А.В. Столяров - Введение в язык Си++ (1114949), страница 11

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 11)

Инициализаторы полей должныследовать в списке (после двоеточия) в том же порядке, в котором соответстующие поля описаны в классе. Иное, формально говоря, не являетсяошибкой, но хороший компилятор обязательно выдаст предупреждение.§2.17. О писание сим волов операций внек л ассаВ классе Complex мы перегружали символы арифметических опера­ций в виде функций-методов. Благодаря наличию в классе конструкторапреобразования возможно, например, прибавить к комплексному числудействительное:Complex z , t ;И ...z = t + 0 .5 ;(при этом константа 0.5 будет преобразована к объекту Complex с помо­щью конструктора преобразования). В то же время, следующая операцияокажется ошибочной:z=0.5+t;/ / ошибка!Дело тут в том, что метод operator+ может быть вызван только дляобъекта класса Complex, а константа 0.5 таковым не является.

В отли­чие от аргументов функций, объекты, для которых вызываются методы,компилятор не преобразует.Эту проблему также можно решить. Дело в том, что операцию сло­жения двух комплексных чисел можно представить не только как методсамого комплексного числа (с одним параметром, по принципу «прибавьк себе этот параметр и скажи, что получится»), но и как стороннююфункцию, которая по двум заданным комплексным числам выдаёт дру­гое комплексное число.

Итак, уберём operator+ из класса Complex, а внекласса напишем следующее:Complex operator+(const Complex& a , const Complex& b)48{return Com plex(a.get_re() + b .g e t_ r e ( ),a.get_im () + b .g e t_ im ());}Теперь мы можем написать:Complex z , t ;u ...z = t + 0 .5 ;z = 0.5 + t ;и никаких ошибок это не вызовет.Перегрузка символов стандартных операций в виде отдельных функ­ций (а не методов в классах) может оказаться полезной также и в томслучае, если нам необходимо ввести операцию для объектов некоторогокласса, который мы по тем или иным причинам не можем изменить; на­пример, этот класс может быть частью библиотеки, созданной другимпрограммистским коллективом, от которой у нас нет исходных текстов(к сожалению, несмотря на успехи OpenSource, такие ситуации пока чтоне редкость).§2.18.

Д р у ж еств ен н ы е ф у н к ц и и и кл ассыВ некоторых случаях бывает полезно сделать исключения из запре­тов, налагаемых механизмом защиты. В языке С и + + класс или структу­ра, имеющие защищенную часть, могут объявить ту или иную функциюсвоим «другом» (friend); в этом случае из тела такой д р у ж е ст в е н н о йфункции все детали реализации класса или структуры будут доступны.Можно объявить «дружественным» также целый класс или структуру;эффект от этого будет такой же, как если бы мы объявили дружествен­ными все методы дружественного класса.

Иначе говоря, если в классеА будет заявлено, что класс В является для него дружественным, то вовсех методах класса В будут доступны все детали реализации класса А.Применять механизм дружественных функций и классов следует состорожностью. Как мы видели в § 2.1.4, защита деталей реализациикласса — механизм очень полезный; как можно догадаться, необдуман­ные исключения из него могут нанести существенный вред.Одна из ситуаций, в которых применение механизма дружествен­ных функций можно считать практически безопасным — это выносперекрытых символов стандартных операций за пределы класса, какэто обсуждалось в предыдущем параграфе.

Как можно заметить, в те­ле функции operator+ мы были вынуждены пользоваться методами49Complex: :g e t_ re () и Complex: :get_im (), поскольку из функции, не яв­ляющейся формально методом класса Complex, прямого доступа к полямге и im нет. Однако использование методов доступа (так называемых аксессоров) не всегда удобно, к тому же их может попросту не быть; частобывает так, что некоторые детали реализации не следует делать доступ­ными даже через метод доступа.Ситуацию можно исправить с помощью механизма дружественныхфункций. Для начала в заголовок класса Complex вставим директивуfrien d , объявив функцию operator+ дружественной.

Для этого нужнозаписать прототип дружественной функции, предварив его директивойfriend:c la s s Complex {frie n d Complex operator+(const Complex&, const Complex&);//...Теперь мы можем переписать функцию operatort, используя напрямуюполя складываемых объектов (то есть без обращения к методам g e t_ re()и get_im ()):Complex operator+(const Complex& a , const Complex& b){return Complex(a.re + b .r e , a.im + b .im );}Сравните это описание с тем, которое мы приводили на стр.

49.Конечно, дружественной может быть и обычная функция:c la s s C ls l {frie n d void f ( i n t , const char * ) ;//...>;void f ( i n t , const char *){/ / здесь можно использовать закрытые поля C lsl}Чтобы сделать дружественным сразу целый класс, следует после сло­ва frie n d написать « c la s s имя»:c la s s А {frie n d c la s s В;I I ...>;50Использовать такой вариант «дружбы» следует с особенной осторож­ностью, только в ситуации, когда понятия, описываемые обоими клас­сами, тесно связаны между собой; желательно сначала задать себе во­прос, нельзя ли обойтись без friend. Большим злом, чем использование«дружественных» отношений, является разве что введение публичныхметодов доступа к деталям, которые по смыслу должны быть скрыты,либо снятие защиты с внутренних полей: ясно, что «дружественность»всё-таки ограничивает объём кода, который придётся просмотреть приизменении реализации класса, так что использование frien d заведомопредпочтительнее полного отказа от защиты.

