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15.9的文本查詢程序是對12.3節的文本查詢程序的擴展，而使用的主要知識也是15章的核心：繼承和多態，即面向對象程序設計。
恩，這一節看的過程中，會有很多不理解。特別是在沒有把整個程序都看完之前，會有很多疑惑，而看完之后，再思考思考，回頭再看本節的前面所寫的程序介紹，會有一些感悟。更加清楚這個程序的原理。
TextQuery.h
#ifndef QUERY_TEXTQUERY_H
#define QUERY_TEXTQUERY_H
#include<iostream>
#include<vector>
#include<string>
#include<memory>
#include<map>
#include<set>
#include<cstdio>
#include<cstdlib>
#include<sstream>
#include<algorithm>
#include<fstream>
#include<stack>
using namespace std;
class QueryResult;
// ??????????????????????
class TextQuery
{
public:
using line_no = vector<string>::size_type;
TextQuery(ifstream&); // ?????????????????????????????в????????
QueryResult query(const string&) const; // ???????string???????string???в????
private:
shared_ptr<vector<string>> file; // ???????
map<string, shared_ptr<set<line_no>>> wm; // ???????????????????????к?set??
};
inline TextQuery::TextQuery(ifstream &is): file(new vector<string>) {
string text;
while (getline(is, text)) { // ??????е?????
file->push_back(text); // ????????е????
int n = file->size() - 1; // ???浱????к???????·?????????????shared_ptr<set<line_no>> ?????????к?
istringstream line(text);
string word;
while(line >> word){
auto &lines = wm[word]; // lines?????shared_ptr
if(!lines) // ??????±??????????map?д????????word?????word????????shared_ptr??????shared_ptr???????nullptr;
lines.reset(new set<line_no>);
lines->insert(n);
}
}
}
class QueryResult{
friend ostream& print(ostream& os, const QueryResult& qr);
public:
QueryResult(string s, shared_ptr<set<TextQuery::line_no>> p, shared_ptr<vector<string>> f)
: sought(s), lines(p), file(f) {}
auto begin()const {return lines->begin();}
auto end()const{return lines->end();}
shared_ptr<vector<string>> get_file()const {return file;}
private:
string sought; // ????????
shared_ptr<set<TextQuery::line_no>> lines; // ??????к?
shared_ptr<vector<string>> file; // ???????
};
inline QueryResult TextQuery::query(const string& s)const {
static shared_ptr<set<line_no>> nodata(new set<line_no>()); // ?????????????к?set??shared_ptr
auto loc = wm.find(s);
if(loc == wm.cend())
return QueryResult(s, nodata, file);
else
return QueryResult(s, loc->second, file);
}
inline ostream& print(ostream& os, const QueryResult& qr)
{
os<<qr.sought<<" occurs "<<qr.lines->size()<<" "<<((qr.lines->size()>1)?"times":"time")<<endl;
for(const auto& num: *(qr.lines)){
os << "\t(lines "<<num+1<<") "<<(*(qr.file))[num]<<endl;
}
return os;
}
inline void runQueries(ifstream& infile)
{
// infile?????ifstream??????????????????
TextQuery tq(infile);
// ????????????????????????????????????????????
while(true)
{
cout<<"enter word to look for, or q to quit: "<<endl;
string s;
// ?????????????s=='q'?????
if(!(cin>>s) || s == "q") break;
print(cout, tq.query(s)) << endl;
}
}
inline void independent_word_query(ifstream& ifile){
vector<string> file;
map<string,set<int>> word_map;
string text;
while(getline(ifile, text)){
file.push_back(text);
int n = (int)file.size()-1; // ???push_back?????е??±?
istringstream line(text); // ???string text???????????
