лекции (2008) (by Kravets) (1160829), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Âûçîâ êîíñòðóòêðà îáÿçàòåëüíî ïðèâÿçûâàåòñÿ ê èíèöèàëèçàöèè è âûçîâ äåñòðóêòîðà - ê óäàëåíèþ.108Âàæíàÿ ÷åðòà Ñ++ - ñâåðòêà ñòåêà, ÷òî ãàðàíòèðóåò âûçîâ äåñòðóêòîðîâ äëÿ ëîêàëüíûõ îáúåêòîâ.RAII - Ïðèîáðåòåíèå ðåñóðñà is initialisationÅñëè êëàññ çàõâàòûâàåò ðåñóðñû - òî êîíñòðóêòîð - ýòî çàõâàò, äåñòðóêòîð - îñâîáîæäåíèå.  Ñ++ åäèíñòâåííàÿ âîçìîæíîñòü óòå÷êè ïàìÿòè - ðàáîòà ñ äèíàìè÷åñêîé ïàìÿòè. C# è Java åñòü ñáîðêà ìóñîðà, íî äëÿ íåå íåò óíèâåðñàëüíîãî ýôôåêòèâíîãî àëãîðèòìà. Ïåðâûé âàðèàíò àëãîðèòìà - ñ÷åò÷èê ññûëîê.Òàêàÿ ìåòîäèêà î÷åíü ïðîñòà, íî îíà íåêîððåêòíî ðàáîòàåò íà êîëüöåâûõ ññûëêàõ.Äðóãàÿ ìåòîäèêà - Mark And Sweep. Åãî íåäîñòàòîê - âîçìîæíà âíåçàïíîå íåóïðàâëÿåìîå çàìåäëåíèå ïðîãðàììû (â ëþáîé ìîìåíò ìîæåòâêëþ÷èòüñÿ ñáîðêà ìóñîðà). Ñ++ ïðîáëåìà ïðè ðàáîòå ñ ïàìÿòüþ - ôðàãìåíòèðîâàíèå ïàìÿòè.M&S ïîçâîëÿåò èçáåæàòü ôðàãìåíòàöèè, íî îí ìåíÿåò àäðåñ îáúåêòà.Íîýòî íå åäèíñòàâåííàÿ ïðîáëåìà ýòîãî àëãîðèòìà.
 C# è Java âûçîâäåñòðóêòîðà âîîáùå íå ãàðàíòèðîâàí, òàê êàê îí âûçûâàåòñÿ òîëüêî ïðèóíè÷òîæåíèè îáúåêòà, òî åñòü êîãäà íå õâàòàåò äèíàìè÷åñêîé ïàìÿòè.Ñáîðêà ìóñîðà íå ïîçâîëÿåò ÿâíî êîíòðîëèðîâàòü î÷èñòêó ðåñóðñîâ. êëàññå object åñòü protected ìåòîäprotected void nalise ();Ñåé÷àñ ñáîðêà ìóñîðà - ïàðàëëåëüíûé ïîòîê ñ íèçêèì ïðèîðèòåòîì.if (!close) closed ();Òàê äîëæåí âûãëÿäåòü ìåòîä nalise. Ñ# âñå åùå õóæå.  Ñ# ïîçâîëÿåòñÿ ïèñàòü äåñòðóêòîð, ïðè÷åìñèíòàêñèñ åãî òî÷íî òàêîé æå êàê è â Ñ++, íî ðàáîòàåò îí íå òàê. Âäåñòðóêòîðå âûçûâàåòñÿ ìåòîä ìåòîä nalise êëàññà object.
