練習15.1
什麼是虛成員？
虛函數是基類希望其派生類進行覆寫的函數。
練習15.2
protected 通路說明符與 private 有何差別？
派生類的成員函數可以通路protected通路運算符的成員，而不能通路private的。
練習15.3
定義你自己的 Quote 類和 print_total 函數。
Quote_ex03.h
#ifndef QUOTE_H_
#define QUOTE_H_
#include <string>
class Quote
{
public:
Quote() = default;
Quote(const std::string &book, double sales_price) : bookNo(book), price(sales_price) {}
std::string isbn() const { return bookNo; }
virtual double net_price(std::size_t n) const { return n * price; }
virtual ~Quote() = default;
private:
std::string bookNo;
protected:
double price = 0;
};
#endif
ex03.cpp
#include "Quote_ex03.h"
#include <iostream>
#include <functional>
double print_total(std::ostream &os, const Quote &item, size_t n)
{
double ret = item.net_price(n);
os << "ISBN: " << item.isbn() << " # sold: " << n << " total due: " << ret << std::endl;
return ret;
}
int main()
{
Quote q("A1-001", 80);
print_total(std::cout, q, 2);
return 0;
}
練習15.4
下面哪條聲明語句是不正确的？請解釋原因。
class Base { ... };
(a) class Derived : public Derived { ... };
(b) class Derived : private Base { ... };
(c) class Derived : public Base;
（a）不正确，是定義，不是聲明，而且不能繼承它自己；
（b）不正确，是定義，不是聲明；
（c）不正确，聲明中包含類名，但是不包含它的派生清單。
練習15.05
定義你自己的 Bulk_quote 類。
#ifndef BULK_QUOTE_H_
#define BULK_QUOTE_H_
#include "Quote_ex03.h"
#include <string>
class Bulk_quote : public Quote
{
public:
Bulk_quote() = default;
Bulk_quote(const std::string &book, double p, std::size_t qty, double disc) : Quote(book, p), min_qty(qty), discount(disc) { }
double net_price(std::size_t) const override;
private:
std::size_t min_qty = 0;
double discount = 0.0;
};
double Bulk_quote::net_price(size_t cnt) const
{
if(cnt >= min_qty) return cnt * (1 - discount) * price;
else return cnt * price;
}
#endif
練習15.06
将 Quote 和 Bulk_quote 的對象傳給15.2.1節練習中的 print_total 函數，檢查該函數是否正确。
#include "Quote_ex03.h"
#include "Bulk_quote_ex05.h"
#include <iostream>
#include <functional>
double print_total(std::ostream &os, const Quote &item, size_t n)
{
double ret = item.net_price(n);
os << "ISBN: " << item.isbn() << " # sold: " << n << " total due: " << ret << std::endl;
return ret;
}
int main()
{
Quote q("A1-001", 80);
Bulk_quote bq("A1-001", 80, 5, 0.2);
print_total(std::cout, q, 10);
print_total(std::cout, bq, 10);
return 0;
}
練習15.07
定義一個類使其實作一種數量受限的折扣政策，具體政策是：當購買書籍的數量不超過一個給定的限量時享受折扣，如果購買量一旦超過了限量，則超出的部分将以原價銷售。
Limit_quote_ex07.h
#ifndef LIMIT_QUOTE_H_
#define LIMIT_QUOTE_H_
#include "Quote_ex03.h"
#include <string>
class Limit_quote : public Quote
{
public:
Limit_quote() = default;
Limit_quote(const std::string &book, double p, std::size_t qty, double disc) : Quote(book, p), max_qty(qty), discount(disc) { }
double net_price(std::size_t) const override;
private:
std::size_t max_qty = 0;
double discount = 0.0;
};
double Limit_quote::net_price(size_t cnt) const
{
if(cnt > max_qty) return max_qty * (1 - discount) * price + (cnt - max_qty)*price;
else return cnt * price;
}
#endif
ex07.cpp
#include "Quote_ex03.h"
#include "Limit_quote_ex07.h"
#include <iostream>
#include <functional>
double print_total(std::ostream &os, const Quote &item, size_t n)
{
double ret = item.net_price(n);
os << "ISBN: " << item.isbn() << " # sold: " << n << " total due: " << ret << std::endl;
return ret;
}
int main()
{
Quote q("A1-001", 80);
Limit_quote bq("A1-001", 80, 5, 0.2);
print_total(std::cout, q, 10);
print_total(std::cout, bq, 10);
return 0;
}
練習15.08
給出靜态類型和動态類型的定義。
表達式的靜态類型在編譯時總是已知的，它是變量聲明時的類型或表達式生成的類型；
動态類型則是變量或表達式表示的記憶體中的對象類型。動态類型直到運作時才可知。
練習15.09
在什麼情況下表達式的靜态類型可能與動态類型不同？請給出三個靜态類型與動态類型不同的例子。
摘自github。
Bulk_quote bulk_quote("bulk_quote_1", 10.10, 10, 0.5);
// The pointer is of static type Quote, but it's dynamic type is Bulk Quote
// Because of polymorphism the Bulk Quote implementation of the net_price()
// method gets called.