С примерами ситуаций, ко­гда применение «дружественных» классов оказывается оправданно, мыстолкнёмся в нашем курсе позже.§2.19. О собенности п ереоп ределен и янекоторы х операций§2.19.1. Переопределение операций присваиванияНапомним, что присваивание является в языках Си и С и + + опера­цией, а не оператором, как в Паскале и большинстве других языков.Это выражается в том, что запись вида «а = выражение» сама по се­бе является выражением, имеющим значение, и, таким образом, можетвходить в состав других выражений.

То же самое можно сказать и прооперации присваивания, совмещённые с арифметическими действиями,такие как +=, -=, <<=, | = и др. Как мы уже отмечали, все эти операциимогут быть переопределены для классов и структур, введённых пользо­вателем. Здесь действует, однако, некоторое ограничение: все операцииприсваивания могут переопределяться только как м етоды к л асса илиструктуры , а определять их в виде обычных функций нельзя.Как правило, при переопределении операций присваивания учитыва­ют, что обычное присваивание возвращает значение, которое только чтобыло присвоено. Из этих соображений из операции присваивания воз­вращают либо копию объекта, либо (что предпочтительнее) константнуюссылку на объект, для которого операция была вызвана. Это, однако, необязательно: язык С и + + не требует именно такого оформления опера­ций присваивания.

Можно, в частности, сделать операцию присваиванияфункцией типа void, то есть не возвращающей никакого значения. На­пример, для нашего класса Complex мы могли бы написать такие опера­ции:c la s s Complex {II . . .const Complex& operator=(const Complex& c)51{ re = c .r e ; im = c.im ; return * t h i s ; }const Complex& operator+=(const Complex& c){ re += c .r e ; im += c.im ; return * t h i s ; }// ...>;или, если нас не слишком волнуют семантические традиции, можно былобы написать и так:c la s s Complex {// ...void operator=(const Complex& c){ re = c .r e ; im = c.im ; }void operator+=(const Complex& c){ re += c .r e ; im += c.im ; }// ...>;Здесь стоит ответить на один вопрос, часто возникающий у студентов.Операции +=, -= и другие подобные им являются с точки зрения языкаС и + + полностью самостоятельными, то есть, например, операция += ни­как не связана ни с операцией =, ни с операцией +.

Если мы опишем внекотором классе операции = и +, это само по себе не даст нам возможно­сти применять к объектам этого класса операцию +=, она должна бытьописана отдельно.Аргумент операции присваивания не обязан иметь тот же тип, чтои описываемый класс. Так, для комплексных чисел мы могли бы опре­делить и присваивание комплексной переменной действительного числа,например, так:c la s s Complex {// ...void operator=(double x) { re = x; im = 0; }// ...>;Однако операция присваивания, аргумент которой представляет объекттого же класса (или ссылку на такой объект, как в предыдущем примере),имеет одну важную особенность: как и некоторые конструкторы, такаяоперация генерируется неявно, если её не описать.

Это вполне понят­но, ведь в языке Си можно было присваивать между собой переменные,имеющие один структурный тип, и эта возможность была унаследова­на в С и ++. В случае, если по каким-либо причинам присваивание объ­ектов описываемого класса желательно запретить, достаточно описатьоперацию присваивания с аргументом «константная ссылка на объектописываемого класса» в приватной части класса:52c la s s A {// ...p r iv a te :void operator=(const A& r e f) -Q / / no assignments>;§2.19.2.

Переопределение операции индексированияОперация извлечения элемента из массива, обозначаемая квадрат­ными скобками, как известно, является арифметической операцией надуказателем и целым числом; в языке Си выражение «а[Ъ]>> полностьюэквивалентно выражению « * (а+Ъ) », что лишний раз подчёркивает ариф­метическую сущность индексирования. В языке С и + + операцию индек­сирования можно переопределить для объектов класса или структуры,заставив, таким образом, объект в некоторых случаях выглядеть синтак­сически похожим на обычный массив или даже просто исполнять рольмассива.

Отметим, что, подобно операциями присваивания, операция ин­дексирования может быть переопределена только как метод класса илиструктуры.Для примера опишем класс, объект которого представляет собой мас­сив целых чисел с заранее неизвестным размером, который при обраще­нии к несуществующим (пока) элементам автоматически увеличивается вразмерах. Хранить элементы массива будем в динамически создаваемоммассиве, скрытом в приватной части класса. Исходно создадим массивразмером 16 элементов, а при возникновении такой необходимости будемудваивать его размеры до тех пор, пока нужный нам индекс не станетдопустимым.Заметим, что при попытке копирования объекта такого класса воз­никнет проблема с разделением одного и того же массива в динамиче­ской памяти между двумя объектами класса (подробно проблема описанав § 2.11).

Характеристики

Список файлов книги