#ifndef BUFFER_H
#define BUFFER_H

// 功能：定義數(shù)據(jù)緩沖區(qū)各抽象類

#ifndef DOUBLE

#define DOUBLE double
// #define DOUBLE long double  // 如double精度不夠，則可將此行去注釋，而將上行注釋
				// 即可得到更精確的結(jié)果
#endif // DOUBLE

#include <stdio.h>

extern DOUBLE defaulterr;	// 缺省的誤差標(biāo)準(zhǔn)，為十的負(fù)八次方
extern int doadjust;		// 邏輯變量，為1則作調(diào)整，否則不作，缺省為1
DOUBLE adjust(DOUBLE & a);  // 將實(shí)數(shù)調(diào)整為最靠近的小數(shù)點(diǎn)后二位數(shù)

class buffer {  // 定義抽象的雙精度實(shí)數(shù)緩沖區(qū)類，此類以一維數(shù)組的形式專門存儲(chǔ)大量的
		// 雙精度實(shí)數(shù)，而存儲(chǔ)方式則由子類實(shí)現(xiàn)，即可以用內(nèi)存，也可以用磁盤
		// 空間，甚至服務(wù)器上的存儲(chǔ)空間
 public:
	size_t refnum;	// 引用數(shù)，一個(gè)緩沖區(qū)可能有多個(gè)矩陣同時(shí)引用它，
			// 主要是在矩陣變量賦值導(dǎo)致多個(gè)矩陣具有同樣的內(nèi)容時(shí)
			// 防止數(shù)據(jù)的大量拷貝，而引用數(shù)就說明現(xiàn)在有多少個(gè)
			// 矩陣正在引用這個(gè)緩沖區(qū)
	buffer():refnum(1){};		// 構(gòu)造函數(shù)，預(yù)設(shè)引用數(shù)為1
	virtual void alloc(size_t num)=0;  // 申請(qǐng)容量為num的存儲(chǔ)空間，或?qū)⒕彌_區(qū)容量
					//改為num，純虛函數(shù)，子類必須實(shí)現(xiàn)
	virtual void release()=0;	// 釋放占用的存儲(chǔ)空間
	virtual DOUBLE& retrieve(size_t n)=0;  // 取出第n個(gè)雙精度實(shí)型數(shù)據(jù)，n從0開始計(jì)算
	virtual buffer* clone()=0; // 克隆出一個(gè)和自己類別一樣，內(nèi)容也一樣的新的緩沖區(qū)，
				// 為純虛函數(shù)，子類必須實(shí)現(xiàn)
	virtual buffer* newbuf(size_t n=0)=0; // 產(chǎn)生一個(gè)新的和自己類別一樣的具有指定
					// 尺寸的緩沖區(qū)，
	DOUBLE & operator[](size_t n){	// 重載數(shù)組操作符(), 檢索第n個(gè)字節(jié)的內(nèi)容
		return retrieve(n);};
	virtual size_t len()=0;		// 返回?cái)?shù)組的長(zhǎng)度，純虛函數(shù)，必須由子類
					// 實(shí)現(xiàn)
	buffer* set(size_t n, DOUBLE d);
	// 將實(shí)數(shù)緩沖區(qū)的第n個(gè)實(shí)數(shù)的值設(shè)為d，并返回一個(gè)實(shí)數(shù)緩沖區(qū)的
	// 指針，此指針一般就是指向自己，而在一個(gè)緩沖區(qū)的引用數(shù)多于一個(gè)時(shí)
	// 此函數(shù)將先克隆出一個(gè)新的緩沖區(qū)，此新的緩沖區(qū)的引用數(shù)為1，并對(duì)此
	// 新的緩沖區(qū)的第n個(gè)實(shí)數(shù)的值設(shè)為d，然后返加新緩沖區(qū)的指針
	friend ostream& operator<<(ostream& o, buffer& b);
};