Quote *quote_pointer = &bulk_quote;
quote_pointer->net_price(5);
// The reference is of static type Quote, but it's dynamic type is Bulk Quote
// Like with the pointer, the Bulk Quote implementation of the net_price()
// method gets called.
Quote "e_reference = bulk_quote;
quote_reference.net_price(5);
// The static type of this variable is Quote. Here the Bulk Quote object
// gets upcasted. The Quote part of bulk_quote gets copied into quote, but
// the rest is not handled. Because of the cast the Quote implementation of
// the net_price() method gets called.
Quote quote = bulk_quote;
quote.net_price(5);
練習15.10
回憶我們在8.1節進行的讨論，解釋第284頁中将 ifstream 傳遞給 Sales_data 的read 函數的程式是如何工作的。
read中std::istream，std::ifstream是繼承自std::istream，是以，std::istream的執行個體傳入後會轉換為std::istream。
練習15.11
為你的 Quote 類體系添加一個名為 debug 的虛函數，令其分别顯示每個類的資料成員。
Quote_ex11.h
#ifndef QUOTE_H_
#define QUOTE_H_
#include <string>
#include <iostream>
class Quote
{
public:
Quote() = default;
Quote(const std::string &book, double sales_price) : bookNo(book), price(sales_price) {}
std::string isbn() const { return bookNo; }
virtual double net_price(std::size_t n) const { return n * price; }
virtual void debug() const;
virtual ~Quote() = default;
private:
std::string bookNo;
protected:
double price = 0;
};
void Quote::debug() const
{
std::cout << "bookNo: " << bookNo
<< "; price: " << price;
}
#endif
Bulk_quote_ex11.h
#ifndef BULK_QUOTE_H_
#define BULK_QUOTE_H_
#include "Quote_ex11.h"
#include <string>
#include <iostream>
class Bulk_quote : public Quote
{
public:
Bulk_quote() = default;
Bulk_quote(const std::string &book, double p, std::size_t qty, double disc) : Quote(book, p), min_qty(qty), discount(disc) { }
double net_price(std::size_t) const override;
void debug() const override;
private:
std::size_t min_qty = 0;
double discount = 0.0;
};
double Bulk_quote::net_price(size_t cnt) const
{
if(cnt >= min_qty) return cnt * (1 - discount) * price;
else return cnt * price;
}
void Bulk_quote::debug() const
{
Quote::debug();
std::cout << "; min_qty: " << min_qty
<< "; discount: " << discount;
}
#endif
ex11.cpp
#include "Quote_ex11.h"
#include "Bulk_quote_ex11.h"
#include <iostream>
#include <functional>
double print_total(std::ostream &os, const Quote &item, size_t n)
{
double ret = item.net_price(n);
os << "ISBN: " << item.isbn() << " # sold: " << n << " total due: " << ret << std::endl;
return ret;
}
int main()
{
Quote q("A1-001", 80);
Bulk_quote bq("A1-001", 80, 5, 0.2);
// print_total(std::cout, q, 10);
// print_total(std::cout, bq, 10);
q.debug();
std::cout << std::endl;
bq.debug();
std::cout << std::endl;
return 0;
}
練習15.12
有必要将一個成員函數同時聲明成 override 和 final 嗎？為什麼？
有必要，如果該成員函數不希望被後續的派生類繼承，則可聲明成final，與目前的override沒有關系。
練習15.13
給定下面的類，解釋每個 print 函數的機理：
class base {
public:
string name() { return basename;}
virtual void print(ostream &os) { os << basename; }