Òî åñòü äåñòðóêòîðÿ ïî ñóòè ÿâëÿåòñÿ òåì æå ôèíàëèçàòîðîì. Java ìåòîä î÷èñòêè ðåñóðñîâ ëèáî âûçûâàåòñÿ ÿâíî, ëèáî â ôèíàëèçàòîðå.c = new X();// çàõâàò ðåñóðñàtry {return;}finally {c.close ();//î÷èñòêà ðåñóðñîâ}109Ïðè ýòîì nally - ýòî íå ëîâóøêà. Ñ# ââåëè âïåöèàëüíûé èíòåðôåéñ - IDisposible, êîòîðûé ñîñòîèòèç åäèíîãî ìåòîäà void Dispose (), êîòîðûé ãîâîðèò, ÷òî îáúåêò íå îáÿçàòåëüíî ôèíàëèçèðîâàòü, çàìåùàÿ ñîáîé ôèíàëèçàöèþ.using ( Image im = Imaj.FromFile ()){//...}Òåïåðü ïîñëå using áëîêà âûçîâóòñÿ ìåòîäû dispose äëÿ âñåõ îáúåêòîâ èçusing áëîêà (êîòîðûé (Image im = Imaj.FromFile ())) Java åñòü äâà âèäà ññûëîê. Ñèëüíàÿ ññûëêà - îáû÷íàÿ ññûëêà, ñëàáàÿ ññûëêà:WeakReferenceObject getReference ();Ñëàáûå ññûëêè - ññûëêè íà óæå îñâîáîæäåííóþ ïàìÿòü ñ òî÷êè çðåíèÿ ïðîãðàììèñòà, íî ïàìÿòü åùå íå îñâîáîæäåíà. getReference äëÿ ñëàáîé ññûëêè "ðåàíèìèðóåò"îáúåêò.Ïðèìåð - êåø áðîóçåðà, ïðè ïåðåõîäå íà ñëåä ñòðàíèöó òðåáóåòñÿîñâîáîäèòü êåø áðîóçåðà.
Ññûëêàì íà íèõ ïðèñâàèâàþòñÿ íóëè è îíèïåðåõîäÿò â ðàçðÿä ñëàáûõ ññûëîê. Åñëè âåðíóòüñÿ íàçàä, òî âìåñòî çàïðàøèâàèÿ ðåñóðñîâ ïîâòîðíî ìîæíî ðàññìîòðåòü î÷åðåäü ñëàáûõ ññûëîê è ïîïðîáîâàòü äîñòàòü îáúåêòû. Åñëè îáúåêò íåäîñòóïåí, òî ïðîñòîâåðíåòñÿ null.Èòàê, ìû ïîëó÷àåì ìåõàíèçì êåøèðîâàíèÿ ðåñóðñîâ.Ïóíêò 4. Äîïîëíèòåëüíûå ïðîáëåìû, ñâÿçàííûå ñ òèïàìè.- êîïèðîâàíèå, ñðàâíåíèå- íåÿâíûå ïðåîáðàçîâàíèÿÏðîáëåìà êîïèðîâàíèÿ è ñðàâíåíèÿ îáúåêòà - ìîãóò îòëè÷àòüñÿ îòñòàíäàðòíûõ îïåðàöèé êîïèðîâàíèÿ èëè ñðàâíåíèÿ. Êàê ñðàâíèâàòü èìîæíî ëè îãðàíè÷èòüñÿ ïðîñòûì ïî÷ëåííûì êîïèðîâàíèåì.
Îòñþäà 2ïîíÿòèÿ - ãëóáîêîå êîïèðîâàíèå è ïîâåðõíîñòíîå êîïèðîâàíèå. Deep copyè shallow copy.Íà âîïðîñ î òîì, êàê èìåííî êîïèðîâàòü ìîæåò îòâåòèòü òîëüêî ïðîãðàììèñò.  Ñ++ ñòàíäàðòíîå - ïîâåðõíîñòíîå êîïèðîâàíèå.  äðóãèõÿçûêàõ ñòàíäàðòíîå ïðèñâàèâàíèå - ïîâåðõíîñòíîå êîïèðîâàíèå.  C# è110Java åñòü ìåòîäû clone ().  îáîèõ ÿçûêàõ åñòü ñïåöèàëüíûé èíòåðôåéñIcloneable.Ñ Ñ# â êëàññå Object åñòü ìåòîä MemberwiseClone (), ðåàëèçóþùèéïîâåðõíîñòíîå ïî÷ëåííîå êîïèðîâàíèå, ÷òîá èçáåæàòü ýòîãî îáúåêò äîëæåí ðåàëèçîâûâàòü èíòåðôåéñ ICloneable, â êîòîðîì äîëæåí áûòü ìåòîäclone ().111Ëåêöèÿ 2527.11.2008Îñíîâíàÿ ïðîáëåìà ïîâåðõíîñòíîãî êîïèðîâàíèÿ - âîçìîæíîñòü ïîáî÷íîãî ýôôåêòà ïðè èçìåíåíèè êîïèè îáúåêòà.
