В книге изложена новая технология программирования, представляющая собой сплав обобщенного программирования, шаблонного метапрограммирования и объектно-ориентированного программирования на C++. Обобщенные компоненты, созданные автором, высоко подняли уровень абстракции, наделив язык C++ чертами языка спецификации проектирования, сохранив всю его мощь и выразительность. В книге изложены способы реализации основных шаблонов проектирования. Разработанные компоненты воплощены в библиотеке Loki, которую можно загрузить с Web-страницы автора. Книга предназначена для опытных программистов на C++. ОГЛАВЛЕНИЕ Часть I. Методы 23 Глава 1. Разработка классов на основе стратегий 25 Глава 2. Приемы программирования 45 Глава 3. Списки типов 71 Глава 4. Размещение в памяти небольших объектов 99 Часть П. Компоненты 119 Глава 5. Обобщенные функторы 121 Глава 6. Реализация шаблона Singleton 151 Глава 7. Интеллектуальные указатели 179 Глава 8. Фабрики объектов 217 Глава 9. Шаблон Abstract Factory 239 Глава 10. Шаблон Visitor 255 Глава 11. Мультиметоды 281 Приложение. Многопоточная библиотека в стиле минимализма 319 Библиография 329 Предметный указатель 331 Предисловие Скотта Мейерса 11 Предисловие Джона Влиссидеса 15 Предисловие 17 Аудитория 18 Библиотека Loki 19 Структура книги 20 Благодарности 21 Часть I. Методы 23 Глава 1. Разработка классов на основе стратегий 25 1.1. Разнообразие методов разработки программного обеспечения 25 1.2. Недостатки универсального интерфейса 26 1.3. Опасно ли множественное наследование? 28 1.4. Преимущества шаблонов 29 1.5. Стратегии и классы стратегий 30 1.5.1. Реализация классов стратегий с помощью шаблонных параметров 32 1.5.2. Реализация классов стратегий с помощью шаблонных функций-членов 34 1.6. Расширенные стратегии 34 1.7. Деструкторы классов стратегий 35 1.8. Факультативные возможности, предоставляемые неполной конкретизацией 36 1.9. Комбинирование классов стратегий 37 1.10. Настройка структур с помощью классов стратегий 39 1.11. Совместимые и несовместимые стратегии 39 1.12. Разложение классов на стратегии 41 1.13. Резюме 43 Глава 2. Приемы программирования 45 2.1. Статическая проверка диагностических утверждений 46 2.2. Частичная специализация шаблонов 48 2.3. Локальные классы 50 2.4. Отображение целочисленных констант в типы 51 2.5. Отображение одного типа в другой 53 2.6. Выбор типа 54 2.7. Распознавание конвертируемости и наследования на этапе компиляции 56 2.8. Оболочка вокруг класса type_info 59 2.9. Классы NullType и EmptyType 61 2.10. Характеристики типов 61 2.10.1. Реализация характеристик указателей 62 2.10.2. Распознавание основных типов 63 2.10.3. Оптимальные типы параметров 64 2.10.4. Удаление квалификаторов 65 2.10.5. Применение класса TypeTraits 66 2.10.6. Заключение 67 2.11. Резюме 68 Глава 3. Списки типов 71 3.1. Зачем нужны списки типов 71 3.2. Определение списков типов 73 3.3. Линеаризация создания списков типов 74 3.4. Вычисление длины списка 75 3.5. Интермеццо 76 3.6. Индексированный доступ 77 3.7. Поиск элемента 78 3.8. Добавление элемента 79 3.9. Удаление элемента 80 3.10. Удаление дубликатов 81 3.11. Замена элемента 82 3.12. Частично упорядоченные списки типов 83 3.13. Генерация класса на основе списка типов 86 3.13.1. Генерация распределенных иерархий 86 3.13.2. Генерация кортежей 91 3.13.3. Генерация линейных иерархий 92 3.14. Резюме 95 3.15. Краткое описание класса Typelist 96 Глава 4. Размещение в памяти небольших объектов 99 4.1. Стандартный механизм распределения динамической памяти 100 4.2. Как работает стандартный механизм распределения динамической памяти 100 4.3. Распределитель памяти для небольших объектов 102 4.4. Класс Chunk 103 4.5. Класс FixedAllocator 106 4.6. Класс SmallObjAllocator 110 4.7. Трюк 112 4.8. Просто, сложно и снова просто 114 4.9. Применение 115 4.10. Резюме 116 4.11. Краткое описание механизма распределения памяти для небольших объектов 117 Часть II. Компоненты 119 Глава 5. Обобщенные функторы 121 5.1. Шаблон Command 122 5.2. Шаблон Command в реальном мире 124 5.3. Вызываемые сущности в языке C++ 125 5.4. Скелет шаблонного класса Functor 126 5.5. Реализация оператора пересылки Functor::operator() 131 5.6. Работа с функторами 132 5.7. Один пишем, два в уме 134 5.8. Преобразование типов аргументов и возвращаемого значения 136 5.9. Указатели на функции-члены 137 5.10. Связывание 141 5.11. Сцепление 143 5.12. Первая практическая проблема: стоимость функций пересылки 144 5.13. Вторая практическая проблема: распределение динамической памяти 146 5.14. Реализация операций Undo и Redo с помощью класса Functor 147 5.15. Резюме 148 5.16. Краткое описание класса Funcior 148 5.17. Глава 6. Реализация