zoo.md

Разбор задачи «Зоопарк»

Условие

Вы работаете с иерархией классов, описывающих животных:

#pragma once

#include <string>

class Animal {
public:
    virtual std::string voice() const {
        return "Not implemented yet";
    }
    virtual ~Animal() {
    }
};

class Tiger: public Animal {
    std::string voice() const override {
        return "Rrrr";
    }
};

class Wolf: public Animal {
    std::string voice() const override {
        return "Wooo";
    }
};

class Fox: public Animal {
    std::string voice() const override {
        return "Tyaf";
    }
};

Вам нужно определить тип Zoo, представляющий из себя набор различных животных, и написать две функции: Zoo CreateZoo() и void Process(const Zoo& zoo).

Функция CreateZoo должна читать слова из стандартного ввода. Если на вход поступают слова Tiger, Wolf или Fox, она должна поместить соответствующего зверя в зоопарк. Если на вход поступает другое слово, она должна прекратить чтение и сгенерировать исключение std::runtime_error.

Функция Process должна перебрать всех зверей в зоопарке в порядке создания и напечатать для каждого из них результат работы виртуальной функции voice.

Ваш коллега написал вот такой код, но он почему-то не работает:

#include "animals.h"

#include <iostream>
#include <stdexcept>
#include <vector>

using Zoo = std::vector<Animal>;

Zoo CreateZoo() {
    Zoo zoo;
    std::string word;
    while (std::cin >> word) {
        if (word == "Tiger") {
            Tiger t;
            zoo.push_back(t);
        } else if (word == "Wolf") {
            Wolf w;
            zoo.push_back(w);
        } else if (word == "Fox") {
            Fox f;
            zoo.push_back(f);
        } else
            throw std::runtime_error("Unknown animal!");
    }
    return zoo;
}

void Process(const Zoo& zoo) {
    for (const auto& animal : zoo) {
        std::cout << animal.voice() << "\n";
    }
}

Исправьте его и сдайте в систему.

Код классов из файла animals.h переписывать не надо, просто подключите заголовочный файл animals.h. Обратите внимание, что в нашей версии файла animals.h голоса зверей могут отличаться от того, что приведено в примере. Разумеется, в вашей программе не должно быть утечек памяти. Экземпляр каждого зверя надо создавать ровно один раз (если вам на входе даны два волка, то надо создать ровно два объекта типа Wolf, не больше и не меньше).

Решение

Давайте поймём, почему использовать std::vector<Animal> в качестве Zoo неправильно. Вектор хранит копии элементов, которые мы туда кладём. Эти копии будут иметь базовый тип Animal и ничего не будут знать про исходный тип объекта. Поэтому в конструкции

Tiger t;
zoo.push_back(t);

будет взята так называемая срезка: от тигра скопируется только подобъект базового класса Animal. Конечно же, вызов voice для таких элементов вектора приведёт к вызову функции Animal::voice, которая напечатает Not implemented yet.

Использовать вектор ссылок нельзя, так как ссылка с самого начала должна быть к чему-то привязана. Можно воспользоваться вектором указателей на Animal и создавать объекты в динамической памяти. Но тогда придётся вручную следить за их временем жизни. Самым правильным вариантом было бы создать вектор умных указателей std::unique_ptr<Animal>: при уничтожении самого вектора автоматически вызвались бы деструкторы для его элементов, которые освободили бы занимаемую динамическую память. Для создания нового объекта в динамической памяти и оборачивания указателя на него в unique_ptr удобно использовать функцию make_unique:

#include "animals.h"

#include <string>
#include <iostream>
#include <memory>
#include <stdexcept>
#include <vector>

using Zoo = std::vector<std::unique_ptr<Animal>>;

Zoo CreateZoo() {
    Zoo zoo;
    std::string word;
    while (std::cin >> word) {
        if (word == "Tiger") {
            zoo.push_back(std::make_unique<Tiger>());
        } else if (word == "Wolf") {
            zoo.push_back(std::make_unique<Wolf>());
        } else if (word == "Fox") {
            zoo.push_back(std::make_unique<Fox>());
        } else {
            throw std::runtime_error("Unknown animal!");
        }
    }
    return zoo;
}

void Process(const Zoo& zoo) {
    for (const auto& animal : zoo) {
        std::cout << animal->voice() << "\n";
    }
}