Òàêîé ïðîáëåìû â ïðèíöèïå íåò äëÿ òåõ îáúåêòîâ, êîòîðûå ÿâëÿþòñÿ êîíñòàíòíûìè.Ñîâðåìåííûå ßÏ ïîçâîëÿþò ïðîãðàììèñòó ðåøàòü ýòó ïðîáëåìó. ÂÑ++ ïî óìîë÷àíèþ èñïîëüçóåòñÿ ïîâåðõíîñòíîå êîïèðîâàíèÿ, íî ïðîãðàììèñò ìîæåò ïåðåîïðåäåëèòü êîíñòðóêòîð êîïèðîâàíèÿ. Âñå âîïðîñû êîïèðîâàíèÿ ðåøàþòñÿ òîëüêî íà óðîâíå êëàññà, òàê êàê êîíñòðóêòîðêîïèðîâàíèÿ è îïåðàòîð ïðèñâàèâàíèÿ íå íàñëåäóþòñÿ.Íàïðèìåð ïóñòü åñòü êëàññ X, â êîòîðîì ïåðåîïðåäåëåíû îïåðàòîðïðèñâàèâàíèÿ è êîíñòðóêòîð êîïèðîâàíèÿ.class X{X& operator= (const X&);X (const X&);};class Y:public X{int i;Z z;};Òåïåðü â êëàññå Y âûçûâàþòñÿ êîíñòðóêòîðû ïî óìîë÷àíèþ, åñëè íåáóäåò ÿâíî óêàçàííî âûçâàí êîíñòðóêòîðà, ïè ýòîì äëÿ êëàññà X, òàêêàê òàì íåò êîíñòðóêòîðà ïî óìîë÷àíèþ, òî âîçíèêíåò îøèáêà. Ñ# è Java âñå íåñêîëüêî èíà÷å.
Ëþáàÿ îïåðàöèÿ ïðèñâàèâàíèÿ òàì- ïðèñâàèâàíèå ññûëêè. Ïðè ýòîì òàì ïðèñóòñòâóåò îïåðàöèÿ ïîáèòîâîåêîïèðîâàíèå, êîòîðàÿ âñåãäà ÿâëÿåòñÿ protected. Java ïðèñóòñòâóåò îïåðàöèÿ clone(), êîòîðàÿ âîçâðàùàåò êîïèþ îáúåêòà.protected Object clone (); C# åñòü èíòåðôåéñ èíòåðôåéñ Icloneable. Òî åñòü äëÿ òîãî, ÷òîáðàçðåøèòü êëîíèðîâàíèå îáúåêòà, òðåáóåòñÿ óíàñëåäîâàòü ýòîò èíòåðôåéñ è îïðåäåëèòü publick Object clone ();Òóò âîçíèêàåò íåñêîëüêî ïðîáëåì, íàïðèìåð åñëè êîëëåêöèÿ ÿâëÿåòñÿ êëîíèðóåìîé, òî äîáàâëåíèå ê íåé ëþáîãî íå êëîíèðóåìîãî îáúåêòàäåëàåò åå íå êëîíèðóåìîé.Áîëåå ïðåäïî÷òèòåëüíûì ÿâëÿåòñÿ ïîäõîä ÿçûêà Java. Îí îñíîâàííà ïîíÿòèè èíòåðôåéñà - ìàðêåðà.  Java ýòî èíòåðôåéñ, ó êîòîðîãî112âîîáùå íåò íèêàêèõ ìåòîäîâ.
