Б. Страуструп - Язык программирования С++ (1119446), страница 43
Текст из файла (страница 43)
Так, на машине автора функцияname::operator new() для хранения объекта name использует 16 байтов, тогда как стандартнаяглобальная функция operator new() использует 20 байтов.Отметим, что в самой функции name::operator new() память нельзя выделять таким простым способом:name* q= new name[NALL];Это вызовет бесконечную рекурсию, т.к. new будет вызывать name::name().Освобождение памяти обычно тривиально:void name::operator delete(void* p, size_t){((name*)p)->next = nfree;nfree = (name*) p;}Приведение параметра типа void* к типу name* необходимо, поскольку функция освобождениявызывается после уничтожения объекта, так что больше нет реального объекта типа name, а естьтолько кусок памяти размером sizeof(name). Параметры типа size_t в приведенных функцияхname::operator new() и name::operator delete() не использовались. Как можно их использовать, будетпоказано в $$6.7.
Отметим, что наши функции размещения и удаления используются только дляобъектов типа name, но не для массивов names.5.6 Упражнения1.(*1) Измените программу калькулятора из главы 3 так, чтобы можно было воспользоваться классомtable.2.(*1) Определите tnode ($$R.9) как класс с конструкторами и деструкторами и т.п., определитедерево из объектов типа tnode как класс с конструкторами и деструкторами и т.п.3.(*1) Определите класс intset ($$5.3.2) как множество строк.4.(*1) Определите класс intset как множество узлов типа tnode. Структуру tnode придумайте сами.5.(*3) Определите класс для разбора, хранения, вычисления и печати простых арифметических147Бьерн Страуструп.Язык программирования С++выражений, состоящих из целых констант и операций +, -, * и /. Общий интерфейс класса долженвыглядеть примерно так:class expr {// ...public:expr(char*);int eval();void print();};Конструктор expr::expr() имеет параметр-строку, задающую выражение.Функция expr::eval() возвращает значение выражения, а expr::print() выдает представлениевыражения в cout.
Использовать эти функции можно так:expr("123/4+123*4-3");cout << "x = " << x.eval() << "\n";x.print();Дайте два определения класса expr: пусть в первом для представления используется связанныйсписок узлов, а во втором – строка символов. Поэкспериментируйте с разными форматами печативыражения, а именно: с полностью расставленными скобками, в постфиксной записи, вассемблерном коде и т.д.6.(*1) Определите класс char_queue (очередь символов) так, чтобы его общий интерфейс не зависел отпредставления.
Реализуйте класс как: (1) связанный список и (2) вектор. О параллельности не думайте.7. (*2) Определите класс histogram (гистограмма), в котором ведется подсчет чисел в определенныхинтервалах, задаваемых в виде параметров конструктору этого класса. Определите функцию выдачигистограммы. Сделайте обработку значений, выходящих за интервал.
Подсказка: обратитесь к<task.h>.8. (*2) Определите несколько классов, порождающих случайные числа с определенными распределениями.Каждый класс должен иметь конструктор, задающий параметры распределения и функцию draw,возвращающую "следующее" значение. Подсказка: обратитесь к <task.h> и классу intset.9. (*2) Перепишите примеры date ($$5.2.2 и $$5.2.4), char_stack ($$5.2.5) и intset ($$5.3.2), не используяникаких функций-членов (даже конструкторов и деструкторов). Используйте только class и friend.Проверьте каждую из новых версий и сравните их с версиями, в которых используются функции-члены.10.
10.(*3) Для некоторого языка составьте определения класса для таблицы имен и класса,представляющего запись в этой таблице. Исследуйте транслятор для этого языка, чтобы узнать,какой должна быть настоящая таблица имен.11. 11.(*2) Измените класс expr из упражнения 5 так, чтобы в выражении можно было использоватьпеременные и операцию присваивания =. Используйте класс для таблицы имен из упражнения 10.12. 12.(*1) Пусть есть программа:#include <iostream.h>main(){cout << "Всем привет\n";}Измените ее так, чтобы она выдавала:ИнициализацияВсем приветУдалениеСаму функцию main() менять нельзя.148Бьерн Страуструп.Язык программирования С++ГЛАВА 6.Не плоди объекты без нужды.- В. ОккамЭта глава посвящена понятию производного класса.
Производные классы - это простое, гибкое иэффективное средство определения класса. Новые возможности добавляются к уже существующемуклассу, не требуя его перепрограммирования или перетрансляции. С помощью производных классовможно организовать общий интерфейс с несколькими различными классами так, что в других частяхпрограммы можно будет единообразно работать с объектами этих классов.