string word;
while(line >> word){
word_map[word].insert(n);
}
}
while(true){
cout << "Enter word to look for, or q to quit: "<<endl;
string s;
if(!(cin>>s) || s=="q") break;
const auto& lines = word_map.find(s); // ?????????????????????pair<string,set<int>>
cout<<s<<" occurs "<<(*lines).second.size()<<(lines->second.size()>1?" times":" time")<<endl;
for(const auto& i:lines->second){
cout<<"\t(lines "<<i+1<<") "<<file[i]<<endl;
}
}
}
#endifQuery.h
#ifndef QUERY_QUERY_H
#define QUERY_QUERY_H
#include"TextQuery.h"
class Query_base
{
friend class Query;
protected:
using line_no = TextQuery::line_no; // ???????????eval?????????????????protected??
virtual ~Query_base() = default;
private:
// eval???????????Query????QueryResult
virtual QueryResult eval(const TextQuery&) const = 0;
// rep???????????string
virtual string rep() const = 0;
};
class Query
{
friend Query operator|(const Query&, const Query&);
friend Query operator&(const Query&, const Query&);
friend Query operator~(const Query&);
public:
Query(const string&); // ????????μ?WordQuery
public:
QueryResult eval(const TextQuery& t)const { return q->eval(t); }
string rep()const { return q->rep(); }
private:
Query(shared_ptr<Query_base> query) :q(query){}
shared_ptr<Query_base> q;
};
//ostream& operator<<(ostream& os, const Query& q)
//{
// // Query::rep???????Query_base????rep???????????
// return os<<q.rep();
//}
class WordQuery: public Query_base
{
friend Query;
private:
WordQuery(const string& s): query_word(s) {}
virtual QueryResult eval(const TextQuery& t)const override
{ return t.query(query_word); }
virtual string rep() const override
{ return query_word; }
string query_word;
};
inline Query::Query(const string& s): q(new WordQuery(s)) {} // ??Query????????????·???????
// Query q = ~Query("dog");
class NotQuery: public Query_base
{
friend Query operator~(const Query&);
private:
NotQuery(const Query& q): query(q) {}
virtual QueryResult eval(const TextQuery&) const override;
virtual string rep() const override
{ return "~("+query.rep()+")"; }
Query query;
};
inline Query operator~(const Query &operand)
{
return Query(shared_ptr<Query_base>(new NotQuery(operand)));
}
class BinaryQuery: public Query_base
{
protected:
BinaryQuery(const Query& l, const Query &r, string s):
lhs(l), rhs(r), opSym(s) {}
// ???????BinaryQuery??????eval;
virtual string rep()const override { return "(" + lhs.rep() + " " + opSym + + " " + rhs.rep() + ")"; } // ???????rep??????????
Query lhs, rhs;
string opSym;
};
class AndQuery: public BinaryQuery
{
friend Query operator&(const Query&, const Query&);
private:
AndQuery(const Query& left, const Query& right): BinaryQuery(left,right,"&") {}
// ?????rep????????eval
QueryResult eval(const TextQuery&) const override;
};
inline Query operator&(const Query &lhs, const Query &rhs)
{
return Query (shared_ptr<Query_base>(new AndQuery(lhs,rhs)));
}
class OrQuery: public BinaryQuery
{
friend Query operator|(const Query&, const Query&);
private:
OrQuery(const Query& left, const Query &right): BinaryQuery(left,right,"|") {}
QueryResult eval(const TextQuery&)const override;
};
inline Query operator|(const Query &lhs, const Query &rhs)
{
return Query(shared_ptr<Query_base>(new OrQuery(lhs,rhs)));
}
#endif //QUERY_QUERY_HQuery.cpp
#include "Query.h"
// Query q = Query("dog") | Query("cat");
QueryResult OrQuery::eval(const TextQuery& t) const
{
auto left = lhs.eval(t), right = rhs.eval(t);
shared_ptr<set<line_no>> ret_lines(new set<line_no>(left.begin(),left.end()));
ret_lines->insert(right.begin(),right.end());
return QueryResult(rep(),ret_lines,lhs.eval(t).get_file());
}
QueryResult AndQuery::eval(const TextQuery& text) const
{
auto left = lhs.eval(text), right = rhs.eval(text);
auto ret_lines = make_shared<set<line_no>>(); // ????set??????????????????????
