Б. Страуструп - Язык программирования С++ (1119446), страница 93
Текст из файла (страница 93)
Однако, всякий опытный программист знает, что такое"засорение" пространства имен может привести в конце концов к неприятностям: кто-то можетненарочно использовать имена f или v не по назначению или нарочно обратиться к f или v, прямоиспользуя "специфику реализации" и обойдя тем самым явный интерфейс компонента. Здесь возможнытри решения:[1]Дать "необычные" имена объектам и функциям, которые не рассчитаны на пользователя.[2]Объекты или функции, не предназначенные для пользователя, описать в одном из файловпрограммы как статические (static).[3]Поместить объекты и функции, не предназначенные для пользователя, в класс, определениекоторого закрыто для пользователей.Первое решение примитивно и достаточно неудобно для создателя программы, но оно действует:// не используйте специфику реализации compX,// если только вы не разработчик compX:extern void compX_f(T2*, const char*);extern T3 compX_v;// ...Такие имена как compX_f и compX_v вряд ли могут привести к коллизии, а на тот довод, чтопользователь может быть злоумышленником и использовать эти имена прямо, можно ответить, чтопользователь в любом случае может оказаться злоумышленником, и что языковые механизмы защитыпредохраняют от несчастного случая, а не от злого умысла.
Преимущество этого решения в том, чтооно применимо всегда и хорошо известно. В то же время оно некрасиво, ненадежно и усложняет вводтекста. Второе решение более надежно, но менее универсально:// специфика реализации compX:static void compX_f(T2* a1, const char *a2) { /* ... */ }static T3 compX_v;// ...Трудно гарантировать, что информация, используемая в классах одного компонента, будет доступна330Бьерн Страуструп.Язык программирования С++только в одной единице трансляции, поскольку операции, работающие с этой информацией, должныбыть доступны везде. Это решение может к тому же привести к громадным единицам трансляции, а внекоторых отладчиках для С++ не организован доступ к именам статических функций и переменных.
Вто же время это решение надежно и часто оптимально для небольших компонентов. Третье решениеможно рассматривать как формализацию и обобщение первых двух:class compX_details { // специфика реализации compXpublic:static void f(T2*, const char*);static T3 v;// ...};Описание compX_details будет использовать только создатель класса, остальные не должны включатьего в свои программы.В компоненте конечно может быть много классов, не предназначенных для общего пользования. Еслиих имена тоже рассчитаны только на локальное использование, то их также можно "спрятать" внутриклассов, содержащих специфику реализации:class compX_details { // специфика реализации compX.public:// ...class widget {// ...};// ...};Укажем, что вложенность создает барьер для использования widget в других частях программы. Обычноклассы, представляющие ясные понятия, считаются первыми кандидатами на повторноеиспользование, и, значит составляют часть интерфейса компонента, а не деталь реализации.
Другимисловами, хотя для сохранения надлежащего уровня абстракции вложенные объекты, используемые дляпредставления некоторого объекта класса, лучше считать скрытыми деталями реализации, классы,определяющие такие вложенные объекты, лучше не делать скрытыми, если они имеют достаточнуюобщность. Так, в следующем примере упрятывание, пожалуй, излишне:class Car {class Wheel {// ...};Wheel flw, frw, rlw, rrw;// ...};Во многих ситуациях для поддержания уровня абстракции понятия машины (Car) следует упрятыватьреальные колеса (класс Wheel), ведь когда вы работаете с машиной, вы не можете независимо от нееиспользовать колеса. С другой стороны, сам класс Wheel является вполне подходящим для широкогоиспользования, поэтому лучше вынести его определение из класса Car:class Wheel {// ...};class Car {Wheel flw, frw, rlw, rrw;// ...};Использовать ли вложенность? Ответ на этот вопрос зависит от целей проекта и общностииспользуемых понятий.
Как вложенность, так и ее отсутствие могут быть вполне допустимымирешениями для данного проекта. Но поскольку вложенность предохраняет от засорения общегопространства имен, в своде правил ниже рекомендуется использовать вложенность, если только нетпричин не делать этого.331Бьерн Страуструп.Язык программирования С++Отметим, что заголовочные файлы дают мощное средство для различных представлений компонентразным пользователям, и они же позволяют удалять из представления компонента для пользователя теклассы, которые связаны со спецификой реализации.Другим средством построения компонента и представления его пользователю служит иерархия.