Вводится понятиевиртуальной функции, которое позволяет использовать объекты надлежащим образом даже в техслучаях, когда их тип на стадии трансляции неизвестен. Основное назначение производных классов –упростить программисту задачу выражения общности классов.6.1 Введение и краткий обзорЛюбое понятие не существует изолированно, оно существует во взаимосвязи с другими понятиями, имощность данного понятия во многом определяется наличием таких связей. Раз класс служит дляпредставления понятий, встает вопрос, как представить взаимосвязь понятий.
Понятие производногокласса и поддерживающие его языковые средства служат для представления иерархических связей,иными словами, для выражения общности между классами. Например, понятия окружности итреугольника связаны между собой, так как оба они представляют еще понятие фигуры, т.е. содержатболее общее понятие. Чтобы представлять в программе окружности и треугольники и при этом неупускать из вида, что они являются фигурами, надо явно определять классы окружность и треугольниктак, чтобы было видно, что у них есть общий класс - фигура.
В главе исследуется, что вытекает из этойпростой идеи, которая по сути является основой того, что обычно называется объектноориентированным программированием.Глава состоит из шести разделов:$$6.2 с помощью серии небольших примеров вводится понятие производного класса, иерархииклассов и виртуальных функций.$$6.3 вводится понятие чисто виртуальных функций и абстрактных классов, даны небольшиепримеры их использования.$$6.4 производные классы показаны на законченном примере$$6.5 вводится понятие множественного наследования как возможность иметь для класса болееодного прямого базового класса, описываются способы разрешения коллизий имен,возникающих при множественном наследовании.$$6.6 обсуждается механизм контроля доступа.$$6.7 приводятся некоторые приемы управления свободной памятью для производных классов.В последующих главах также будут приводиться примеры, использующие эти возможности языка.6.2 Производные классыОбсудим, как написать программу учета служащих некоторой фирмы.
В ней может использоваться,например, такая структура данных:struct employee {char*name;shortage;shortdepartment;intsalary;employee* next;// ...};//////////149служащиеимявозрастотделокладБьерн Страуструп.Язык программирования С++Поле next нужно для связывания в список записей о служащих одного отдела (employee).
Теперьпопробуем определить структуру данных для управляющего (manager):struct manager {employee emp;employee* group;shortlevel;// ...};// запись employee для управляющего// подчиненный коллективУправляющий также является служащим, поэтому запись employee хранится в члене emp объектаmanager. Для человека эта общность очевидна, но для транслятора член emp ничем не отличается отдругих членов класса. Указатель на структуру manager (manager*) не является указателем на employee(employee*), поэтому нельзя свободно использовать один вместо другого.
В частности, без специальныхдействий нельзя объект manager включить в список объектов типа employee. Придется либоиспользовать явное приведение типа manager*, либо в список записей employee включить адрес членаemp. Оба решения некрасивы и могут быть достаточно запутанными. Правильное решение состоит втом, чтобы тип manager был типом employee с некоторой дополнительной информацией:struct manager : employee {employee* group;short level;// ...};Класс manager является производным от employee, и, наоборот, employee является базовым классомдля manager.
Помимо члена group в классе manager есть члены класса employee (name, age и т.д.).Графически отношение наследования обычно изображается в виде стрелки от производных классов кбазовому:employee^|managerОбычно говорят, что производный класс наследует базовый класс, поэтому и отношение между ниминазывается наследованием. Иногда базовый класс называют суперклассом, а производный подчиненным классом. Но эти термины могут вызывать недоумение, поскольку объект производногокласса содержит объект своего базового класса.
Вообще производный класс больше своего базового втом смысле, что в нем содержится больше данных и определено больше функций.Имея определения employee и manager, можно создать список служащих, часть из которых является иуправляющими:void f(){manager m1, m2;employee e1, e2;employee* elist;elist = &m1;m1.next = &e1;e1.next = &m2;m2.next = &e2;e2.next = 0;}//////////поместить m1поместить e1поместить m2поместить m2конец спискаввввelistelistelistelistПоскольку управляющий является и служащим, указатель manager* можно использовать как employee*.В то же время служащий не обязательно является управляющим, и поэтому employee* нельзяиспользовать как manager*.В общем случае, если класс derived имеет общий базовый класс base, то указатель на derived можнобез явных преобразований типа присваивать переменной, имеющей тип указателя на base. Обратноепреобразование от указателя на base к указателю на derived может быть только явным:150Бьерн Страуструп.void g(){manager mm;employee* pe = &mm;employee ee;manager* pm = ⅇpm->level = 2;pm = (manager*) pe;pm->level = 2;Язык программирования С++// нормально//////////////////ошибка:не всякий служащий является управляющимкатастрофа: при размещении eeпамять для члена `level' не выделяласьнормально: на самом деле peне настроено на объект mm типа managerотлично: pm указывает на объект mmтипа manager, а в нем при размещениивыделена память для члена `level'}Иными словами, если работа с объектом производного класса идет через указатель, то его можнорассматривать как объект базового класса.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