private:
string basename;
};
class derived : public base {
public:
void print(ostream &os) { print(os); os << " " << i; }
private:
int i;
};
在上述代碼中存在問題嗎？如果有，你該如何修改它？
派生類中的print函數會遞歸調用目前print，知道記憶體耗盡。
練習15.14
給定上一題中的類以及下面這些對象，說明在運作時調用哪個函數：
base bobj; base *bp1 = &bobj; base &br1 = bobj;
derived dobj; base *bp2 = &dobj; base &br2 = dobj;
(a) bobj.print(); (b)dobj.print(); (c)bp1->name();
(d)bp2->name(); (e)br1.print(); (f)br2.print();
（a）調用base中的print，編譯時确定；
（b）調用derived中的print，編譯時确定；
（c）調用base中的name函數，不是虛函數，沒有動态綁定，是以編譯時确定；
（d）調用derived中的name函數，不是虛函數，沒有動态綁定，是以編譯時确定；
（e）調用base中的print，運作時确定；
（f）調用derived中的print，運作時确定。
練習15.15
定義你自己的 Disc_quote 和 Bulk_quote。
Disc_quote_ex15.h
#ifndef DISC_QUOTE_
#define DISC_QUOTE_
#include "Quote_ex11.h"
#include <string>
class Disc_quote : public Quote
{
public:
Disc_quote() = default;
Disc_quote(const std::string &book, double price, std::size_t qty, double disc)
: Quote(book, price), quantity(qty), discount(disc) { }
double net_price(std::size_t) const = 0;
protected:
std::size_t quantity = 0;
double discount = 0.0;
};
#endif
Bulk_quote_ex15.h
#ifndef BULK_QUOTE_H_
#define BULK_QUOTE_H_
#include "Disc_quote_ex15.h"
#include <string>
#include <iostream>
class Bulk_quote : public Disc_quote
{
public:
Bulk_quote() = default;
Bulk_quote(const std::string &book, double price, std::size_t qty, double disc) : Disc_quote(book, price, qty, disc) { }
double net_price(std::size_t) const override;
void debug() const override;
};
double Bulk_quote::net_price(size_t cnt) const
{
if(cnt >= quantity) return cnt * (1 - discount) * price;
else return cnt * price;
}
void Bulk_quote::debug() const
{
Quote::debug();
std::cout << "; quantity: " << quantity
<< "; discount: " << discount;
}
#endif
ex15.cpp
#include "Quote_ex11.h"
#include "Bulk_quote_ex15.h"
#include <iostream>
#include <functional>
double print_total(std::ostream &os, const Quote &item, size_t n)
{
double ret = item.net_price(n);
os << "ISBN: " << item.isbn() << " # sold: " << n << " total due: " << ret << std::endl;
return ret;
}
int main()
{
Quote q("A1-001", 80);
Bulk_quote bq("A1-001", 80, 5, 0.2);
// print_total(std::cout, q, 10);
// print_total(std::cout, bq, 10);
q.debug();
std::cout << std::endl;
bq.debug();
std::cout << std::endl;
return 0;
}
練習15.16
改寫你在15.2.2節練習中編寫的數量受限的折扣政策，令其繼承 Disc_quote。
Limit_quote_ex16.h
#ifndef LIMIT_QUOTE_H_
#define LIMIT_QUOTE_H_
#include "Disc_quote_ex15.h"
#include <string>
#include <iostream>
class Limit_quote : public Disc_quote
{
public:
Limit_quote() = default;
Limit_quote(const std::string &book, double price, std::size_t qty, double disc) : Disc_quote(book, price, qty, disc) { }
double net_price(std::size_t) const override;
void debug() const override;
};
double Limit_quote::net_price(size_t cnt) const
{
if(cnt > quantity) return quantity * (1 - discount) * price + (cnt - quantity)*price;
