straustrup2 (852740), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Сократить число сходных функций можно спомощью стандартного значения параметра. В примере с date для каждого параметра можно задатьстандартное значение, что означает: "взять значение из текущей даты".class date {int month, day, year;public:// ...date(int d =0, int m =0, y=0);// ...};date::date(int d, int m, int y){day = d ? d : today.day;month = m ? m : today.month;year = y ? y : today.year;// проверка правильности даты// ...}Когда используется стандартное значение параметра, оно должно отличаться от всех допустимыхзначений параметра. В случае месяца и дня очевидно, что при значении нуль - это так, но неочевидно,что нуль подходит для значения года.
К счастью, в европейском календаре нет нулевого года, т.к. сразупосле 1 г. до р.х. (year==-1) идет 1 г. р.х. (year==1). Однако для обычной программы это, возможно,слишком тонкий момент.Объект класса без конструктора может инициализироваться присваиванием ему другого объекта этогоже класса. Это незапрещено и в том случае, когда конструкторы описаны:date d = today;// инициализация присваиваниемНа самом деле, имеется стандартный конструктор копирования, определенный как поэлементноекопирование объектов одного класса.
Если такой конструктор для класса X не нужен, можнопереопределить его как конструктор копирования X::X(const X&). Подробнее поговорим об этом в $$7.6.5.2.5 УдалениеПользовательские типы чаще имеют, чем не имеют, конструкторы, которые проводят надлежащуюинициализацию. Для многих типов требуется и обратная операция - деструктор, гарантирующаяправильное удаление объектов этого типа. Деструктор класса X обозначается ~X ("дополнениеконструктора").
В частности, для многих классов используется свободная память (см. $$3.2.6),выделяемая конструктором и освобождаемая деструктором. Вот, например, традиционное определениетипа стек, из которого для краткости полностью выброшена обработка ошибок:class char_stack {int size;char* top;char* s;public:char_stack(int~char_stack()void push(charvoid pop(){};sz) { top=s=new char[size=sz]; }{ delete[] s; } // деструкторc) { *top++ = c; }return *--top; }Когда объект типа char_stack выходит из текущей области видимости, вызывается деструктор:128Бьерн Страуструп.Язык программирования С++void f(){char_stack s1(100);char_stack s2(200);s1.push('a');s2.push(s1.pop());char ch = s2.pop();cout << ch << '\n';}Когда начинает выполняться f(), вызывается конструктор char_stack, который размещает массив из 100символов s1 и массив из 200 символов s2.
При возврате из f() память, которая была занята обоимимассивами, будет освобождена.5.2.6 ПодстановкаПрограммирование с классами предполагает, что в программе появится множество маленьких функций.По сути, всюду, где в программе с традиционной организацией стояло бы обычное обращение кструктуре данных, используется функция. То, что было соглашением, стало стандартом, проверяемымтранслятором. В результате программа может стать крайне неэффективной. Хотя вызов функции в C++и не столь дорогостоящая операция по сравнению с другими языками, все-таки цена ее много выше,чем у пары обращений к памяти, составляющих тело тривиальной функции.Преодолеть эту трудность помогают функции-подстановки (inline).
Если в описании класса функциячлен определена, а не только описана, то она считается подстановкой. Это значит, например, что притрансляции функций, использующих char_stack из предыдущего примера, не будет использоватьсяникаких операций вызова функций, кроме реализации операций вывода! Другими словами, приразработке такого класса не нужно принимать во внимание затраты на вызов функций. Любое, дажесамое маленькое действие, можно смело определять как функцию без потери эффективности.
Этозамечание снимает наиболее часто приводимый довод в пользу общих членов данных.Функцию-член можно описать со спецификацией inline и вне описания класса:class char_stack {int size;char* top;char* s;public:char pop();// ...};inline char char_stack::pop(){return *--top;}Отметим, что недопустимо описывать разные определения функции-члена, являющейся подстановкой,в различных исходных файлах ($$R.7.1.2). Это нарушило бы понятие о классе как о цельном типе.5.3 Интерфейсы и реализацииЧто представляет собой хороший класс? Это нечто, обладающее хорошо определенным множествомопераций.
