Б. Страуструп - Язык программирования С++. Специальное издание, 3-изд. Бином. 2004 (1160791), страница 78
Текст из файла (страница 78)
Производные классы зовом классе, и только очень небольшие изменения допускаются для типа возвращаемого значения Я 15.б.2). Виртуальную функцию-член иногда называют методом. Виртуальная функция должна быть определена для класса, в котором она впервые объявлена (если только она не объявлена в виде чисто виртуальной функции; см. Х 12.3). Например: иоЫ Етр(оуее: рпп! () соле! ( сои! «Гот!1у пате « '1Г «Йерагстепг «'~п'; 0- Виртуальную функцию можно использовать, даже если у ее класса нет производных классов. Производный класс, который не нуждается в собственной версии виртуальной функции, не обязан ее реализовывать.
При создании производного класса вы можете реализовать требуемую функцию, только если в этом есть необходимость. Например: с1аее Малауег ри61!с етр1оуее ( ее1еЕтр(оуее'> угоир; еЬогт 1еое1, 0- риЫ!с Малпдег (соле!а!г!луй пате, Ы! с!ер1, т! 1о)); ооЫ рпп! () солж; О. иоЫМппауег рг!п! () соле! ( Етр1оуее. рг(пг(); сои! « "'феое1 " «1еое1 « ",л'; 0- ) Говорят, что функция из производного класса с тем же именем и с тем же набором типов аргументов, что и виртуальная функция в базовом классе, замещает (очегги(е) виртуальную функцию из базового класса. За исключением случаев, когда мы явно указываем, какая версия виртуальной функции должна выаываться (как в случае Етр1оуеесрг!п! () — вызов функции из базового класса), активизируется наиболее подходящий для вызывающего объекта вариант замешенной функции.
Теперь глобальная функция рг!и! етр!оуее () (2 12.2.5) не нужна, потому что ее место заняли функции-члены рг!п1(). Список сотрудников можно вывести следующим образом: ооЫ рг!пГ 1!ег (соле! !М1 <Етр1оуее*>й е) ( аког )11е1<Етр(оуее'> клопе! Пега!огр = еЬерп () р!=еегЫ();++р) //сл. у 272 ('р) — >рплг (); или даже 360 Глава 12. Производные классы ио!с! ргсп! 1!з! (сопз! 1!з!<Етр!оуее" >3с з) !ог сасЬ (з Ьеу!п (), з епс! (), тет 1ип (ЬЕтр1оуессрг!и!)) О см. У' 3.8.5 Каждый сотрудник будет «нынеден» в соответствии с его типом. Например: гп! та!п () ( Етр!оусс е ("Вгогип', !234); Мапауег т ( Зт!!Ь, !234, 2); !!з!<Етр!оуес*> стр1; стр1 рисЬ Гюп1(йе), Оси.
3 2.5.4 стр! рисЬ !гоп!(3ст); ргуп! Йс! (етр!); выведет: втаЬ !234 1еис! 2 Вю 1234 Обратите внимание, что все будет работать даже если функция рг!л! Йз! () была написана и откомпилирована до того, как класс МапаЬсег был вообще задуман! Это являе~ся очень вамсным моментом работы с классами. При правильном использовании ланный факт с.лужит краеугольным камнем объектно-ориентированных проектов и придает стабильность развивакнцийся программе.
Когда функции Етр1оуее ведут себя «правильно» независимо от того, какой конкретно производный от Етр!оуее класс используется, вто называется пол морфизмом. Тип, имеющий виртуальные функции, называется полииорфним типом. Для достижения полиморфного поведения в С++ нызываемые функции-члены должны быть виртуальными, и доступ к объектам должен осуществляться через ссылки или указатели. При непосредственных манипуляциях с объектом (без помощи указателя или ссылки) его точный тип известен компилятору, и поэтому полиморфизм времени выполнения не требуется. Понятно, что для реализации полиморфизма компилятор должен хранить некоторую информацию о типе н каждом объекте класса Етр1оуее и пользоваться ею для вызова нужной версии виртуальной функции рг!п1(), В типичной реализации используемое для этих целей количество памяти равно размеру указателя Ц 2.5.5).
Это пространство используется в объектах классов с ниртуальными функциями, а не в каждом объекте вообще и даже не в кажлом обьекте производного класса. Вы расплачиваетесь памятью только за классы, в которых объявляете виртуальные функции. Если бы вы выбрали другое решение — например поле типа — для хранения типа потребовалось бы сравнимое количество памяти. Вызов функции с использованием оператора разрешения области видимости::, как это сделано н Мападегсрг!и! (), таран~пруст, что виртуальный механизм не задействуется. В противном случае вызов Малауегсрг1п! привел бы к бесконечной рекурсии.
Использование имен с квалификатором дает еще один положительный эффект. Если виртуальная функция объявлена встраиваемой ()п!(пе), что встречается довольно часто, и задействован оператор::, то может использоваться нстраивание фун- 361 12.2. Абстрактные классы кцни в место вызова. Это прелоставляет программисту эффективное средство для важных специальных случаев, когда одна виртуальная функция вызывает другую с тем же объектом. Примером является функция Мападегсрпп! ().