else return cnt * price;
}
void Limit_quote::debug() const
{
Quote::debug();
std::cout << "; quantity: " << quantity
<< "; discount: " << discount;
}
#endif
ex16.cpp
#include "Quote_ex11.h"
#include "Limit_quote_ex16.h"
#include <iostream>
#include <functional>
double print_total(std::ostream &os, const Quote &item, size_t n)
{
double ret = item.net_price(n);
os << "ISBN: " << item.isbn() << " # sold: " << n << " total due: " << ret << std::endl;
return ret;
}
int main()
{
Quote q("A1-001", 80);
Limit_quote bq("A1-001", 80, 5, 0.2);
print_total(std::cout, q, 10);
print_total(std::cout, bq, 10);
// q.debug();
// std::cout << std::endl;
// bq.debug();
// std::cout << std::endl;
return 0;
}
練習15.17
嘗試定義一個 Disc_quote 的對象，看看編譯器給出的錯誤資訊是什麼？
$ g++ -o ex17 ex17.cpp -std=c++11
ex17.cpp: In function ‘int main()’:
ex17.cpp:17:13: error: cannot declare variable ‘dq’ to be of abstract type ‘Disc_quote’
Disc_quote dq("A1-001", 80, 5, 0.2);
^
In file included from Limit_quote_ex16.h:4:0,
from ex17.cpp:2:
Disc_quote_ex15.h:7:7: note: because the following virtual functions are pure within ‘Disc_quote’:
class Disc_quote : public Quote
^
Disc_quote_ex15.h:13:9: note: virtual double Disc_quote::net_price(std::size_t) const
double net_price(std::size_t) const = 0;
^
練習15.18
假設給定了第543頁和第544頁的類，同時已知每個對象的類型如注釋所示，判斷下面的哪些指派語句是合法的。解釋那些不合法的語句為什麼不被允許：
Base *p = &d1; //d1 的類型是 Pub_Derv
p = &d2; //d2 的類型是 Priv_Derv
p = &d3; //d3 的類型是 Prot_Derv
p = &dd1; //dd1 的類型是 Derived_from_Public
p = &dd2; //dd2 的類型是 Derived_from_Private
p = &dd3; //dd3 的類型是 Derived_from_Protected
(a)合法；
(b)非法；
©非法；
(d)合法；
(d)非法；
(f)非法。
隻有當D公有地繼承B時，使用者代碼才能使用派生類向基類的轉換。
練習15.19
假設543頁和544頁的每個類都有如下形式的成員函數：
對于每個類，分别判斷上面的函數是否合法。
Base類：合法；
Pub_Derv類：合法；
Priv_Derv類：合法；
Prot_Derv類：合法；
Derived_from_Public類：合法；
Derived_from_Private類：非法；
Derived_from_Protected類：合法。
練習15.20
編寫代碼檢驗你對前面兩題的回答是否正确。
class Base
{
public:
void memfcn(Base &b) { b = *this; };
protected:
int prot_mem;
private:
char priv_mem;
};
struct Pub_Derv : public Base
{
public:
void memfcn(Base &b) { b = *this; };
};
struct Priv_Derv : private Base
{
public:
void memfcn(Base &b) { b = *this; };
};
struct Prot_Derv : protected Base
{
public:
void memfcn(Base &b) { b = *this; };
};
struct Derived_from_Public : public Pub_Derv
{
public:
void memfcn(Base &b) { b = *this; };
};
struct Derived_from_Private : public Priv_Derv
{
public:
// void memfcn(Base &b) { b = *this; };
};
struct Derived_from_Protected : public Prot_Derv
{
public:
void memfcn(Base &b) { b = *this; };
};
int main()
{
Pub_Derv d1;
Priv_Derv d2;
Prot_Derv d3;
Derived_from_Public dd1;
Derived_from_Private dd2;
Derived_from_Protected dd3;
Base *p = &d1;
// p = &d2;
// p = &d3;
p = &dd1;
// p = &dd2;
// p = &dd3;
return 0;
}
練習15.21
從下面這些一般性抽象概念中任選一個（或者選一個你自己的），将其對應的一組類型組織成一個繼承體系：
(a) 圖形檔案格式（如gif、tiff、jpeg、bmp）
(b) 圖形基元（如方格、圓、球、圓錐）
