C++自修入門實境秀、C++ Primer 5版研讀秀 88/ ~12.3.1. Design of the Query Program~練習1...

1:00 擬作一個刪除時間軸記號的程式

12.3.1. Design of the Query Program



第88集開始 2:22 24:55

 可以用vector＜string＞來儲存整個輸入檔案的內容。先把整個檔案讀入，就不會影響原檔案；然後將讀入的檔案內容每行編號，可把每行當作vector的每個元素來儲存，那麼元素的索引值就會是「行號-1」（因為沒有0行，而索引值是由0開始的）。要印出檢索的結果行時，就可以用下標的方式提取其行內容（即元素值）

 利用istringstream（§8.3，頁321）來將每行內的字詞切割開來。

 用關聯式容器（associative container）set來儲存來源檔案內容中每個字詞所在的行號。因為用set可以確保我們儲存的值不會重複，而且行號還會依遞增的次序存入set。

 用關聯式容器map來將每個字詞與set中所儲存的該字詞所在的行號作關聯。如關聯式資料庫（資料表）的概念。這樣一來，就可以利用map來提取set的內容：不管檢索的字詞是什麼都可以得到對應的行號。

中文版這裡亂翻！錯得離譜！！

我們會用一個map來將每個字詞關聯到該字詞出現的行號集合（set of line numbers)。使用map能讓我們擷取任何給定字詞的set。20:00 32:10

其實上述利用set、map作儲存容器的設計應該就類似資料庫中做索引的概念。

我們的解決方案還會用到shared_ptr，原因稍後我們會說明。

Data Structures 資料結構

有了需求取向的設計概念後，就是對資料結構的設計實作了

2:29:11雖然我們也可以直接用vector、set、map來寫我們的程式就好，但是如果我們的解決方案（solution）能夠定義一個更為抽象化的資料結構，那將會更加實用。38:55 意思就是說，不定義類別也是可以直接在main或函式內用上vector等來實作。可是如果能設計一個抽象類別，日後的彈性更大、應用更廣。因此，我們可以從定義一個類別來著手（類別即抽象資料結構或抽象資料型別（abstract data type），詳前），以方便使用來源檔（input file）的方式來存放這個檔案。這個類別，可命名為TextQuery，它會儲存一個vector和一個map。vector會存放來源檔的內容，map則會負責將來源檔中的每個字詞和set中所存放的那個字詞（that word）所在的行號關聯起來。這個TextQuery類別會有一個建構器（constructor）用來讀取來源檔，還有一個執行檢索的運算（函式）。

這個檢索運算/操作是很簡易的，原理就是負責檢查要檢索的字詞是否在map中。設計這個檢索函式（運算，function函式，這裡的運算、操作operation和函式是等義的。）最困難的部分就在於它是要回傳什麼東西。因為一旦在map中找到檢索的字詞了，還必須知道這個字詞在來源檔中出現了幾次，還有它所在的行號、以及這些行號所在行的內容。

要將上述所需的資訊（data）一次性地回傳，最簡便的方式就是再定義一個類別；我們會將之命名為QueryResult。它則負責存放檢索的結果。它會有一個叫做print的成員函式，負責印出一個QueryResult型別物件所儲存的檢索結果是什麼。2:37:52

頁486

Sharing Data between Classes 在類別間共用資料

1:5:59

QueryResult類別是用來表示一次檢索的結果。這些檢索結果包含了set中回傳的檢索字詞的所在行號、以及其行的文字內容。而這些要用到的資料卻是儲存在一個TextQuery型別的物件中。

因為QueryResult所需的資料是儲存在TextQuery型別物件中，就必須留意要怎麼由QueryResult來存取這些存在TextQuery中的資料。當然我們可以直接把set中的行號資料拷貝（copy）出來用，但這樣執行的話，恐怕是沒有什麼甜頭可嚐的（an expensive operation）。甚至，我們絕對不會想要去拷貝（copy）vector的內容來用，因為就只為了印出（可能通常僅只是）來源檔中一部分的小資料，卻動用了整個來源檔。

因為函式回傳的方式預設為「拷貝」回傳值，故有此疑慮也，所以才有下面的解決方案：

我們可以藉由回傳迭代器（iterator）或指標的方式，來避免拷貝整個容器或物件的內容，以存到TextQuery的物件之中。然而這樣的方式恐怕還有風險（opens up a pitfall，問題浮上檯面），2:46:00這風險就是：萬一QueryResult相關的（corresponding）TextQuery物件在它結束前就被摧毀了，那麼當這個QueryResult再試圖去存取它所需要的資料，又要怎麼辦？該怎麼辦？

想要讓QueryResult與存放它想要存取的資料的TextQuery物件生命等長，這一企圖就透露出了解決我們問題的一線曙光。

This last observation about synchronizing the lifetime of a QueryResult with the TextQuery object whose results it represents suggests a solution to our design problem.

我們需要同步TextQuery物件以及代表其結果的QueryResult的生命週期，最後的這個觀察暗示了這種設計問題的一個解法。

既然TextQuery和QueryResult這兩個類別基本上得「共用」資料，那麼我們就可以在我們的資料結構中加入shared_ptr（§12.1.1頁，第450頁）來實現這樣的資料共用。因為只要shared_ptr的參考計數（reference count）不是0，它所管理物件就不會被摧毀，其生命長度，就得到延續，不會受它者影響。○在此可能也得加入weak_ptr來檢查要用的資料物件還存在否。



Given that these two classes conceptually Given that these two classes conceptually “share” data, we’ll use shared_ptrs (§ 12.1.1, p. 450) to reflect that sharing in our data structures.

Using the TextQuery Class TextQuery類別要如何運用

1:47:20 3:0:33

在設計一個類別（design a class）時，如果能在實際實作其類別中的成員之前，先寫一些用到這個類別的程式(program)來測試或表示的話，將會是很有幫助的。(這裡程式與函式是等義的)

設計一個類別時，在實際實作其成員前，先寫程式使用該類別，可能會有幫助。

所以不要急著實作類別內容，而是用程式來測試它，做中學，也比較具體，方便掌握所需的功能，具體是什麼。

這樣的話，我們就可以了解到要設計的類別，是否有我們所需的功能（operations）。比如像下面這個程式就用到了我們先前提出的TextQuery和QueryResult這兩個類別。（此時程式programs與函式function又等義了）這個函式（function）帶了一個ifstrem的參數，來接受準備處理的檔案內容。這個函式能和輸入者（user）互動，由使用者輸入的字詞來決定印出的結果會是什麼：

void runQueries(ifstream & infile）

{//引數infile是一個檔案資料流（stream ifstream）代表一個準備作為檢索對象的檔案

TextQuery tq(infile); //讀入檔案並建置（build）檢索用的map

// iterate with the user: 提示使用者輸入檢索字詞來進行檢索並印出其檢索結果

while (true)

{

cout ＜＜ "enter word to look for, or q to quit:";

string s;

//如果讀取使用者輸入的字詞失敗（hit end-of-file on the input），或者是使用者輸入了「q」，就中止

if (!(cin ＞＞ s) || s == "q")

break;

//執行檢索並印出結果

print(cout, tq.query(s)) ＜＜ endl;

}

}



2:9:50 3:10:11

這個程式由建置一個TextQuery的型別物件tq開始，它是由一個檔案資料流ifstream infile來傳入給TextQuery建構器來建構的。這個建構器會將該檔案讀入到它的資料成員（data member）vector中，並且建置一個map以儲存來源檔中的字詞及其所在的行號。

這個while迴圈會一直要求使用者輸入一個檢索字詞，以供檢索，並列印出檢索結果。因為while的條件式是一個字面值（literal，§2.1.3，頁41）「ture」，因此除非讀取失敗、或使用者按下「q」，否則迴圈永遠不會終止。離開迴圈的方式是藉由break這個述句（§5.5.1，頁190），它在if條件式成立後，就會被執行，迴圈就會結束。

頁487

只要使用者輸入的不是「q」，就會讓tq去檢索使用者輸入的字詞，並以print成員函式來列印出檢索的結果。

練習12.27

3:17:25

TextQuery和QueryResult類別將會用到的功能並不會超出我們經涵蓋談過的範圍。先別往前看在繼續閱讀前，針對這些類別，先試著依照我們談過的功能寫出你自己的版本的這些類別。



練習12.26

用allocator類別來重寫481頁上的那個將建構與配置結合的程式。10:41:00

size_t n; vector＜string＞vs;

allocator＜string＞alloc;

//string* const p = new string[n]; //建構n個空的string字串（預設初始化）



string s;

//while (cin ＞＞ s && q != p + n) //「cin＞＞s」：讀取標準輸入到s

while (cin ＞＞ s )

vs.push_back(s);

n = vs.size();

//p要在最後delete或destroy作為引數傳入，才能清除動態陣列，故p不能更動，才為const p

string* const p = alloc.allocate(n); //配置n個未初始化的string原生記憶體空間block（區塊、記憶體區塊）

// *q++ = s; //將一個新值（=s）指定給q指向的元素

//string* q = p; //q指向了p動態陣列中的第1個字串元素

string*q=uninitialized_copy(vs.cbegin(), vs.cend(), p); //可見並不需要2倍大的容量才能進行copy、fill，課文有誤導之嫌。在表12.8（頁483）也說只要是能容下來源數量的大小便可以了！

//const size_t size = q - p; //記下已經讀取了多少個動態陣列p中的字串元素

const size_t size = q - p;

if (size==n)

{

cout ＜＜ "size==n" ＜＜ endl;

}

//……

//對這個動態陣列的使用

q = p;

while (q != p + n)

cout＜＜*(q++)＜＜",";//++優先權比*高，加不加()是一樣的

cout ＜＜ endl;

//delete[] p; //因為普通常值（恆定）指標（內建型別為對string的指標）p指向的是一個動態陣列，所以對它delete必須加上[]空的方括號

alloc.destroy(p);

alloc.deallocate(p,n);//摧毀解構後別忘了釋放（解配置） 第88集 3:26:40

https://github.com/oscarsun72/prog1-C-Primer-5th-Edition-s-Exercises/blob/exercise12_26/prog1/prog1.cpp