C++，C++/CX に挑戦！

新版明解C++中級編　p.349 演習9-8
　（１）〜（３）の各クラステンプレートをインクルードモデルで実現したプログラム を作成せよ。

（３）クラステンプレート FixedArray<>

// FixedArray.h
#ifndef ___ClassFixedArray
#define ___ClassFixedArray

// 配列クラステンプレート
//          配列の実体は、データメンバとして
//          クラスオブジェクトに含まれる。
template <class Type, int N>
class FixedArray {
    Type vec[N];    // 要素数 N の Type型配列

public:
    // 添字範囲エラー
    class IdxRngErr {
        const FixedArray* ident;
        int index;
    public:
        IdxRngErr(const FixedArray* p, int i)
            : ident(p), index(i) { }
        int Index() const { return index; }
    };

    // コンストラクタ
    explicit FixedArray(const Type& v = Type()) {
        for (int i = 0; i < N; i++)
            vec[i] = v;
    }

    // コピーコンストラクタ
    FixedArray(const FixedArray& x) {
        if (&x != this) {
            for (int i = 0; i < N; i++)
                vec[i] = x.vec[i];
        }
    }

    // 要素数を返却
    int size() const { return N; }

    // 代入演算子
    FixedArray& operator=(const FixedArray& x) {
        for (int i = 0; i < N; i++)
            vec[i] = x.vec[i];
        return *this;
    }

    // 添字演算子[]
    Type& operator[](int i) {
        if (i < 0 || i >= N)
            throw IdxRngErr(this, i);
        return vec[i];
    }

    // 添字演算子[]
    const Type& operator[](int i) const {
        if (i < 0 || i >= N)
            throw IdxRngErr(this, i);
        return vec[i];
    }
};

#endif



// FixedArrayTest.cpp
#include <iomanip>
#include <iostream>
#include "FixedArray.h"
using namespace std;

// 関数テンプレート
template <class Type, int N>
void print_FixedArray(
    const FixedArray<Type, N>& a
) {
    cout << "{ ";
    for (int i = 0; i < a.size(); i++)
        cout << a[i] << ' ';
    cout << "}";
}

int main() {
    FixedArray<int, 7> a1;

    for (int i = 0; i < a1.size(); i++)
        a1[i] = i;

    FixedArray<int, 7> a2 = a1;

    cout << "a1 = ";
    print_FixedArray(a1); cout << '\n';
    cout << "a2 = ";
    print_FixedArray(a2); cout << '\n';
}

// 解答


// FixedArray.h
#ifndef ___ClassFixedArray
#define ___ClassFixedArray

// 配列クラステンプレート
//          配列の実態は、データメンバとして
//          クラスオブジェクトに含まれる。
template <class Type, int N>
class FixedArray {
    Type vec[N];    // 要素数 N の Type型配列

public:
    // 添字範囲エラー
    class IdxRngErr {
        const FixedArray* ident;
        int index;
    public:
        IdxRngErr(const FixedArray* p, int i);
        int Index() const;
    };

    // コンストラクタ
    explicit FixedArray(const Type& v = Type());

    // コピーコンストラクタ
    FixedArray(const FixedArray& x);

    // 要素数を返却
    int size() const;

    // 代入演算子
    FixedArray& operator=(const FixedArray& x);

    // 添字演算子[]
    Type& operator[](int i);

    // 添字演算子[]
    const Type& operator[](int i) const;
};

#include "FixedArrayImplementation.h"

#endif



// FixedArray.h
#ifndef ___ClassFixedArrayImplementation
#define ___ClassFixedArrayImplementation

template <class Type, int N>
FixedArray<Type, N>::IdxRngErr::
IdxRngErr(const FixedArray* p, int i)
    : ident(p), index(i) { }

template <class Type, int N>
int FixedArray<Type, N>::IdxRngErr::
Index() const { return index; }

template <class Type, int N>
FixedArray<Type, N>::
FixedArray(const Type& v) {
    for (int i = 0; i < N; i++)
        vec[i] = v;
}

template <class Type, int N>
FixedArray<Type, N>::
FixedArray(const FixedArray& x) {
    if (&x != this) {
        for (int i = 0; i < N; i++)
            vec[i] = x.vec[i];
    }
}

template <class Type, int N>
int FixedArray<Type, N>::
size() const { return N; }

template <class Type, int N>
FixedArray<Type, N>& FixedArray<Type, N>::
operator=(const FixedArray& x) {
    for (int i = 0; i < N; i++)
        vec[i] = x.vec[i];
    return *this;
}

template <class Type, int N>
Type& FixedArray<Type, N>::
operator[](int i) {
    if (i < 0 || i >= N)
        throw IdxRngErr(this, i);
    return vec[i];
}

template <class Type, int N>
const Type& FixedArray<Type, N>::
operator[](int i) const {
    if (i < 0 || i >= N)
        throw IdxRngErr(this, i);
    return vec[i];
}

#endif



// FixedArrayTest.cpp
#include <iomanip>
#include <iostream>
#include "FixedArray.h"
using namespace std;

// 関数テンプレート
template <class Type, int N>
void print_FixedArray(
    const FixedArray<Type, N>& a
) {
    cout << "{ ";
    for (int i = 0; i < a.size(); i++)
        cout << a[i] << ' ';
    cout << "}";
}

int main() {
    FixedArray<int, 7> a1;

    for (int i = 0; i < a1.size(); i++)
        a1[i] = i;

    FixedArray<int, 7> a2 = a1;

    cout << "a1 = ";
    print_FixedArray(a1); cout << '\n';
    cout << "a2 = ";
    print_FixedArray(a2); cout << '\n';
}