Тогдабазовый класс используется как хранилище общих данных и функций. Таким способом устраняетсяпроблема, связанная с глобальными данными и функциями, предназначенными для реализации общихзапросов классов данного компонента. С другой стороны, при таком решении классы компонентастановятся слишком связанными друг с другом, а пользователь попадает в зависимость от всехбазовых классов тех компонентов, которые ему действительно нужны. Здесь также проявляетсятенденция к тому, что члены, представляющие "полезные" функции и данные "всплывают" к базовомуклассу, так что при слишком большой иерархии классов проблемы с глобальными данными ифункциями проявятся уже в рамках этой иерархии.
Вероятнее всего, это произойдет для иерархии содним корнем, а для борьбы с этим явлением можно применять виртуальные базовые классы ($$6.5.4).Иногда лучше выбрать иерархию для представления компонента, а иногда нет. Как всегда сделатьвыбор предстоит разработчику.12.4 Интерфейсы и реализацииИдеальный интерфейс должен-представлять полное и согласованное множество понятий для пользователя,-быть согласованным для всех частей компонента,-скрывать специфику реализации от пользователя,-допускать несколько реализаций,-иметь статическую систему типов,-определяться с помощью типов из области приложения,-зависеть от других интерфейсов лишь частично и вполне определенным образом.Отметив необходимость согласованности для всех классов, которые образуют интерфейс компонента состальным миром, мы можем упростить вопрос интерфейса, рассмотрев только один класс, например:class X {Y a;Z b;public:void f(const char* ...);void g(int[],int);void set_a(Y&);Y& get_a();};// пример плохого определения интерфейсаВ этом интерфейсе содержится ряд потенциальных проблем:--Типы Y и Zтрансляции.используются так, что определения Y и Z должны быть известны во время-У функции X::f может быть произвольное число параметров неизвестного типа (возможно, оникаким-то образом контролируются "строкой формата", которая передается в качестве первогопараметра).-Функция X::g имеет параметр типа int[].
Возможно это нормально, но обычно этосвидетельствует о том, что определение слишком низкого уровня абстракции. Массив целых неявляется достаточным определением, так как неизвестно из скольких он может состоятьэлементов.-Функции set_a() и get_a(), по всей видимости, раскрывают представление объектов класса X,разрешая прямой доступ к X::a.332Бьерн Страуструп.Язык программирования С++Здесь функции-члены образуют интерфейс на слишком низком уровне абстракции. Как правило классыс интерфейсом такого уровня относятся к специфике реализации большого компонента, если онивообще могут к чему-нибудь относиться.
В идеале параметр функции из интерфейса долженсопровождаться такой информацией, которой достаточно для его понимания. Можно сформулироватьтакое правило: надо уметь передавать запросы на обслуживание удаленному серверу по узкому каналу.Язык С++ раскрывает представление класса как часть интерфейса. Это представление может бытьскрытым (с помощью private или protected), но обязательно доступным транслятору, чтобы он могразместить автоматические (локальные) переменные, сделать подстановку тела функции и т.д.Отрицательным следствием этого является то, что использование типов классов в представлениикласса может привести к возникновению нежелательных зависимостей. Приведет ли использованиечленов типа Y и Z к проблемам, зависит от того, каковы в действительности типы Y и Z. Если этодостаточно простые типы, наподобие complex или String, то их использование будет вполнедопустимым в большинстве случаев.
Такие типы можно считать устойчивыми, и необходимостьвключать определения их классов будет вполне допустимой нагрузкой для транслятора. Если же Y и Zсами являются классами интерфейса большого компонента (например, типа графической системы илисистемы обеспечения банковских счетов), то прямую зависимость от них можно считать неразумной.
Втаких случаях предпочтительнее использовать член, являющийся указателем или ссылкой:class X {Y* a;Z& b;// ...};При этом способе определение X отделяется от определений Y и Z, т.е. теперь определение X зависиттолько от имен Y и Z. Реализация X, конечно, будет по-прежнему зависеть от определений Y и Z, но этоуже не будет оказывать неблагоприятного влияния на пользователей X.Вышесказанное иллюстрирует важное утверждение: У интерфейса, скрывающего значительный объеминформации (что и должен делать полезный интерфейс), должно быть существенно меньшезависимостей, чем у реализации, которая их скрывает. Например, определение класса X можнотранслировать без доступа к определениям Y и Z. Однако, в определениях функций-членов класса X,которые работают со ссылками на объекты Y и Z, доступ к определениям Y и Z необходим. При анализезависимостей следует рассматривать раздельно зависимости в интерфейсе и в реализации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
