Б. Страуструп - Язык программирования С++ (1119446), страница 98
Текст из файла (страница 98)
Можно, как всегда, посоветовать пользователям избегатьизлишней зависимости от деталей реализации.347Бьерн Страуструп.Язык программирования С++Функция has_base() ищет базовые классы с помощью имеющегося в Type_info списка базовых классов.Хранить информацию о том, является ли базовый класс частным или виртуальным, не нужно, посколькувсе ошибки, связанные с ограничениями доступа или неоднозначностью, будут выявлены притрансляции.class base_iterator {short i;short alloc;const Type_info* b;public:const Type_info* operator() ();void reset() { i = 0; }base_iterator(const Type_info* bb, int direct=0);~base_iterator() { if (alloc) delete[] (Type_info*)b; }};В следующем примере используется необязательный параметр для указания, следует лирассматривать все базовые классы (direct==0) или только прямые базовые классы (direct==1).base_iterator::base_iterator(const Type_info* bb, int direct){i = 0;if (direct) { // использование списка прямых базовых классовb = bb;alloc = 0;return;}// создание списка прямых базовых классов:// int n = число базовыхb = new const Type_info*[n+1];// занести базовые классы в balloc = 1;return;}const Type_info* base_iterator::operator() (){const Type_info* p = &b[i];if (p) i++;return p;}Теперь можно задать операции запросов о типе с помощью макроопределений:#define static_type_info(T) T::info()#define ptr_type_info(p)((p)->get_info())#define ref_type_info(r)((r).get_info())#define ptr_cast(T,p) \(T::info()->can_cast((p)->get_info()) ? (T*)(p) : 0)#define ref_cast(T,r) \(T::info()->can_cast((r).get_info()) \? 0 : throw Bad_cast(T::info()->name()), (T&)(r))Предполагается, что тип особой ситуации Bad_cast (Ошибка_приведения) описан так:class Bad_cast {const char* tn;// ...public:Bad_cast(const char* p) : tn(p) { }const char* cast_to() { return tn; }// ...348Бьерн Страуструп.Язык программирования С++};В разделе $$4.7 было сказано, что появление макроопределений служит сигналом возникших проблем.Здесь проблема в том, что только транслятор имеет непосредственный доступ к литеральным типам, амакроопределения скрывают специфику реализации.
По сути для хранения информации длядинамических запросов о типах предназначена таблица виртуальных функций. Если реализациянепосредственно поддерживает динамическую идентификацию типа, то рассматриваемые операцииможно реализовать более естественно, эффективно и элегантно.
В частности, очень простореализовать функцию ptr_cast(), которая преобразует указатель на виртуальный базовый класс вуказатель на его производные классы.13.5.3 Как создать систему динамических запросов о типеЗдесь показано, как можно прямо реализовать динамические запросы о типе, когда в трансляторе такихвозможностей нет.
Это достаточно утомительная задача и можно пропустить этот раздел, так как в неместь только детали конкретного решения.Классы set и slist_set из $$13.3 следует изменить так, чтобы с ними могли работать операции запросов отипе. Прежде всего, в базовый класс set нужно ввести функции-члены, которые используют операциизапросов о типе:class set {public:static const Type_info info_obj;virtual typeid get_info() const;static typeid info();// ...};При выполнении программы единственным представителем объекта типа set является set::info_obj,который определяется так:const Type_info set::info_obj("set",0);С учетом этого определения функции тривиальны:typeidtypeidtypeidtypeidset::get_info() const { return &info_obj; }set::info() { return &info_obj; }slist_set::get_info() const { return &info_obj; }slist_set::info() { return &info_obj; }Виртуальная функция get_info() будет предоставлять операции ref_type_info() и ptr_type_info(), астатическая функция info() - операцию static_type_info().При таком построении системы запросов о типе основная трудность на практике состоит в том, чтобыдля каждого класса объект типа Type_info и две функции, возвращающие указатель на этот объект,определялись только один раз.Нужно несколько изменить класс slist_set:class slist_set : public set, private slist {// ...public:static const Type_info info_obj;virtual typeid get_info() const;static typeid info();// ...};static const Type_info* slist_set_b[]= { &set::info_obj, &slist::info_obj, 0 };const Type_info slist_set::info_obj("slist_set",slist_set_b);typeid slist_set::get_info() const { return &info_obj; }typeid slist_set::info() { return &info_obj; }349Бьерн Страуструп.Язык программирования С++13.5.4 Расширенная динамическая информация о типеВ классе Type_info содержится только минимум информации, необходимой для идентификации типа ибезопасных операций приведения.
