Класс стек

Класс стек

Поставляемый с утверждениями класс STACK был оставлен пока в схематичной форме (STACK1). Теперь на суд предстанет полная версия, включающая реализацию.

Для написания эффективного класса необходимо задать реализацию. В качестве таковой выберем реализацию стека на базе массива, уже обсуждавшаяся при рассмотрении АТД в шестой лекции.

Рис. 11.2.  Реализация стека на базе массива

Массив, названный representation, имеет границы 1 и capacity: реализация использует также целочисленный атрибут count, отмечающий вершину стека. Заметьте, после того, как мы откроем для себя наследование, появится возможность писать классы с отложенной реализацией, что позволит покрывать несколько возможных реализаций, а не одну конкретную. Даже для класса c фиксированной реализацией, например, как здесь на базе массива, мы будем иметь возможность строить его как потомка родительского класса Array. В данный момент никакие методы наследования применяться не будут.

Вот он класс. Остается напомнить, что для массива a операция, присваивающая значение x его i-му элементу, записывается так: a.put(x,i). Получить i-й элемент можно так: a.item(i) или a @ i. Если, как здесь, границы заданы, то i во всех случаях лежит между этими границами: 1<= i <= capacity.

indexing

description: "Стеки: Структуры с политикой доступа Last-In, First-Out %

% Последний пришел - Первый ушел, и с фиксированной емкостью"

class STACK2 [G] creation

make

feature - Initialization (Инициализация)

make (n: INTEGER) is

-- Создать стек, содержащий максимум n элементов

require

positive_capacity: n >= 0

do

capacity := n

create representationlmake (1, capacity)

ensure

capacity_set: capacity = n

array_allocated: representation /= Void

stack_empty: empty

end

feature - Access (Доступ)

capacity: INTEGER

-- Максимальное число элементов стека

count: INTEGER

-- Число элементов стека

item: G is

-- Элемент на вершине стека

require

not_empty: not empty -- i.e. count > 0

do

Result := representation @ count

end

feature -- Status report (Отчет о статусе)

empty: BOOLEAN is

-- Пуст ли стек?

do

Result := (count = 0)

ensure

empty_definition: Result = (count = 0)

end

full: BOOLEAN is

-- Заполнен ли стек?

do

Result := (count = capacity)

ensure

full_definition: Result = (count = capacity)

end

feature -- Element change (Изменение элементов)

put (x: G) is

-- Добавить элемент x на вершину

require

not_full: not full -- т.е. count < capacity в этом представлении

do

count := count + 1

representation.put (count, x)

ensure

not_empty: not empty

added_to_top: item = x

one_more_item: count = old count + 1

in_top_array_entry: representation @ count = x

end

remove is

-- удалить элемент вершины стека

require

not_empty: not empty -- i.e. count > 0

do

count := count - 1

ensure

not_full: not full

one_fewer: count = old count - 1

end

feature {NONE} -- Implementation (Реализация)

representation: ARRAY [G]

-- Массив, используемый для хранения элементов стека

invariant

... Будет добавлен позднее ...

end

Текст класса иллюстрирует простоту работы с утверждениями. Это полный текст, за исключением предложений invariant, задающих инварианты класса, которые будут добавлены позднее в этой лекции. Давайте исследуем различные свойства класса.

Это первый законченный класс этой лекции, не слишком далеко отличающийся от того, что можно найти в профессиональных библиотеках повторно используемых ОО-компонентов, таких как Базовые библиотеки. Одно замечание о структуре класса. Поскольку класс имеет более двух-трех компонентов, возникает необходимость сгруппировать его компоненты подходящим образом. Нотация позволяет реализовать такую возможность введением множества предложений feature. Это свойство группировки компонентов, введенное в предыдущей лекции, использовалось там, как способ задания различного статуса экспорта компонентов. И здесь в последней части класса, помеченной Implementation, это свойство используется для указания защищенности компонента representation. Но преимущества группирования можно использовать и при неизменном статусе экспорта. Его цель - сделать класс простым при чтении и легче управляемым, группируя компоненты по категориям. После каждого ключевого слова feature появляется комментарий, называемый комментарий к предложению Feature (Feature Clause Comment). Он позволяет дать содержательное описание данной категории - роль компонентов, включенных в этот раздел. Категории, используемые в примере, те же, что и при описании класса STACK1 с добавлением раздела Initialization с процедурой создания (конструктором).

Стандартные категории feature и связанные с ними комментарии к предложениям Feature являются частью общих правил организации повторно используемых библиотек классов.