ostream& operator<<(ostream& o, buffer& b);
buffer * getnewbuffer(size_t n=0);  // 生成一個(gè)新的尺寸為n個(gè)實(shí)數(shù)的緩沖區(qū)，返回新產(chǎn)生的
				// 緩沖區(qū)的指針，新產(chǎn)生的緩沖區(qū)的類別與下面的
				// defbuffer指針指向的緩沖區(qū)的類別一致
extern buffer *defbuffer;	// 指向buffer子類的變量，作為產(chǎn)生新的緩沖區(qū)的缺省類別
void settomemory(); // 將defbuffer指向內(nèi)存類，這以后再調(diào)用getnewbuffer將產(chǎn)生內(nèi)存類的
		// 實(shí)數(shù)數(shù)組，即數(shù)組全部放在內(nèi)存中
void settodisk(); // 將defbuffer指向磁盤類，這以后再調(diào)用getnewbuffer將產(chǎn)生數(shù)據(jù)存放在文件
		// 中的實(shí)數(shù)數(shù)組，即數(shù)組全部放在數(shù)據(jù)文件中

class membuffer : public buffer { // 一維的存放在內(nèi)存中的雙精度實(shí)數(shù)數(shù)組，請(qǐng)注意在DOS
			// 操作系統(tǒng)下將受到64k內(nèi)存段容量限制，而如果在win95以上
			// 操作系統(tǒng)中用32位編譯則沒有這個(gè)限制。如果要在DOS下使用
			// 擴(kuò)展內(nèi)存或擴(kuò)充內(nèi)存，可以另外編寫buffer的子類
 public:
	DOUBLE * buf;	// 指向存放雙精度實(shí)數(shù)數(shù)據(jù)的內(nèi)存緩沖區(qū)的指針
	size_t length;	// 數(shù)組的以實(shí)數(shù)個(gè)數(shù)計(jì)的長(zhǎng)度
	membuffer():buffer(),buf(0),length(0){}; // 構(gòu)造函數(shù)，產(chǎn)生一個(gè)容量為0的實(shí)數(shù)緩沖區(qū)
	membuffer(size_t lth):buffer(),length(lth){ // 構(gòu)造函數(shù)，產(chǎn)生長(zhǎng)度為lth的實(shí)數(shù)緩沖區(qū)
		if(lth > 0)
			buf = new DOUBLE[lth];
		else buf = 0; };
	~membuffer(){delete buf;}  // 析構(gòu)函數(shù)，釋放緩沖區(qū)
	void alloc(size_t num){  // 將緩沖區(qū)的容量改為num個(gè)實(shí)數(shù)，原來的內(nèi)容全部刪去
		delete []buf;
		length = num;
		buf = new DOUBLE[num]; };
	DOUBLE& retrieve(size_t n){ // 返回第n個(gè)字節(jié)，n的范圍從0到length-1
		return buf[n]; };
	void release() { delete []buf; length = 0; };  // 釋放內(nèi)存，數(shù)組的長(zhǎng)度變?yōu)?
	buffer* clone(); // 克隆自己
	buffer* newbuf(size_t n=0){ // 產(chǎn)生一個(gè)長(zhǎng)度為n的與自己同類別的新緩沖區(qū)并返回
				// 相應(yīng)的指針
		return new membuffer(n);};
	size_t len(){return length;}; // 返回?cái)?shù)組的長(zhǎng)度
};