Нечто, рассматриваемое как "черный ящик", управлять которым можно только посредствомэтих операций. Нечто, чье фактическое представление можно изменить любым мыслимым способом,но не изменяя при этом способа использования операций. Нечто, что может потребоваться внескольких экземплярах.Очевидные примеры хороших классов дают контейнеры разных видов: таблицы, множества, списки,вектора, словари и т.д. Такой класс имеет операцию занесения в контейнер. Обычно имеется иоперация проверки: был ли данный член занесен в контейнер? Могут быть операции упорядочивания129Бьерн Страуструп.Язык программирования С++всех членов и просмотра их в определенном порядке.
Наконец, может быть операция удаления члена.Обычно контейнерные классы имеют конструкторы и деструкторы.5.3.1 Альтернативные реализацииПока описание общей части класса и функций-членов остается неизменным, можно, не влияя напользователей класса, менять его реализацию. В подтверждение этого рассмотрим таблицу имен изпрограммы калькулятора, приведенной в главе 3. Структура ее такова:struct name {char* string;name* next;double value;};А вот вариант класса table (таблица имен):// файл table.hclass table {name* tbl;public:table() { tbl = 0; }name* look(char*, int = 0);name* insert(char* s) { return look(s,1); }};Эта таблица отличается от определенной в главе 3 тем, что это настоящий тип. Можно описатьнесколько таблиц, завести указатель на таблицу и т.д. Например:#include "table.h"table globals;table keywords;table* locals;main(){locals = new table;// ...}Приведем реализацию функции table::look(), в которой используется линейный поиск в списке иментаблицы:#include <string.h>name* table::look(char* p, int ins){for (name* n = tbl; n; n=n->next)if (strcmp(p,n->string) == 0) return n;if (ins == 0) error("имя не найдено");name* nn = new name;nn->string = new char[strlen(p)+1];strcpy(nn->string,p);nn->value = 1;nn->next = tbl;tbl = nn;return nn;}Теперь усовершенствуем класс table так, чтобы поиск имени шел по ключу (хэш-функции от имени), какэто и было сделано в примере с калькулятором.
Сделать это труднее, если соблюдать ограничение,требующее, чтобы не все программы, использующие приведенную версию класса table, надо было130Бьерн Страуструп.Язык программирования С++изменять:class table {name** tbl;int size;public:table(int sz = 15);~table();name* look(char*, int = 0);name* insert(char* s) { return look(s,1); }};Изменения в структуре данных и конструкторе произошли потому, что для хэширования таблицадолжна иметь определенный размер. Задание конструктора со стандартным значением параметрагарантирует, что старые программы, в которых не использовался размер таблицы, останутся верными.Стандартные значения параметров полезны в таких случаях, когда нужно изменить класс, не влияя напрограммы пользователей класса.
Теперь конструктор и деструктор создают и уничтожаютхэшированные таблицы:table::table(int sz){if (sz < 0) error("размер таблицы отрицателен");tbl = new name*[size = sz];for ( int i = 0; i<sz; i++) tbl[i] = 0;}table::~table(){for (int i = 0; i<size; i++) {name* nx;for (name* n = tbl[i]; n; n=nx) {nx = n->next;delete n->string;delete n;}}delete tbl;}Описав деструктор для класса name, можно получить более ясный и простой вариант table::~table().Функция поиска практически совпадает с приведенной в примере калькулятора ($$3.13):name* table::look(const char* p, int ins){int ii = 0;char* pp = p;while (*pp) ii = ii<<1 ^ *pp++;if (ii < 0) ii = -ii;ii %= size;for (name* n=tbl[ii]; n; n=n->next)if (strcmp(p,n->string) == 0) return n;name* nn = new name;nn->string = new char[strlen(p)+1];strcpy(nn->string,p);nn->value = 1;nn->next = tbl[ii];tbl[ii] = nn;return nn;}Очевидно, что функции-члены класса должны перетранслироваться всякий раз, когда в описаниекласса вносится какое-либо изменение.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