Но поскольку в самом классе Type_info есть функции-члены info() иget_info(), можно построить производные от него классы, чтобы в динамике определять, какие объектыType_info возвращают эти функции. Таким образом, не меняя класса Type_info, пользователь можетполучать больше информации о типе с помощью объектов, возвращаемых функциями dynamic_type() иstatic_type(). Во многих случаях дополнительная информация должна содержать таблицу членовобъекта:struct Member_info {char* name;Type_info* tp;int offset;};class Map_info : public Type_info {Member_info** mi;public:static const Type_info info_obj;virtual typeid get_info() const;static typeid info();// функции доступа};Класс Type_info вполне подходит для стандартной библиотеки.
Это базовый класс с минимумомнеобходимой информации, из которого можно получать производные классы, предоставляющиебольше информации. Эти производные классы могут определять или сами пользователи, или какие-тослужебные программы, работающие с текстом на С++, или сами трансляторы языка.13.5.5 Правильное и неправильное использование динамическойинформации о типеДинамическая информация о типе может использоваться во многих ситуациях, в том числе для:объектного ввода-вывода, объектно-ориентированных баз данных, отладки.
В тоже время великавероятность ошибочного использования такой информации. Известно,что в языке Симулаиспользование таких средств, как правило, приводит к ошибкам. Поэтому эти средства не быливключены в С++. Слишком велик соблазн воспользоваться динамической информацией о типе, тогдакак правильнее вызвать виртуальную функцию.
Рассмотрим в качестве примера класс Shape из $$1.2.5.Функцию rotate можно было задать так:void////{ifrotate(const Shape& s)неправильное использование динамическойинформации о типе(ref_type_info(s)==static_type_info(Circle)) {// для этой фигуры ничего не надо}else if (ref_type_info(s)==static_type_info(Triangle)) {// вращение треугольника}else if (ref_type_info(s)==static_type_info(Square)) {// вращение квадрата}// ...}Если для переключателя по типу поля мы используем динамическую информацию о типе, то тем самымнарушаем в программе принцип модульности и отрицаем сами цели объектно-ориентированногопрограммирования. К тому же это решение чревато ошибками: если в качестве параметра функциибудет передан объект производного от Circle класса, то она сработает неверно (действительно,350Бьерн Страуструп.Язык программирования С++вращать круг (Circle) нет смысла, но для объекта, представляющего производный класс, это можетпотребоваться).
Опыт показывает, что программистам, воспитанным на таких языках как С или Паскаль,трудно избежать этой ловушки. Стиль программирования этих языков требует меньшепредусмотрительности, а при создании библиотеки такой стиль можно просто считать небрежностью.Может возникнуть вопрос, почему в интерфейс с системой динамической информации о типе включенаусловная операция приведения ptr_cast(), а не операция is_base(), которая непосредственноопределяется с помощью операции has_base() из класса Type_info.
Рассмотрим такой пример:void f(dialog_box& db){if (is_base(&db,dbox_w_str)) {// является ли db базовым// для dbox_w-str?dbox_w_str* dbws = (dbox_w_str*) &db;// ...}// ...}Решение с помощью ptr_cast ($$13.5) более короткое, к тому же здесь явная и безусловная операцияприведения отделена от проверки в операторе if, значит появляется возможность ошибки,неэффективности и даже неверного результата.
Неверный результат может возникнуть в тех редкихслучаях, когда система динамической идентификации типа распознает, что один тип являетсяпроизводным от другого, но транслятору этот факт неизвестен, например:class D;class B;void g(B* pb){if (is_base(pb,D)) {D* pb = (D*)pb;// ...}// ...}Если транслятору пока неизвестно следующее описание класса D:class D : public A, public B {// ...};то возникает ошибка, т.к.
правильное приведение указателя pb к D* требует изменения значенияуказателя. Решение с операцией ptr_cast() не сталкивается с этой трудностью, поскольку эта операцияприменима только при условии, что в области видимости находятся описания обеих ее параметров.Приведенный пример показывает, что операция приведения для неописанных классов по сути своейненадежна, но запрещение ее существенно ухудшает совместимость с языком С.13.6 Обширный интерфейсКогда обсуждались абстрактные типы ($$13.3) и узловые классы ($$13.4), было подчеркнуто, что всефункции базового класса реализуются в самом базовом или в производном классе.
Но существует идругой способ построения классов. Рассмотрим, например, списки, массивы, ассоциативные массивы,деревья и т.д. Естественно желание для всех этих типов, часто называемых контейнерами, создатьобобщающий их класс, который можно использовать в качестве интерфейса с любым из перечисленныхтипов. Очевидно, что пользователь не должен знать детали, касающиеся конкретного контейнера. Нозадача определения интерфейса для обобщенного контейнера нетривиальна. Предположим, что такойконтейнер будет определен как абстрактный тип, тогда какие операции он должен предоставлять?Можно предоставить только те операции, которые есть в каждом контейнере, т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