class diskbuffer : public buffer { // 磁盤實(shí)數(shù)緩沖區(qū)類，將實(shí)數(shù)數(shù)組存放在臨時(shí)文件中
 public:
	DOUBLE buf;	// 臨時(shí)文件取出來的實(shí)數(shù)放在buf里
	size_t length;	// 緩沖區(qū)的長(zhǎng)度，或者實(shí)數(shù)的個(gè)數(shù)
	size_t n;	// 當(dāng)前的buf中存放的是第n個(gè)實(shí)數(shù)，也以此知道臨時(shí)文件的當(dāng)前指針位置
	FILE * tempfp;    // 指向臨時(shí)文件的指針
	diskbuffer():buffer(),buf(0.0),length(0),tempfp(0),n(0){}; // 缺省構(gòu)造函數(shù)，產(chǎn)生長(zhǎng)度為0的
				// 磁盤實(shí)數(shù)緩沖區(qū)
	diskbuffer(size_t lth);	// 構(gòu)造函數(shù)，產(chǎn)生長(zhǎng)度為lth的磁盤實(shí)數(shù)緩沖區(qū)
	~diskbuffer();		// 析構(gòu)函數(shù)，關(guān)閉并刪除臨時(shí)文件
	void alloc(size_t num);	// 將緩沖區(qū)的尺寸重定為num
	DOUBLE& retrieve(size_t n);	// 檢索出文件的第n個(gè)實(shí)數(shù)放在buf中并返回buf的引用
				// 在檢索之前先把當(dāng)前的buf中的內(nèi)容放回到文件中
	void release();		// 釋放空間
	buffer* clone(); // 克隆自己
	buffer* newbuf(size_t n=0){return new diskbuffer(n);}; // 產(chǎn)生一個(gè)新的磁盤實(shí)數(shù)緩沖區(qū)
	size_t len(){return length;}; // 獲得數(shù)組的長(zhǎng)度
};

class lbuffer {	// 長(zhǎng)整數(shù)緩沖區(qū)的抽象基類，用來存放許多個(gè)長(zhǎng)整數(shù)
		// 繼承的子類可以使用各種數(shù)據(jù)載體，如內(nèi)存或者文件來存放長(zhǎng)整數(shù)
 public:
	size_t refnum;	// 緩沖區(qū)引用數(shù)，原理與buffer的相同
	lbuffer():refnum(1){};	// 缺省構(gòu)造函數(shù)
	virtual void alloc(size_t num)=0; // 將緩沖區(qū)尺寸修改為num,原內(nèi)容全部刪去
	virtual void release()=0; // 釋放緩沖區(qū)
	virtual long& retrieve(size_t n)=0; // 檢索第n個(gè)元素，并返回引用
	long & operator[](size_t n){ // 重載[]操作符，得到第n個(gè)元素，并返回引用
										// 但這樣調(diào)用有危險(xiǎn)，要注意引用數(shù)為1時(shí)才可當(dāng)左值
		return retrieve(n);};
	virtual lbuffer* clone()=0; // 克隆一個(gè)類別和內(nèi)容與自己完全一樣的長(zhǎng)整數(shù)緩沖區(qū)
	virtual lbuffer* newbuf(size_t n=0)=0; // 產(chǎn)生一個(gè)類別和自己一樣的長(zhǎng)整數(shù)緩沖區(qū)
	virtual size_t len()=0; // 返回長(zhǎng)度
	lbuffer* set(size_t n, long v); // 設(shè)置第n個(gè)元素的值為v，n的范圍是0到refnum-1
				// 如引用數(shù)大于1，則會(huì)產(chǎn)生新的緩沖區(qū)進(jìn)行操作
				// 并返回新緩沖區(qū)指針
	friend ostream& operator<<(ostream& o, lbuffer& b);
};

ostream& operator<<(ostream& o, lbuffer& b);

