И.Г. Головин, И.А. Волкова - Языки и методы программирования (1160773), страница 17

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

Текст из файла (страница 17)

Однако если хотябы одно из перегруженных имен не является именем подпрограм­мы, то имеет место конфликт имен, который рассматривается какошибка.Разрешение иметь одно имя для разных вариантов подпрограммысвязано с тем, что подпрограмма — это абстракция операции (функ­ция) или действия с побочным эффектом (процедура), а операции(действия) могут иметь разные варианты реализации, оставаясь со­держательно одной и той же сущностью. Более того, большинствостандартных операций и процедур в языках программирования ужеперегружено.

Например, операция сложения в любом языке с не­сколькими числовыми типами имеет несколько вариантов (по одномудля каждого типа). То же самое относится к стандартным процедурамввода-вывода (например, в языке Паскаль): для каждого простоготипа есть свой вариант процедуры write или read. Естественнораспространить перегрузку и на имена пользовательских процедур­ных абстракций.Таким образом, в случае перегруженных имен подпрограмм мыимеем дело не с разными одноименными сущностями, а с одной80сущностью (операцией или действием), имеющей несколько вари­антов реализации.Такая ситуация (одна сущность — несколько форм сущности)называется полиморфизмом.

Языки программирования имеют не­сколько видов полиморфизма. Полиморфизм при перегрузке частоназывают статическим, поскольку выбор формы (варианта реали­зации) происходит статически, во время трансляции. Подробнееварианты полиморфизма обсуждаются в гл. 8 и 10.Перегрузка имен подпрограмм сводится к тому, что транслятордолжен связать вызов подпрограммы с вариантом ее реализации(объявлением). Какая информация требуется для того, чтобы этотвыбор был однозначным?В языках C++, C# и Java перегрузка имен функций (напомним,что термина «подпрограмма» в этих языках нет) происходит наоснове профиля параметров функции.

Профиль функции (назы­ваемый иногда сигнатурой) — это упорядоченный список типовформальных параметров из объявления функции. Имена параметрови тип возвращаемого значения не входят в профиль. Так как типыфактических параметров вызова известны компилятору, то вызовуфункции соответствует список типов фактических параметров (про­филь вызова). Следовательно, для нахождения требуемого вариантареализации (объявления функции) нужно найти объявление с про­филем, соответствующим профилю вызова. Самый простой вариантсоответствия — совпадение профилей функции и вызова.

Такимобразом, понятно, что разные объявления одноименной функциив одной области видимости должны иметь разные профили. На­пример:void f ();void f (int);void f(const char *);f () ; // вызов первой функцииf(0); // вызов второй функцииf ("overloading sample"); // вызов третьей функцииКонкретный механизм сопоставления профилей может бытьдостаточно сложным, так как точное совпадение — это частныйслучай. При поиске соответствия профилей необходимо учитыватьстандартные неявные преобразования, пользовательские преоб­разования (если они разрешены) и другие аспекты. Подробностиправил перегрузки рассматриваются в конкретных руководствах[2, 17, 28].Некоторые языки программирования (например, C# и C++) по­зволяют перегружать не только имена подпрограмм, но и некоторыестандартные операции, трактуя их как функции. Особенно богатыевозможности перегрузки стандартных операций предоставляютсяязыком C++.

Подробнее это рассматривается в гл. 7.816.3. Подпрограммные типы данныхКак уже говорилось в подразд. 5.1, имена функций в С и C++ рас­сматриваются как указатели. В результате можно рассматривать име­на функций как константы некоторых указательных типов данных.В С и C++ такие типы можно назвать функциональными (а в другихязыках подпрограммными).Функциональные типы необходимы, например для передачифункций как параметров других функций.Приведем пример переменной функционального типа:double (*pFunc)pFunc = cos;(double);Такое описание означает, что pFunc — это указатель на функциюот одного параметра типа double, возвращающую значение тожетипа double. Далее переменной pFunc присваивается значениеадреса функции cos (косинус).

Указатели функционального типанеобязательно разыменовывать. Вызывает функцию, присвоеннуюpFunc, следующий оператор:double х = pFunc(1.57);Опишем заголовок функции, вычисляющей определенный инте­грал от функции F на интервале [А, В] с точностью ерs:double Integrate (doubledouble B, double eps);(*F)(double), doubleA,Вызов этой функции может иметь видdouble t = Integrate(sin, 0.0, 1.57, IE-6);Заметим, что несмотря на наличие функционального типа, функ­ции нельзя считать полноценными объектами данных в языке C++(по сравнению с функциональными языками). Главная причинаэтого заключается в том, что множество значений функциональныхтипов состоит только из функциональных констант (имен функций).Нельзя динамически (в процессе выполнения программы) строитьи исполнять новые функции.В целом понятие указателя провоцирует появление ошибокв программах и является слишком низкоуровневым.