 Java åñòü ïîíÿòèå ðåôëåêöèè, òî åñòüâîçìîæíîñòè ïîëó÷åíèÿ èíôîðìàöèè î îáúåêòå íà îñíîâå åãî êîäà. Òàìïðèñóòñòâóåò èíòåðôåéñ - ìàðêåð Icloneable. Òî åñòü êëàññ, êîòîðûå ðåàëèçóåò òàêîé èíòåðôåéñ, îáÿçóåòñÿ ðåàëèçîâàòü èíòåðôåéñ ãëóáîêîãîêëîíèðîâàíèÿ. Ñ++ åñòü 3 ñòðàòåãèè êëîíèðîâàíèÿ- ãëóáîêîå- ïîâåðõíîñòíîå- ïðèâàòíîå Java åñòü 4 âàðèàíòà.1.êëàññ ðåàëèçóåò èíòåðôåéñ Icloneable, òî åñòü êëàññ äîëæåí ðåàëèçîâàòüPublic Object clone ();Åñëè êëàññ íå ïîääåðæèâàåò ýòîò èíòåðôåéñ, òî åñòü åñëè âûçûâàåòñÿíåäîïóñòèìàÿ êîíñòðóêöèÿ êîïèðîâàíèÿ, òî âûáðàñûâàåòñÿ èñêëþ÷åíèå.2.
Êëàññ çàïðåùàåò êëîíèðîâàíèå, òî åñòü îí ðåàëèçóåò public ìåòîäclone, êîòîðûé âûáðàñûâàåò èñêëþ÷åíèå cloneNotSupported.3. Óñëîâíàÿ ïîääåðæêà êëîíèðîâàíèÿ. Êëàññ ÿâíî ðåàëèçóåò èíòåðôåéñIcloneable, íî ìåòîä clone ïîääåðæèâàåò ãëóáîêîå êîïèðîâàíèÿ îáúåêòîâêëàññ, íî íå ïîä îáúåêòîâ, òî åñòü ïðè ïîïûòêå ãëóáîêîé êîïèè êîïèðîâàíèÿ ïîä îáúåêòà, êîòîðûé íå ïîääåðæèâàåò èíòåðôåéñ Icloneable âûáðàñûâàåòñÿ èñêëþ÷åíèå.4.Íåÿâíàÿ ïîääåðæêà. Êëàññ íå ðåàëèçóåò èíòåðôåéñ, íî ðåàëèçóåò protectedObject clone (), êîòîðàÿ âîçâðàùàåò ïîáèòîâóþ êîïèþ, òî åñòü ïîääåðæêàäàåòñÿ òîëüêî ïðîèçâîäíûì êëàññàì.Òàê æå íà Java ìîæíî âûðàçèòü çàïðåò êëîíèðîâàíèÿ êàê íàñëåäîâàíèå îïåðàöèè clone îò êëàññà Object.Îïåðàöèÿ ñðàâíåíèÿ Ñ++ ïî óìîë÷àíèþ ñðàâíèâàòü îáúåêòû íåëüçÿ, äëÿ ñðàâíåíèÿ íåîáõîäèìî ïåðåîïðåäåëÿòü îïåðàöèþ ñðàâíåíèÿ. Java è C#, åñòü ìåòîäûC#: bool Equals (Object);Java: bool equals (Object);Ïóñòü åñòü 2 îáúåêòà, a è ba, b;a.Equals (b)113Åñëè b == null, òî ïîëó÷èì false, íî åñòü a - null, òî áóäåò îøèáêà.
Ïîýòîìó ïðèñóòñòâóåò ñòàòè÷åñêàÿ ôóíêöèÿ ñðàâíåíèÿ îò äâóõ ïàðàìåòðîâ.Äëÿ ñòðîê ïðîáëåìà ñðàâíåíèÿ åùå áîëåå ñëîæíà, òàê êàê òðåáóåòñÿñîðòèðîâêà ñòðîê â àëôàâèòíîì ïîðÿäêå.114Ëåêöèÿ 262.12.2008Ïåðåãðóçêà îïåðàòîðîâ. Íåÿâíûå ïðåîáðàçîâàíèÿ.int i;double d;d = i;i = d;Âòîðàÿ ñòðî÷êà ýêâèâàëåíòíà i = (int)d;Ïî÷òè âî âñåõ ÿçûêàõ åñòü ðàñøèðÿþùèå íåÿâíûå ïðåîáðàçîâàíèÿ.Ñóæàþùèå òîëüêî â Ñ.