class lmembuffer : public lbuffer { // 內(nèi)存長(zhǎng)整數(shù)緩沖區(qū)，DOS系統(tǒng)將受到64K段限制
 public:
	long * buf;	// 指向內(nèi)存緩沖區(qū)的指針
	size_t length;	// 緩沖區(qū)長(zhǎng)度
	lmembuffer():lbuffer(),buf(0),length(0){}; // 缺省構(gòu)造函數(shù)，長(zhǎng)度為0
	lmembuffer(size_t lth):lbuffer(),length(lth){ // 構(gòu)造函數(shù)，lth為緩沖區(qū)長(zhǎng)整數(shù)個(gè)數(shù)
		buf = new long[lth]; };
	~lmembuffer(){delete []buf;}	// 析構(gòu)函數(shù)，釋放buf指向的內(nèi)存
	void alloc(size_t num){ // 將緩沖區(qū)長(zhǎng)度修改為num，原內(nèi)容消失
		delete []buf;
		length = num;
		buf = new long[num]; };
	long& retrieve(size_t n){ // 返回第n個(gè)長(zhǎng)整數(shù)，n取值從0到length-1
		return buf[n]; };
	void release() { delete []buf; length = 0; }; // 釋放內(nèi)存，長(zhǎng)度變?yōu)?
	lbuffer* clone(); // 克隆一個(gè)內(nèi)容完全一樣的長(zhǎng)整數(shù)緩沖區(qū)
	lbuffer* newbuf(size_t n=0){return new lmembuffer(n);}; // 產(chǎn)生一個(gè)新的尺寸為n的緩沖區(qū)
	size_t len(){return length;}; // 返回緩沖區(qū)的長(zhǎng)度
};

class ldiskbuffer : public lbuffer { // 長(zhǎng)整數(shù)磁盤緩沖區(qū)子類，將多個(gè)長(zhǎng)整數(shù)存放在臨時(shí)文件內(nèi)
 public:
	long buf;	// 當(dāng)前的長(zhǎng)整數(shù)
	size_t length; // 緩沖區(qū)長(zhǎng)度，以長(zhǎng)整數(shù)個(gè)數(shù)為單位
	size_t n;	// buf中的內(nèi)容是第n個(gè)元素的內(nèi)容，n也說明了臨時(shí)文件當(dāng)前的指向
	FILE * tempfp; // 臨時(shí)文件指針
	ldiskbuffer():lbuffer(),buf(0),length(0),tempfp(0),n(0){}; // 缺省構(gòu)造函數(shù)，長(zhǎng)度為0
	ldiskbuffer(size_t lth); // 構(gòu)造函數(shù)，lth為緩沖區(qū)長(zhǎng)度
	~ldiskbuffer();	// 析構(gòu)函數(shù)，將關(guān)閉和刪除臨時(shí)文件
	void alloc(size_t num); // 將緩沖區(qū)長(zhǎng)度重新定為num
	long& retrieve(size_t nn); // 檢索第nn個(gè)元素放到buf中，在此之前先存放buf的內(nèi)容到
			// n的位置，再將文件的指針移到nn處取元素
	void release();	// 釋放存儲(chǔ)空間
	lbuffer* clone();	// 克隆一個(gè)內(nèi)容完全一樣的長(zhǎng)整數(shù)磁盤緩沖區(qū)，但臨時(shí)文件不同
	lbuffer* newbuf(size_t nn=0){return new ldiskbuffer(nn);}; // 產(chǎn)生一個(gè)長(zhǎng)度為nn的
			// 長(zhǎng)整數(shù)磁盤緩沖區(qū)子類變量，返回它的指針
	size_t len(){return length;}; // 返回緩沖區(qū)長(zhǎng)度
};

lbuffer * getnewlbuffer(size_t n=0); // 產(chǎn)生一個(gè)新的長(zhǎng)整數(shù)緩沖區(qū)，子類的類別與下面的
		// deflbuffer指向的緩沖區(qū)的類別相同
extern lbuffer *deflbuffer; // 缺省的長(zhǎng)整數(shù)緩沖區(qū)指針

char * throwmessage(int l, char * f, char * c); // 產(chǎn)生錯(cuò)誤信息字符串

#ifndef __LINE__
#define __LINE__ 0
#define __FILE__ "n"
#endif
	//  l為行號(hào),f為文件名，c為出錯(cuò)信息，請(qǐng)不要直接調(diào)用，而是調(diào)用宏TMESSAGE
#define TMESSAGE(c) throwmessage(__LINE__,__FILE__,c)

#endif // BUFFER_H