(c) C++語言中的類型（如類、函數、成員函數）
代碼取自github：
#include <iostream>
#include <string>
// just for 2D shape
class Shape
{
public:
typedef std::pair<double, double> Coordinate;
Shape() = default;
Shape(const std::string& n) :
name(n) { }
virtual double area() const = 0;
virtual double perimeter() const = 0;
virtual ~Shape() = default;
private:
std::string name;
};
class Rectangle : public Shape
{
public:
Rectangle() = default;
Rectangle(const std::string& n,
const Coordinate& a,
const Coordinate& b,
const Coordinate& c,
const Coordinate& d) :
Shape(n), a(a), b(b), c(c), d(d) { }
~Rectangle() = default;
protected:
Coordinate a;
Coordinate b;
Coordinate c;
Coordinate d;
};
class Square : public Rectangle
{
public:
Square() = default;
Square(const std::string& n,
const Coordinate& a,
const Coordinate& b,
const Coordinate& c,
const Coordinate& d) :
Rectangle(n, a, b, c, d) { }
~Square() = default;
};
int main()
{
return 0;
}
練習15.22
對于你在上一題中選擇的類，為其添加函數的虛函數及公有成員和受保護的成員。
參見15.21。
練習15.23
假設第550頁的 D1 類需要覆寫它繼承而來的 fcn 函數，你應該如何對其進行修改？如果你修改之後 fcn 比對了 Base 中的定義，則該節的那些調用語句将如何解析？
添加 int fcn() override;
bp1->fcn(); //虛調用，将在運作時調用Base::fcn
bp2->fcn(); //虛調用，将在運作時調用D1::fcn
bp3->fcn(); //虛調用，将在運作時調用D2::fcn
練習15.24
哪種類需要虛析構函數？虛析構函數必須執行什麼樣的操作？
基類需要虛析構函數。如果一個類定義了析構函數，即使它通過=default的形式使用了合成的版本，編譯器也不會為這個類合成移動操作。
練習15.25
我們為什麼為 Disc_quote 定義一個預設構造函數？如果去掉該構造函數的話會對 Bulk_quote 的行為産生什麼影響？
已經定義了一個構造函數，預設構造函數是被删除的，需要顯式地定義。
如果去掉了Disc_quote的預設構造函數，Bulk_quote的預設構造函數是被删除的。
練習15.26
定義 Quote 和 Bulk_quote 的拷貝控制成員，令其與合成的版本行為一緻。為這些成員以及其他構造函數添加列印狀态的語句，使得我們能夠知道正在運作哪個程式。使用這些類編寫程式，預測程式将建立和銷毀哪些對象。重複實驗，不斷比較你的預測和實際輸出結果是否相同，直到預測完全準确再結束。
Quote_ex26.h
#ifndef QUOTE_H_
#define QUOTE_H_
#include <string>
#include <iostream>
class Quote
{
friend bool operator!=(const Quote &lhs, const Quote &rhs) { return lhs.bookNo != rhs.bookNo && lhs.price != rhs.price; }
public:
Quote() = default;
Quote(const std::string &book, double sales_price) : bookNo(book), price(sales_price) {}
Quote(const Quote&);
Quote(Quote&&) noexcept;
Quote& operator=(const Quote&);
Quote& operator=(Quote&&) noexcept;
std::string isbn() const { return bookNo; }
virtual double net_price(std::size_t n) const { return n * price; }
virtual void debug() const;
virtual ~Quote();
private:
std::string bookNo;
protected:
double price = 0;
};
#endif
Bulk_quote_ex26.h
#ifndef BULK_QUOTE_H_
#define BULK_QUOTE_H_
#include "Disc_quote_ex26.h"
#include <string>
#include <iostream>
class Bulk_quote : public Disc_quote
{
public:
Bulk_quote() = default;
Bulk_quote(const std::string &book, double price, std::size_t qty, double disc) : Disc_quote(book, price, qty, disc) { }
Bulk_quote(Bulk_quote&);
Bulk_quote(Bulk_quote&&) noexcept;
Bulk_quote& operator=(Bulk_quote&);
Bulk_quote& operator=(Bulk_quote&&) noexcept;
double net_price(std::size_t) const override;
void debug() const override;
~Bulk_quote() override;
};
#endif
