C++ Primer - TextQuery设计

        在C++ Primer书中设计了TextQuery的程序，该程序可以实现从本地加载文章，并记录每个单词位于第几行。当用户输入单词，程序就可以返回所有的包含该单词的一行文字。实验结果如下图所示：

        因此，我们可以简单分析一下，对于TextQuery类而言，它涉及到哪些数据结构？

（1）需要打印某一行的文字，因此我们可以使用vector将每一行的文字都进行保存。

（2）当用户输入某个单词时，程序就会打印包含该单词的所有行。因此，就涉及到map数据结果。键是单词，而值则是该单词在哪些行中出现了。而值则使用set进行表示，使得某一行出现多次的一个单词，仅仅打印一次该段的单词。

（3）为了分割一段文字中所有的单词，我们可以使用istringstream类，该类可以根据空格对一段文字进行分割。

        接着，我们需要分析一下TextQuery涉及到哪些成员方法，从而支持上述我们的需求呢？

（1）需要提供读取文件的方法：这个方法可以继承在TextQuery中构造函数中，一旦构造了TextQuery的实例对象之后，就已经实现了对某个文件的读取与加载。

（2）需要提供查询的方法：该方法支持我们输入单词，并输出包含该单词的所有行（重复的行文字仅仅打印一次）。

（3）打印最终的查询结果：我们可以再创建一个成员方法，实现对查询结果的打印。但是C++ Primer提供了一个耦合性更低的思路，额外创建一个QueryResult类的方法来代替在TextQuery中创建一个成员方法的思路。我们将最终的查询结果封装在QueryResult类中，使用其友元函数来打印最终的效果。

#ifndef __TEXTQUERY_H__
#define __TEXTQUERY_H__

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

        如上述代码所示，我们首先声明了QueryResult类，这样在TextQuery类中就可以显示的定义query查询方法了。上述代码有几点是需要着重注意的：

（1）使用vector存放的每行文字，使用shared_ptr进行封装了；set存在某个单词在哪些行出现，也是用shared_ptr进行封装了。一方面这些数据都需要在QueryResult中进行存在，shared_ptr表示这些数据可以在两个类之间进行共享；另一方面，使用智能指针可以省去我们对指针进行分配与销毁的精力。

（2）using关键字可以代替typedef对数据类型进行重命名，使用size_type而不是显示定义set的数据类型，因为在实际过程中，文件可大可小，需要根据具体的文件进行分析，因此我们不能在一开始就定死了set中数据的类型。

#include 
#include 
#include "textQuery.hpp"
#include "queryResult.hpp"

TextQuery::TextQuery(std::ifstream& is):content(new std::vector){
    // 读取文件，将每一行数据保存到content中，然后再将每行中的word保存到record词典中
    std::string line;
    while(std::getline(is, line)){
        int line_num = content->size();
        content->emplace_back(line);
        std::istringstream iss(line);
        std::string word;
        while(iss >> word){
            auto& line_set = record[word];
            if(!line_set){
                // line_set = std::make_shared>(new std::set);
                line_set.reset(new std::set);
            }
            line_set->insert(line_num);
        }
    }
}

// 查询函数
QueryResult TextQuery::query(const std::string& word){
    auto pos = record.find(word);
    static std::shared_ptr> nodata;
    if(pos == record.end()){
        return QueryResult(word, nodata, content);
    }else{
        return QueryResult(word, pos->second, content);
    }
        
}

        上述代码是TextQuery类具体的实现代码，其中有几点需要特别注意：

（1）TextQuery并没有文件地址的属性，而是使用ifstream来代替文件地址。

（2）使用getline()函数进行每一行数据的读取、使用istringstream类对一行数据中多个单词进行分割。

（3）map的插入也是一个非常有技巧的点，我刚开始想的是使用count()方法来判断某一个次是否在之前就出现了。如果出现了，直接插入在其对应的set中即可；如果没出现，就需要我们创建set指针。但是随着文章数据的增多，count()方法的负担会越来越大，这会极大的降低程序的效率。因此，C++ Primer中首先索引出某个单词对应的set智能指针，如果智能指针为空，则我们需要创建智能指针（使用智能指针的reset方法）；如果不为空，我们直接在智能指针中插入数据（使用智能指针的insert方法）。更重要的一点是，这个智能指针必须是引用，否则将不会对set产生变换。

（4）在query中，我们创建了一个局部静态变量的智能指针来表示“文中不存在该单词”的情况。对于word单词的查询，我们可以使用map的find()方法，如果返回的位置已经位于map的尾部了，说明文中不存在该单词，并构造一个包含空的set的QueryResult类；否则就构建包含该单词的所有行号的QueryResult类。

#ifndef __QUERYRESULT__H_
#define __QUERYRESULT__H_
#include 
#include 
#include 
#include 

        QueryResult类主要是对查询的结果进行打印的。因此，show_result函数则并不需要是QueryResult类的成员方法，只需要该类的友元方法即可，并对QueryResult类的属性记性打印。

#include "queryResult.hpp"


std::ostream& show_result(std::ostream& os, const QueryResult& qr){
    // 用于打印最终的结果，如果qr中的line_set为空的话，说明没找到相应的元素
    if(!qr.line_set){
        os << "该文中没有" << qr.word << "关键字" << std::endl;
        return os;
    }
    os << "总共有" << qr.line_set->size() << "行出现了" << qr.word << "单词:"<< std::endl;
    for(auto ln: *qr.line_set){
        os << "(line " << ln << "): " << (*qr.content)[ln] << std::endl;
    }
    return os;
}

        在show_result()方法中，我们主要用于对ostream类的使用，从而打印我们所希望看到的结果。