-- Размещение массива с границами minindex и maxindex
-- (пустой, если minindex > maxindex)
do ... end
lower, upper, count: INTEGER
-- Минимальный и максимальный допустимый индекс; размер массива.
put (v: G; i: INTEGER) is
-- Присвоить v элементу массива с индексом i
do ... end
infix "@", item (i: INTEGER): G is
-- Элемент с индексом i
do ... end
end -- класса ARRAY
Для создания массива a с границами m и n, тип объявления которого ARRAY [T] с заданным типом T, нужно выполнить инструкцию создания
create a.make (m, n)
Для задания значений элементов массива используется процедура put: вызов a.put(x, i) присваивает значение x i-ому элементу. Для доступа к элементам можно использовать функцию item (синоним инфиксной операции @, поясняемой позже), например:
x := a.item (i)
Вот схема того, как этот класс может быть использован клиентом:
pa: ARRAY [POINT]; p1: POINT; i, j: INTEGER
...
create pa.make (-32, 101) -- Разместить массив с указанными границами.
pa.put (p1, i) -- Присвоить значение p1 элементу с индексом i.
...
p1 := pa.item (j) -- Присвоить сущности p1 значение элемента с индексом j.
В обычной нотации (скажем, в Pascal) нужно писать:
pa [i] := p1 вместо pa.put (p1, i)
p1 := pa [i] вместо p1 := pa.item (i)
<p>Свойства массива</p>Некоторые замечания о классе.
[x]. Подобные классы существуют для массивов большей размерности: ARRAY2 и т. д.
[x]. Компонент Count может быть реализован и как атрибут и как функция, поскольку count = upper - lower+1. В реальном классе это выражается инвариантом, как объясняется в следующей лекции.
[x]. Техника утверждений позволяет связывать точные условия согласования с put и item, отражая тот факт, что вызовы допустимы, только если индекс i лежит между lower и upper.
[x]. Идея описания массивов как объектов (и ARRAY как класс) - хороший пример мощности унификации и упрощения объектной технологии, позволяющей сократить нотацию до минимума и уменьшить количество узкоспециализированных конструкций. Здесь массив рассматривается как обычный пример контейнерной структуры с собственными методами доступа, представленными компонентами put и item.
[x]. Так как ARRAY - обычный класс, он может участвовать во всем, что в предыдущих лекциях называлось ОО-играми; в частности, другие классы могут быть его наследниками. Класс ARRAYED_LIST, описывающий реализацию абстрактного понятия - списка массивов может быть наследником классов LIST и ARRAY. Подобные конструкции будут рассматриваться далее.
Как только мы изучим механизм утверждений, этот унифицированный подход даст возможность развития нашего класса. Предусловия позволят управлять проверкой корректного задания индексов, что обычно требует узко специализированных механизмов.
<p>Размышления об эффективности</p>[x]. Может ли элегантность и простота нанести удар по эффективности выполнения? Одна из причин широкого использования массивов состоит в том, что основные операции - доступ и изменение элемента - проходят быстро. Надо ли платить за каждый вызов подпрограммы при использовании item или put? Нет. То, что ARRAY для ничего не подозревающего разработчика выглядит как нормальный класс, не запрещает компилятору опираться на скрытую информацию. Она позволяет компилятору находить вызовы item и put и переопределять их так, чтобы сгенерировать такой же код, как сделает компилятор Fortran, Pascal или C для эквивалентных инструкций (p1 := pa [i] и pa [i] := p1 в синтаксисе Pascal). Поэтому разработчик получит лучшее: универсальность, общность, упрощенность, простоту использования ОО-решения, сочетаемую с сохранением производительности традиционного решения.