練習15.27
重新定義你的 Bulk_quote 類，令其繼承構造函數。
Bulk_quote.h
#ifndef BULK_QUOTE_H_
#define BULK_QUOTE_H_
#include "Disc_quote.h"
#include <string>
#include <iostream>
class Bulk_quote : public Disc_quote
{
public:
Bulk_quote() = default;
using Disc_quote::Disc_quote;
Bulk_quote(Bulk_quote&);
Bulk_quote(Bulk_quote&&) noexcept;
Bulk_quote& operator=(Bulk_quote&);
Bulk_quote& operator=(Bulk_quote&&) noexcept;
double net_price(std::size_t) const override;
void debug() const override;
~Bulk_quote() override;
};
#endif
練習15.28
定義一個存放 Quote 對象的 vector，将 Bulk_quote 對象傳入其中。計算 vector 中所有元素總的 net_price。
ex28.cpp
#include "Quote.h"
#include "Bulk_quote.h"
#include "Limit_quote.h"
#include <iostream>
#include <functional>
#include <vector>
#include <memory>
double print_total(std::ostream &os, const Quote &item, size_t n)
{
double ret = item.net_price(n);
os << "ISBN: " << item.isbn() << " # sold: " << n << " total due: " << ret << std::endl;
return ret;
}
int main()
{
Quote q("A1-001", 80);
Bulk_quote bq("A1-001", 80, 5, 0.2);
Limit_quote lq("A1-001", 80, 5, 0.2);
print_total(std::cout, q, 10);
print_total(std::cout, bq, 10);
print_total(std::cout, lq, 10);
double total_price = 0;
std::vector<Quote> vector_quote;
vector_quote.push_back(bq);
for(const auto &q : vector_quote)
total_price += q.net_price(10);
std::cout << "total_price:" << total_price << std::endl;
return 0;
}
練習15.29
再運作一次你的程式，這次傳入 Quote 對象的 shared_ptr 。如果這次計算出的總額與之前的不一緻，解釋為什麼;如果一直，也請說明原因。
當派生類對象被指派給基類對象時，其中的派生類部分将被“切掉”，是以容器和存在繼承關系的類型無法相容。
而使用指針時，調用的是net_price版本依賴于指針所指對象的動态類型。
ex29.cpp
#include "Quote.h"
#include "Bulk_quote.h"
#include "Limit_quote.h"
#include <iostream>
#include <functional>
#include <vector>
#include <memory>
double print_total(std::ostream &os, const Quote &item, size_t n)
{
double ret = item.net_price(n);
os << "ISBN: " << item.isbn() << " # sold: " << n << " total due: " << ret << std::endl;
return ret;
}
int main()
{
Quote q("A1-001", 80);
Bulk_quote bq("A1-001", 80, 5, 0.2);
Limit_quote lq("A1-001", 80, 5, 0.2);
print_total(std::cout, q, 10);
print_total(std::cout, bq, 10);
print_total(std::cout, lq, 10);
std::vector<std::shared_ptr<Quote>> basket;
// basket.push_back(std::make_shared<Quote>(q));
basket.push_back(std::make_shared<Bulk_quote>(bq));
// basket.push_back(std::make_shared<Limit_quote>(lq));
double total_price = 0;
for (const auto &vq : basket)
total_price += vq->net_price(10);
std::cout << "total_price:" << total_price << std::endl;
return 0;
}
練習15.30
編寫你自己的 Basket 類，用它計算上一個練習中交易記錄的總價格。
将print_total函數放入Quote.h。
Basket.h
#ifndef BASKET_H_
#define BASKET_H_
#include "Quote.h"
#include <iostream>
#include <memory>
#include <set>
class Basket
{
public:
void add_item(const std::shared_ptr<Quote> &sale) { items.insert(sale); }
void add_item(const Quote &sale) { items.insert(std::shared_ptr<Quote>(sale.clone())); }