Ïðè ýòîì åäèíñòâåííûõ ßÏ â êîòîðîì çàïðåùåíûíåÿâíûå ïðåîáðàçîâàíèÿ - ÿçûê Àäà.Ñîâðåìåííûå ßÏ êàê ïðàâèëî äîïóñêàþò íåÿâíûå ïðåîáðàçîâàíèÿìåæäó áàçîâûìè òèïàìè. Íî âîïðîñ î ïîëüçîâàòåëüñêèõ íåÿâíûõ ïðåîáðàçîâàíèÿõ íå ñòîëü î÷åâèäåí. "Ñ ñ êëàññàìè"íå áûëî ïîëüçîâàòåëüñêèõ íåÿâíûõ ïðåîáðàçîâàíèé,íî ïîòîì îíè ïîÿâèëèñü â Ñ++.  Delphi è Java çàïðåùåíû ïîëüçîâàòåëüñêèå íåÿâíûå ïðåîáðàçîâàíèÿ.
 Ñ++ è C# ìîæíî ïåðåãðóæàòüñòàíäàðòíûå îïåðàöèè, â Delphi è Java - íåò.Íåÿâíûå ïðåîáðàçîâàíèÿËþáîå íåÿâíîå ïðåîáðàçîâàíèå - ýòî ïîòåðÿ èíôîðìàöèè èëè íåíàäåæíîñòü. Áîëåå òîãî, ñåìàíòèêà íåÿâíîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ êîìïèëÿòîðàìîæåò îòëè÷àòüñÿ îò òîé, êîòîðóþ ïðåäïîëàãàë ïîëüçîâàòåëü.A = B × exp(−k × i)/DÍà Fortran òàêîå âûðàæåíèå çàïèñûâàòüñÿ ïðîñòî, êîãäà êàê íà Ñ,òðåáóåòñÿ îïðåäåëèòü âñå îïåðàöèè äëÿ ðàáîòû ñ êîìïëåêñíûìè ÷èñëàìè.A = mult (B, Div (cexp ( mult (-k, i)), D));Ïðè÷åì íà ÿçûêå Ñ ýòà ôîðìóëà íå îòêîìïèëèðóåòñÿ, òàê êàê òðåáóåòñÿ ïðåîáðàçîâàíèå îò integer ê complex. Íà Ñ++ òðåáóåòñÿ ëèáî íàïèñàòü ïîëüçîâàòåëüñêèå ïðåîáðàçîâàíèÿ â òèï complex, ëèáî ïåðåãðóçèòüîïåðàöèþ äëÿ âñåõ ÷èñëîâûõ òèïîâ.Òàêèì îáðàçîì, ÿñíî ÷òî áåç íåÿâíûõ ïðåîáðàçîâàíèé òðåáóåòñÿ 162îïåðàöèé äëÿ âñåõ âîçìîæíûé âàðèàíòîâ âûçîâà Div.
Äëÿ ðåøåíèÿ äàííîé ïðîáëåìû â Ñ++ áûë ââåäåí ìåõàíèçì íåÿâíûõ ïðåîáðàçîâàíèé èïîíÿòèå êîíñòðóêòîðà ïðåîáðàçîâàíèÿ.complex(double)Òîãäà îïðåäåëåíèå îïåðàòîðà ìîãëî âûãëÿäåòü òàê.const complex operator+(const complex&, const complex &);115Àíàëîãè÷íî äëÿ ñòðîê string (const char *);Äàëåå â Ñ++ ïîÿâèëñÿ îïåðàòîð ïðåîáðàçîâàíèÿ. operator(T)() - îïðåäåëåíèå íåÿâíîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ èç êëàññà X â òèï T. Íàïðèìåðoperator(const char*)() constÍî òóò âîçíèêàåò ïðîáëåìàclass Vector{int * body;int size;public:vector (int sz){body = new int [size = sz];}~vector() {...}};//....Vector v(20);v = 3;v = Vector (3);Ïîñëåäíèå äâå ñòðî÷êè ìîãóò áûòü ýêâèâàëåíòíû. Íî òàêàÿ ñåìàíòèêà ðåàëèçóåòñÿ çà ñ÷åò íåÿâíîãî âûçîâà êîíñòðóêòîðà, ÷òî ìîãëî íåîæèäàòüñÿ.