set_intersection(left.begin(),left.end(),right.begin(),right.end(),inserter(*ret_lines,ret_lines->begin()));
return QueryResult(rep(),ret_lines,left.get_file());
}
QueryResult NotQuery::eval(const TextQuery& text) const
{
auto result = query.eval(text);
auto ret_lines = make_shared<set<line_no>>();
auto beg = result.begin(), end = result.end();
auto sz = result.get_file()->size();
for(size_t n = 0; n != sz; ++n){
if(beg == end || *beg != n)
ret_lines->insert(n);
else
++beg;
}
return QueryResult(rep(), ret_lines, result.get_file());
}main.cpp
void read_file(ifstream &f){
TextQuery textquery(f);
Query q ( Query("dog") & Query("cat"));
print(cout,q.eval(textquery))<<endl;
Query q2 = Query("bbb");
print(cout, q2.eval(textquery))<<endl;
Query q3 = ~Query("dog");
print(cout, q3.eval(textquery))<<endl;
system("pause");
}
int main(){
string filename;
cout<<"Please enter filename"<<endl;
cin >> filename;
ifstream file(filename);
if(!file){
cout<<"Filename error"<<endl;
return -1;
}
read_file(file);
return 0;
}出現了一些意外，代碼中中文注釋都是亂碼。
針對程序所涉及的幾個類的介紹和理解：
TextQuery類：
可以把每個TextQuery類對象看作一個文本文件，這個類將某個文本文件的內容保存在一個vector<string>中，并保存了每個單詞對應的行號，而query函數就是接收一個string，然后查找這個單詞。而這里的返回結果是一個QueryResult類對象。這個類只是用來保存一個查詢結果，其實后續的& | ~的結果也都是這個QueryResult類對象
在12章時，我想過，為什么要設計這么一個類呢？如果直接在query函數中實現查找并打印不可以嗎？其實這樣是不太合適的，一個最直接的原因就是，在后方進行word1 & word2操作時，不方便，封裝一個查詢結果類更容易處理。這樣，也可以支持更多的操作，而不僅僅是打印。
QueryResult類：
表示一個查詢結果，通常與print函數聯系起來使用，print用于打印這個查詢結果。
后續的就是一些新的繼承方面的類了，也就是為了支持word1 & word2 或者 word1 | word2 或者 ~word操作。而這些查詢都建模成了相互獨立的類，即AndQuery OrQuery NotQuery 而最基本的還有一個WordQuery，這些類都繼承自一個抽象基類Query_base。
Query_base類：
最主要的就是兩個成員函數：eval 和 rep，說真的，我覺得這兩個名字起的并不好，當然受限于我的英文水平，其實eval就相當于TextQuery類的query函數，參數是TextQuery，即一個文本文件，然后在這個文本文件中執行查詢操作，返回一個查詢結果QueryResult。rep函數用于返回查詢的string表示形式，比如~(word1 & word2)。
Query類：
這個類是很重要的，當然這句話是句廢話.... 這個類的數據成員是一個基類的指針，而這也是這個程序支持面向對象編程和多態的根本原因。
這是一個接口類，它的成員函數仍然是eval和rep，調用的是基類指針所指向對象的eval和rep，基類指針或引用調用虛函數發生動態綁定。所以，Query類基類指針指向的對象，可能是繼承體系中任何一種類型的對象。比如： Query q = Query("dog") & Query("cat"); 而這里的q的基類指針指向的就是一個AndQuery類的對象，調用的eval和rep也都是AndQuery類版本的eval和rep，而這個AndQuery類的數據成員就包括著右邊&運算符左右兩邊的兩個WordQuery類的對象，這里是使用了&運算符重載。operator& 返回的就是一個基類指針綁定到AndQuery類對象的Query類對象。返回值用于初始化q。這里調用的應該是Query類的拷貝構造函數吧