void add_item(Quote &&sale) { items.insert(std::shared_ptr<Quote>(std::move(sale).clone())); }
double total_receipt(std::ostream&) const;
private:
static bool compare(const std::shared_ptr<Quote> &lhs, const std::shared_ptr<Quote> &rhs) { return lhs->isbn() < rhs->isbn(); }
std::multiset<std::shared_ptr<Quote>, decltype(compare) *> items{compare};
};
#endif
Basket.cpp
#include "Basket.h"
double Basket::total_receipt(std::ostream &os) const
{
double sum = 0.0;
for(auto iter = items.cbegin(); iter != items.cend(); iter = items.upper_bound(*iter))
{
sum += print_total(os, **iter, items.count(*iter));
}
os << "Total Sale: " << sum << std::endl;
return sum;
}
ex30.cpp
#include "Quote.h"
#include "Bulk_quote.h"
#include "Limit_quote.h"
#include "Basket.h"
#include <iostream>
#include <functional>
#include <vector>
#include <memory>
int main()
{
Bulk_quote bq("A1-001", 80, 5, 0.2);
print_total(std::cout, bq, 10);
std::vector<std::shared_ptr<Quote>> basket;
basket.push_back(std::make_shared<Bulk_quote>(bq));
// double total_price = 0;
// for (const auto &vq : basket)
// total_price += vq->net_price(10);
// std::cout << "total_price:" << total_price << std::endl;
Basket basket_object;
for (int i = 0; i < 10; ++i)
{
basket_object.add_item(bq);
}
basket_object.total_receipt(std::cout);
return 0;
}
練習15.31
已知 s1、s2、s3 和 s4 都是 string，判斷下面的表達式分别建立了什麼樣的對象：
(a) Query(s1) | Query(s2) & ~Query(s3);
(b) Query(s1) | (Query(s2) & ~Query(s3));
(c) (Query(s1) & (Query(s2)) | (Query(s3) & Query(s4)));
（a）WordQuery orQuery AndQuery NotQuery；
（b）WordQuery orQuery AndQuery NotQuery；
（c）WordQuery orQuery AndQuery。
練習15.32
當一個 Query 類型的對象被拷貝、移動、指派或銷毀時，将分别發生什麼？
拷貝：将會調用合成的拷貝構造函數。它将資料成員複制到新對象中。資料成員是一個共享指針，複制時，對應的共享指針指向相同的位址，兩個共享指針的使用計數變為2。
移動：将會調用合成的移動構造函數。它将資料成員移動到新對象中。移動時，建立對象的共享指針将指向原始共享指針指向的位址。移動操作後，新對象中共享指針的使用計數為1，而來自原始對象的指針變為nullptr。
拷貝指派：将調用合成的拷貝指派函數。此操作與複制操作相同。
拷貝移動：将調用合成的移動指派函數。此操作與移動操作相同。
銷毀：将調用合成的析構函數。它将調用share_ptr的析構函數，減少計數次數。如果計數變為0，shared_ptr的析構函數将删除它所指向的資源。
練習15.33
當一個 Query_base 類型的對象被拷貝、移動指派或銷毀時，将分别發生什麼？
由合成的版本管理。Query_base是一個抽象類，是以這種類型的對象本質上是派生類的子對象。
練習15.34
針對圖15.3建構的表達式：
(a) 例舉出在處理表達式的過程中執行的所有構造函數。
(b) 例舉出 cout << q 所調用的 rep。
(c) 例舉出 q.eval() 所調用的 eval。
（a）Query(const std::string &s)，s為fiery、bird、wind；
WordQuery(const std::string &s)，s為fiery、bird、wind；
AndQuery(const Query &left, const Query &right）；
BinaryQuery(const Query &l, const Query &r, std::string s)；
Query(std::shared_ptr<Query_base> query)；
OrQuery(const Query &left, const Query &right)；
BinaryQuery(const Query &l, const Query &r, std::string s)；
Query(std::shared_ptr<Query_base> query)；
（b）query.rep()；
q->rep()，指向OrQuery::rep()；
Query::rep(),lhs為AndQuery::rep()，rhs為WordQuery::rep()；
AndQuery::rep()；
Query::rep();
（c）q->eval()，指向OrQuery::eval()。
練習15.35
實作 Query 類和 Query_base 類，其中需要定義rep 而無須定義 eval。
Query.h
#ifndef QUERY_H_
#define QUERY_H_
#include <string>