Так как тип объекта определен при вызовеМапауегсрнп1 (), нет необходимости динамически определять его снова при последнем вызове Егпр!оуеесрг!п1 (). Стоит помнить, что тралиционной и очевидной реализацией вызова виртуальной функции является просто косвенный вызов функции Я 2.5.5), поэтому соображения эффективности не должны никого отпугивать от применения виртуальных функций там, где считается приемлемым вызов обычной функции. 12.3.
Абстрактные классы Многие классы схожи с классом Егпр1одее в том, что они полезны как сами по себе, так и в качестве базы для производных классов. Для таких классов методы, описанные в предыдущем разделе, являются вполне достаточными. Однако не все классы соответствуют такому образцу. Некоторые классы, такие как 56аре (фигура), представляют абстрактную концепцию, для которой не могут существовать объекты. Класс 5Иаре имеет смысл только в качестве базы для производных классов. Это можно усмотреть хотя бы из того факта, что невозможно разумно определить виртуальные функции в самом ЗИаре: с1авв 5баре ( рибйс о!г1 ив! иоЫ го1а!е (!пб ( еггог ("5Иаресго1а1е~; ) Ыггиа! ооЫ й-аш () ( еггог ("5Иаре;Ыгаш") ) Попытка создания фигуры такого рода допустима, но неразумна: 5Иаре в; // глупо: «фигура без фораы» Такое объявление неразумно, потому что каждая операция с в приводит к выводу сообщения об ошибке.
Лучшей альтернативой является об ьявление виртуальных функций класса 56аре в виде чисто виртуальных функций. Виртуальная функция делается «чнстой» при помощи инициализатора = О: //абстрактный класс с!аев 5баре ( риЫ!с Ыгь ив! иоЫ го1асе (!пй = О; ьйг1иа! иоЫ с!гаш () = О; о!гтиа!ио!г!!в с!овес!() =О; // чинно виргауальная функция // чисто виртуальная функция // чисто виртуальная функция Класс с олной нли несколькими чисто виртуальными функциями называется абст- ракгпньпк классолс Невозможно создать объект абстрактного класса: //ошибка: переменная абстрактного класса 5баре 5Иарев, Абстрактный класс можно использовать только как интерфейс и в качестве базы для других классов.
Например: Глава 12. Производные классы 362 с!аззРоьп1(/" ...*/); с!азз С!гс! е: риЫ!с БЬаре ( Рош1 септег; риЫ1а иоа1 гота1е (!лг) ( ) ио!д дгат (); Ьоо! !з с!озет! () ( геилгп 1гие; ) //замещение к Ьпреито1а1е //замещение БЬпренйтаа //замещение Б!шре;пз с!окей Си.с!е (Рошг р, !п1 з); рг!оаге: Ро!п1 септег, !лг гас(!из; )' Чисто виртуальная функция, которая не определена в производном классе, остается чисто виртуальной, поэтому такой производный класс, как н базовый, является абстрактным. Это позволяет нам строить реализацию поэтапно: с1азз Ро!ууоп: риЫис В даре ( //абсзлрпктный класс многоугольников риЫ1а Ьоо! гз с!озеь! () ( ге!игл 1гие; ) //волнение $6арек1з с!озед // ... дтпш и тозп1е не замещены., // ошибка: объявление объекта абстрактн<мо кл песа Ро!упоп Ро!ууол 6; с1 а за 1тгеуи!агро!уаоп: ри Ы(с Ро!ууол ( !1з1 -Ро!п1ь !р; риЫ!с; ио!д дгаш (); оои1 то1 а1е (шт); // зпмещение БЬарендтаи // замещение БЬаренто1а1е // 1ютеуи!агро!удал ро!у (зов ерошгз); // правильно !в предположении // наличия конструктора) с1азз СЬагасгег с!еи!се( риЫгс.
Ыг1иа! т'1 орел (1п1 ор1) = О; ии1иа! !лтс!озе (т1 орй = О; тгти а1 ш1 ге ай (сдпг* р, !л1 л) = О; и!т1ип! !л1 шт11е (сопл! сйаг" р, ш1 л) = О, и!ггиа! ш'1!осП(ш1...) =.О; о1г(иа!-СЬагас1ег деисе () () // виртуальный деппрукп1ор Мы можем определить драйверы в виде классов, производных от Ейагас1ег г!ео!се, и управлять драйверами через этот интерфейс. Важность виртуального деструкто- ра объясняется в ~ 12А.2, Важным примером использования абстрактных классов является предоставление интерфейса с полным отсутствием деталей реализации.
Например, операционная система может скрыть детали реализации драйверов устройств за интерфейсом аб- страктного класса: збз 12.4. Проектирование иерархий классов Теперь, после знакомства с абстрактными классами, мы имеем основные средства написания законченных программ в стиле модульного программирования с использованием классов в качестве строительных блоков. 12.4. Проектирование иерархий классов Рассмотрим простую проектную задачу: ввод в программу целого значения через пользовательский интерфейс. Это можно сделать огромным количеством способов. Для выделения нашей программы из этого множества, а также чтобы иметь возможность исследовать различные варианты проекта, давайте начнем с определения программной модели столь простой операции ввода.
Мы оставим на потом детали реализации с использованием реальной системы пользовательского интерфейса. Идея состоит в создании класса.(ва! Ьох, который знает диапазон воспринимаемых значений. Программа может затребовать у 1ва1 Ьох его значение, а также попросить этот класс выдать пользователю приглашение на ввод (когда необходимо).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