WordQuery類：
Query_base類的派生類，表示對于某個單詞最直接的查詢，覆蓋了eval和rep，為什么說eval相當于query呢？這里的eval就是最明顯的證明：這里的eval直接返回參數TextQuery類的query結果，就是對某個單詞的查詢結果。而后方的Not And Or，都沒有調用這個query操作，他們操作的是Query類對象的查詢結果。
NotQuery類：
這個類也是Query_base的派生類，表示~查詢方式。~運算符重載之后，返回的就是一個綁定到NotQuery類對象上的Query類對象，而~作用的就是另一個Query類對象的eval查詢結果。
AndQuery OrQuery類：
因為這兩個類都操作兩個Query類對象，所以又實現了一個BinaryQuery抽象基類，這個基類繼承自Query_base，多了兩個Query類對象的成員，以及一個操作符成員，用于表示& 還是 |。
這兩個類所關聯的是& |運算符，operator& 返回的分別是是基類指針綁定到AndQuery類對象上的Query類對象 。operator | 返回的是基類指針綁定到OrQuery類對象上的Query類對象，而這兩個類的rep函數很簡單，對于兩個成員的rep函數進行一些簡單加工即可，而eval函數，參數仍然是一個TextQuery類，在兩個Query成員返回的QueryResult上進行處理，然后返回一個新的QueryResult對象。代表著一種& 或者 |操作之后的查詢結果。
還有一個比較有趣的是：
如下代碼：
Query q = Query("Dog") & Query("Cat") | Query("Bird");
Print( cout, q.eval(textquery) );
一共創建了三個WordQuery，一個AndQuery，一個OrQuery。先后順序不太清楚。。。但是其實創建好q對象之后，這里面并沒有什么查詢結果，保存的只是這些單詞，還有一些沒有調用的成員函數eval和rep。
根據運算符優先級規則，q是一個基類指針指向OrQuery類對象的Query對象，而如果想打印出這個查詢結果，必然是要調用eval函數的，參數表示，在這個文件里查找這三個單詞。在OrQuery的eval調用的最開始，兩個Query類對象數據成員的查詢結果還沒有出來，而在eval函數內部，計算了兩個查詢結果，一個是rhs數據成員的對Bird單詞的查詢，查詢的位置就是那個textquery保存的文件內容。另一個是AndQuery的eval函數的返回結果，這個結果是對兩個WordQuery類對象查詢結果的&操作之后的結果。最后才對這兩個QueryResult結果進行合并處理。然后返回一個新的查詢結果。
現在看來，只有WordQuery類對象調用了TextQuery的query操作。而其余的Or Not And都是對其他的Query對象的查詢結果進行加工。當然這些eval函數的參數都是同一個TextQuery。并且都是返回的QueryResult。
說真的，之前比較疑惑的是，我感覺這些eval函數的TextQuery參數的傳遞有些奇怪。對比之前12章的文本查詢程序，最后封裝的對文件的查詢的函數，看上去就舒服多了，它是把ifstream類對象傳遞給TextQuery類的構造函數的參數，然后后面調用query函數進行查詢，返回一個QueryResult對象。調用print函數打印。
但是這里再探的程序就有點不一樣和奇怪了，你也可以封裝一個完整的查詢函數，但是如果不那樣做的話，進行的操作就是。
Query q = Query("Dog") & Query("Cat") | Query("Bird");
Print( cout, q.eval(textquery) );
這種操作，相比于 TextQuery tq(ifile); print(cout, tq.query("Dog")); 就有點奇怪了。
上方的main.cpp主函數，并沒有實現完善的查詢函數，即實時查詢操作，如輸入Dog & Cat | Bird。然后打印查詢結果，之后有能力實現的話可能會補上。
就以這篇文章作為大一學習生活的結束吧。
原文鏈接：https://blog.csdn.net/i777777777777777/article/details/125343846
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