#include <iostream>
#include "Query_base.h"
#include "WordQuery.h"
#include "TextQuery.h"
class Query
{
friend Query operator~(const Query&);
friend Query operator|(const Query&, const Query&);
friend Query operator&(const Query&, const Query&);
public:
Query(const std::string&);
QueryResult eval(const TextQuery &t) const { return q->eval(t); }
std::string rep() const { return q->rep(); }
private:
Query(std::shared_ptr<Query_base> query) : q(query) { }
std::shared_ptr<Query_base> q;
};
std::ostream& operator<<(std::ostream &os, const Query &query)
{
return os << query.rep();
}
inline Query::Query(const std::string &s) : q(new WordQuery(s)) { std::cout << "Query::Query(const std::string &s)" << std::endl; }
#endif
Query_base.h
#ifndef QUERY_BASE_H_
#define QUERY_BASE_H_
#include <string>
#include <iostream>
#include "TextQuery.h"
#include "Query.h"
class Query_base
{
friend class Query;
protected:
using line_no = TextQuery::line_no;
virtual ~Query_base() = default;
private:
virtual QueryResult eval(const TextQuery&) const = 0;
virtual std::string rep() const = 0;
};
#endif
練習15.36
在構造函數和 rep 成員中添加列印語句，運作你的代碼以檢驗你對本節第一個練習中(a)、(b)兩小題的回答是否正确。
（a）
WordQuery(const std::string &s)
Query::Query(const std::string &s)
WordQuery(const std::string &s)
Query::Query(const std::string &s)
WordQuery(const std::string &s)
Query::Query(const std::string &s)
BinaryQuery(const Query &l, const Query &r, std::string s)
AndQuery(const Query &left, const Query &right)
Query(std::shared_ptr<Query_base> query)
BinaryQuery(const Query &l, const Query &r, std::string s)
OrQuery(const Query &left, const Query &right)
Query(std::shared_ptr<Query_base> query)
（b）
Query::rep()
BinaryQuery::rep()|
Query::rep()
WordQuery::rep()
Query::rep()
BinaryQuery::rep()&
Query::rep()
WordQuery::rep()
Query::rep()
WordQuery::rep()
練習15.37
如果在派生類中含有 shared_ptr<Query_base> 類型的成員而非 Query 類型的成員，則你的類需要做出怎樣的改變？
接口函數需要改變，需要将Query改為shared_ptr<Query_base>。
練習15.38
下面的聲明合法嗎？如果不合法，請解釋原因;如果合法，請指出該聲明的含義。
BinaryQuery a = Query("fiery") & Query("bird");
AndQuery b = Query("fiery") & Query("bird");
OrQuery c = Query("fiery") & Query("bird");
（a）非法，BinaryQuery為抽象類；
（b）非法，傳回的為Query類型，不能轉換為AndQuery；
（c）非法，傳回的為Query類型，不能轉換為AndQuery。
練習15.39
實作 Query 類和 Query_base 類，求圖15.3中表達式的值并列印相關資訊，驗證你的程式是否正确。
傳回的是shared_ptr，需要增加構造函數或者修改get_file()。
Query類和Query_base類都沒有變化，運作結果如下：
((fiery & bird) | wind) occurs 3
(line 2) Her Daddy says when the wind blows
(line 4) like a fiery bird in flight.
(line 5) A beautiful fiery bird, he tells her,
練習15.40
在 OrQuery 的 eval 函數中，如果 rhs 成員傳回的是空集将發生什麼？
不會發生什麼。
練習15.41
重新實作你的類，這次使用指向 Query_base 的内置指針而非 shared_ptr。請注意，做出上述改動後你的類将不能再使用合成的拷貝控制成員。
請自行實作。
練習15.42
從下面的幾種改進中選擇一種，設計并實作它:
(a) 按句子查詢并列印單詞，而不再是按行列印。
(b) 引入一個曆史系統，使用者可以按編号查閱之前的某個查詢，并可以在其中添加内容或者将其餘其他查詢組合。
(c) 允許使用者對結果做出限制，比如從給定範圍的行中跳出比對的進行顯示。
請自行實作。
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