шаблона Singleton 151 6.1. Статические данные + статические функции != синглтон 152 6.2. Основные идиомы языка C++ для поддержки синглтонов 153 6.3. Обеспечение уникальности синглтонов 154 6.4. Разрушение объектов класса Singletoji 155 6.5. Проблема висячей ссылки 157 6.6. Проблема адресации висячей ссылки (I): феникс 159 6.6.1. Проблемы, связанные с функцией atexit 161 6.7. Проблема висячей ссылки (II): сингдтон с заданной продолжительностью жизни 162 6.8. Реализация синглтонов, имеющих заданную продолжительность жизни 164 6.9. Продолжительность жизни объектов в многопоточной среде 167 6.9.1. Шаблон блокировки с двойной проверкой 168 6.10. Сборка 170 6.10.1. Разложение класса SingletonHolder на стратегии 171 6.10.2. Требования, предъявляемые к стратегиям класса SingletonHolder 171 6.10.3. Сборка класса SingletonHolder 172 6.10.4. Реализации стратегий 174 6.11. Работа с классом SingletonHoder 175 6.12. Резюме 176 6.13. Краткое описание шаблонного класса SingletonHolder 177 Глава 7. Интеллектуальные указатели 179 7.1. Сто первое описание интеллектуальных указателей 179 7.2. Особенности интеллектуальных указателей 180 7.3. Хранение интеллектуальных указателей 182 7.4. Функции-члены интеллектуальных Указателей 183 7.5. Стратегии владения 185 7.5.1. Глубокое копирование 185 7.5.2. Копирование при записи 186 7.5.3. Подсчет ссылок 187 7.5.4. Связывание ссылок 189 7.5.5. Разрушающее копирование 190 7.6. Оператор взятия адреса 192 7.7. Неявное приведение к типам обычных указателей 193 7.8. Равенство и неравенство 195 7.9. Отношения порядка 200 7.10. Обнаружение и регистрация ошибок 202 7.10.1. Проверка во время инициализации 202 7.10.2. Проверка перед разыменованием 203 7.10.3. Сообщения об ошибках 203 7.11. Интеллектуальные указатели на константные объекты и константные интеллектуальные указатели 204 7.12. Массивы 205 7.13. Интеллектуальные указатели и многопоточность 205 7.13.1. Многопоточность на уровне объектов 205 7.13.2. Многопоточность на уровне регистрации данных 207 7.14. Сборка 209 7.14.1. Многопоточность на уровне объектов 210 7.14.2. Стратегия Ownership 212 7.14.3. Стратегия Conversion 214 7.14.4. Стратегия Checking 214 7.15. Резюме 215 7.16. Краткий обзор класса SmartPtr 216 7.17. Глава 8. Фабрики объектов 217 8.1. Для чего нужны фабрики объектов 218 8.2. Фабрики объектов в языке C++: классы и объекты 220 8.3. Реализация фабрики объектов 221 8.4. Идентификаторы типов 225 8.5. Обобщение 227 8.6. Мелкие детали 230 8.7. Фабрика клонирования 231 8.8. Использование фабрики объектов з сочетании с другими обобщенными компонентами 234 8.9. Резюме 235 8.10. Краткий обзор шаблонного класса Factory 235 8.11. Краткий обзор шаблонного класса Clone Factory 236 Глава 9. Шаблон Abstract Factory 239 9.1. Архитектурная роль шаблона Abstract Factory 239 9.2. Обобщенный интерфейс шаблона Abstract Factory 242 9.3. Реализация класса Abstract Factory 245 9.4. Реализация шаблона Abstract Factory на основе прототипов 249 9.5. Резюме 252 9.6. Краткий обзор классов Abstract Factory и ConcreteFactory 253 Глава 10. Шаблон Visitor 255 10.1. Основы шаблона Visitor 255 10.2. Перегрузка и функция-ловушка 261 10.3. Уточнение реализации: шаблон Acyclic Visitor 262 10.4. Обобщенная реализация шаблона Visitor 268 10.5. Назад - к "простому" шаблону Visitor 274 10.6. Отладка вариантов 277 10.6.1. Функция-ловушка 277 10.6.2. Нестрогое инспектирование 279 10.7. Резюме 279 10.8. Краткий обзор обобщенных компонентов шаблона Visitor 280 Глава 11. Мультиметоды 281 11.1. Что такое мультиметоды? 282 11.2. Когда нужны мультиметоды 282 11.3. Двойное переключение по типу: грубый подход 284 11.4. Автоматизированный грубый подход 286 11.5. Симметричность грубого подхода 290 11.6. Логарифмический двойной диспетчер 294 11.6.1. Логарифмический диспетчер и наследование 296 11.6.2. Логарифмический диспетчер и приведение типов 297 11.7. Класс FnDispatcher и симметрия 299 11.8. Двойная диспетчеризация функторов 300 11.9. Преобразование аргументов: static_cast или dynamic_cast? 302 11.10. Мультиметоды с постоянным временем выполнения 307 11.11. Классы BasicDispatcher и BasicFastDispatcher как стратегии 310 11.12. Перспективы 311 11.13. Резюме 312 11.14. Краткий обзор двойных диспетчеров 314 Приложение. Многопоточная библиотека в стиле минимализма 319 П. 1. Критика многопоточности 320 П.2. Подход, реализованный в библиотеке Loki 321 П.З. Атомарные операции с целочисленными типами 321 П.4. Мьютексы 323 П.5. Семантика блокировки в объектно-ориентированном программировании 325 П.6. Модификатор volatile 327 П.7. Семафоры, события и другие полезные вещи 327 П.8. Резюме 327 Библиография 329 Предметный указатель 331