поэтому мы можем выразить наш алгоритм поиска максимального элемента в терминах указателей, ссылающихся на элементы массива.

ПОПРОБУЙТЕ

В этой маленькой программе мы оставили две потенциально опасные ошибки. Одна из них может вызвать катастрофу, а другая приводит к неправильным ответам, если функция high будет использоваться в других программах. Универсальный прием, который описывается ниже, выявит обе эти ошибки и покажет, как их устранить. Пока просто найдите их и предложите свои способы их исправления.

Функция high решает одну конкретную задачу, поэтому она ограничена следующими условиями.

• Она работает только с массивами. Мы считаем, что элементы объекта класса vector хранятся в массиве, но наряду с этим существует множество способов хранения данных, таких как списки и ассоциативные массивы (см. разделы 20.4 и 21.6.1).

• Ее можно применять только к объектам класса vector и массивам типа double, но не к векторам и массивам с другими типами элементов, например vector<double*> и char[10].

• Она находит элемент с максимальным значением, но с этими данными можно выполнить множество других простых вычислений.

Попробуем обеспечить более высокую общность вычислений над нашими наборами данных.

Обратите внимание на то, что, решив выразить алгоритм поиска наибольшего элемента в терминах указателей, мы “случайно” уже обобщили решение задачи: при желании мы можем найти наибольший элемент массива или вектора, но, помимо этого, можем найти максимальный элемент части массива или вектора. Рассмотрим пример.

 // ...
 vector<double>& v = *jill_data;
 double* middle = &v[0]+v.size/2;
 double* high1 = high(&v[0], middle); // максимум первой
  // половины
 double* high2 = high(middle, &v[0]+v.size); // максимум второй
  // половины
 // ...

Здесь указатель high1 ссылается на максимальный элемент первой половины вектора, а указатель high2 — на максимальный элемент второй половины. Графически это можно изобразить следующим образом: