Опубликован: 17.10.2005 | Доступ: свободный | Студентов: 7737 / 266 | Оценка: 4.38 / 4.10 | Длительность: 41:15:00
ISBN: 978-5-7502-0255-3
Специальности: Программист
Лекция 4:

Подходы к повторному использованию

Факторизация Общего Поведения

Если требование Независимости Представлений отражает позицию клиента - игнорирование внутренних деталей и вариантов реализации - то последнее требование отражает позицию разработчиков повторно используемых классов. Их цель в получении преимуществ от любой общности (commonality), которая может существовать в семействе или подсемействе реализаций.

Многообразие реализаций, имеющее место в некоторых проблемных областях, требует, как уже отмечалось, решения, основанного на семействе модулей. Часто это семейство настолько велико, что естественно поискать соответствующие подсемейства. В случае табличного поиска первая попытка классификации может привести к трем обширным подсемействам:

  • Таблицы, организуемые по некоторой схеме хеширования.
  • Таблицы, организуемые как некоторая разновидность деревьев.
  • Таблицы, организуемые последовательно.

Каждая из этих категорий охватывает много вариантов, но в большинстве случаев можно найти существенную общность между этими вариантами. Рассмотрим, например, семейство последовательных реализаций - таких, в которых элементы сохраняются и отыскиваются в порядке их первоначального включения в таблицу.

Некоторые возможные реализации таблицы

Рис. 4.1. Некоторые возможные реализации таблицы

Возможными представлениями последовательной таблицы являются массив, связный список и файл. Но независимо от варианта такой реализации, клиенты должны иметь возможность для любой последовательно организованной таблицы рассматривать ее элементы один за другим, перемещая (воображаемый) курсор, указывающий позицию элемента, рассматриваемого в настоящий момент. При таком подходе можно переписать подпрограмму поиска для последовательных таблиц в виде:

has (t: SEQUENTIAL_TABLE; x: ELEMENT): BOOLEAN is
         -- Содержится ли x в последовательной таблице t?
      do
         from start until
             after or else found (x)
         loop
             forth
         end
         Result := not after
      end

Это представление основано на использовании четырех подпрограмм, которые должны иметься в любой последовательной реализации таблицы(Подробно методика работы с курсором будет рассмотрена в лекции 5 курса "Основы объектно-ориентированного проектирования""Активные структуры данных" ("Active data structures"). ):

  • start (начать) , переместить курсор к первому элементу, если он имеется.
  • forth (следующий) , переместить курсор к следующей позиции.
  • after (после) , булев запрос, переместился ли курсор за последний элемент.
  • found (x) , булев запрос, возвращающий true, когда курсор указывает на элемент, имеющий значение x.
Последовательная структура с курсором

Рис. 4.2. Последовательная структура с курсором

Несмотря на сходство с шаблоном подпрограммы, использованным в начале этого обсуждения, новый текст - это уже не шаблон, это настоящая подпрограмма, написанная в непосредственно исполняемой нотации (такая нотация используется в лекциях 7-18 этого курса). Если задать реализации для четырех операций start, forth, after и found, то можно откомпилировать и выполнить последнюю версию has.

Каждое представление последовательной таблицы требует соответствующего представления курсора. Три примера таких представлений основаны на работе с массивом, связным списком и файлом.

В первом из них используется массив из capacity элементов, и таблица занимает позиции от 1 до count + 1. (Последнее значение необходимо в случае, когда курсор переместился на позицию после ( "after" ) последнего элемента.)

Представление последовательной таблицы с курсором на основе массива

Рис. 4.3. Представление последовательной таблицы с курсором на основе массива

Во втором представлении используется связный список, в котором доступ к первому элементу обеспечивается по ссылке first_cell и каждый элемент связан со следующим по ссылке right. При этом курсор можно представить ссылкой cursor.

Представление последовательной таблицы с курсором на основе связного списка

Рис. 4.4. Представление последовательной таблицы с курсором на основе связного списка

В третьем представлении используется последовательный файл, в котором курсор представляет просто текущую позицию чтения.

Представление последовательной таблицы с курсором на основе последовательного файла

Рис. 4.5. Представление последовательной таблицы с курсором на основе последовательного файла

Реализация операций start, forth, after и found будет разной для каждого из вариантов. В следующей таблице3В этой таблице индекс сокращенно обозначен как i, а курсор - как c. показана реализация для каждого случая. Здесь t @ i означает i -й элемент массива t, который записывается как t [i] в языках Pascal или C; Void означает "пустую" ссылку; обозначение f - языка Pascal, для файла f, означает элемент в текущей позиции чтения из файла.

Таблица 4.1. Классы и методы
start forth after found (x)
Массив i :=1 i :=i + 1 i >count t @ i =x
Связный список c := first_cell c :=c. right c =Void c. item =x
Файл rewind read end_of_file f -=x

Повторное использование позволяет избежать ненужного дублирования, используя общность вариантов. Если в разных модулях появляются одинаковые или почти одинаковые фрагменты, то трудно обеспечить их целостность и гарантировать, что изменения или поправки достигли всех требуемых мест системы. Вновь могут возникнуть проблемы с управлением конфигурацией системы.

Все варианты последовательной таблицы совместно используют функцию has, и отличаются только реализацией операций. Хорошее решение проблемы повторного использования требует, чтобы в такой ситуации текст has находился бы лишь в одном месте, связанном с общим понятием последовательной таблицы. Для описания каждого нового варианта не нужно больше беспокоиться о подпрограмме has ; требуется лишь подготовить подходящие версии start, forth, after и found.

Александр Шалухо
Александр Шалухо
Анатолий Садков
Анатолий Садков

При заказе pdf документа с сертификатом будет отправлен только сертификат или что-то ещё?

Сергей Громов
Сергей Громов
Россия, Москва