Поэтому языкJava не содержит понятия функционального типа, а следовательно,в нем нельзя передавать функции, как параметры. Однако объектноориентированный стиль программирования позволяет обойтись безтакой концепции.Язык C# тем не менее включает в себя понятие «делегаты», анало­гичное функциональному типу, но не основанное непосредственнона концепции указателя и являющееся более надежным.82Делегаты обладают достоинствами функционального типа данных,и в то же время не имеют его недостатков. Внешне объявление деле­гата очень похоже на объявление функционального типа.

Объявлениеделегата начинается с ключевого слова delegate, за которым идетспецификация функции:delegate void Handler (Object о, EventArgs e);// Handler - имя делегатаДелегат Handler можно рассматривать как функциональный тип,значениями которого являются списки функций, каждая из которыхимеет указанный в объявлении делегата прототип. Экземпляр деле­гата объявляется как переменная такого типа:Handler hndl;К экземпляру делегата можно применять следующие операции:присваивание (=);добавление функции (+=);удаление функции(-=);вызов.Представим, что у нас есть несколько функций, удовлетворяющихобъявлению делегата Handler (значение ключевого слова staticобъясняется в гл. 7, сейчас его можно проигнорировать):••••static void MyHandlerl(Object о, EventArgs args){ ••• }static void MyHandler2(Object o, EventArgs args){ ... }Тогда следующее присваивание сотрет старое содержимоеэкземпляра делегата и создает в нем список из одной функцииMyHandlerl:hndl = MyHandlerl;Можно добавить к списку новую функцию MyHandler2:hndl = new Handler(MyHandler2);Теперь операция вызова делегата будет вызывать по очереди всефункции из списка, передавая каждой функции аргументы из вы­зова:EventArgs а = new EventArgs();hndl(this,a); // вызов MyHandlerl и MyHandler2hndl -= MyHandlerl;// удаление MyHandlerl из спискаhndl(this,a); // вызов MyHandler2Делегаты могут использоваться и для передачи функций какпараметров другим функциям (если описать параметр функции какэкземпляр делегата).Глава 7ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОВЫХ ТИПОВ ДАННЫХ7.1.

Класс как тип данныхВ современных языках программирования типы данных рас­сматриваются как совокупность множества значений и множестваопераций над типом. Множество значений определяется структуройданных, а множество операций — это набор подпрограмм, имеющихформальные параметры соответствующего типа. Механизм классовотражает эту концепцию, позволяя объединить структуру данныхтипа и набор его операций в единое понятие, которое и называетсяклассом.Автор языка C++ Б.Страуструп вводит понятие класса как типаданных, определяемого пользователем [28].Класс расширяет понятие записи (структуры) в том смысле, чтоструктуры обладают только данными (полями), а класс может об­ладать и данными, и функциями.Класс представляет собой набор определений членов класса,которому присвоено имя.

Членами класса могут быть переменные(аналогично полям структуры), называемые членами-данными,функции, называемые методами доступа (или просто методами),и другие классы, называемые вложенными. Объявление класса имеетследующий вид:class имя_класса {список_объявлений_членов_класса}//в C++послеобъявлениякласса// поставить точку с запятойнужноОбъявление члена-данного идентично объявлению переменной,объявление метода (члена-функции) — это объявление функции.В C++ в объявлении класса можно указать как полное определениеметода, так и только прототип метода (т.е. заголовок без тела), а вC# и Java требуется полностью определить функцию. Объявлениевложенного класса — это обычное объявление класса.

Перед объ­явлением члена класса могут стоять модификаторы, смысл которыхбудем определять по мере введения модификаторов.Имя класса — это имя типа. Можно объявлять объекты (илиссылки на объекты) так же, как это делается с базисными типамиданных:84имя_класса имя_объектаКак уже отмечалось, объекты классов в C++ размещаются в любомвиде памяти (все зависит от контекста объявления), а в C# и Java —только в динамической памяти при выполнении операции new.Члены класса подразделяются на статические и нестатические.Начнем с рассмотрения статических членов.Приведем пример законченной программы на Java:public class Sample { // это пример на Javapublic static void main(String[] args){Hello.Greet ();}}class Hello {static final String msg = "Hello, world!";static void Greet (){System.out.println(msg);}}Если запустить эту программу, то она выдаст строку Hello,w o r l d ! .

Обратим внимание на класс Hello. Он содержит двачлена, перед обоими стоит модификатор static, превращающийих в статические (по умолчанию эти члены нестатические). Передчленом-данным msg стоит также модификатор final, который со­общает транслятору о том, что присвоенное переменной значениене может измениться (финальное). Другими словами, msg — этоконстанта.Статический член-данное — это переменная, которая существуетв единственном экземпляре для всех объектов класса. Статическийчлен размещается в памяти при загрузке программы (точнее призагрузке класса) независимо от размещения (или неразмещения)объектов класса.Статический метод — это функция, которую можно вызывать, неиспользуя объекты класса.Таким образом, статические члены — это члены, никак не за­висящие от конкретных объектов класса.

Характеристики

Список файлов книги