straustrup2 (852740), страница 42
Текст из файла (страница 42)
Исследуйте транслятор для этого языка, чтобы узнать,какой должна быть настоящая таблица имен.11. 11.(*2) Измените класс expr из упражнения 5 так, чтобы в выражении можно было использоватьпеременные и операцию присваивания =. Используйте класс для таблицы имен из упражнения 10.12. 12.(*1) Пусть есть программа:#include <iostream.h>main(){cout << "Всем привет\n";}Измените ее так, чтобы она выдавала:ИнициализацияВсем приветУдалениеСаму функцию main() менять нельзя.148Бьерн Страуструп.Язык программирования С++ГЛАВА 6.Не плоди объекты без нужды.- В.
ОккамЭта глава посвящена понятию производного класса. Производные классы - это простое, гибкое иэффективное средство определения класса. Новые возможности добавляются к уже существующемуклассу, не требуя его перепрограммирования или перетрансляции. С помощью производных классовможно организовать общий интерфейс с несколькими различными классами так, что в других частяхпрограммы можно будет единообразно работать с объектами этих классов. Вводится понятиевиртуальной функции, которое позволяет использовать объекты надлежащим образом даже в техслучаях, когда их тип на стадии трансляции неизвестен. Основное назначение производных классов –упростить программисту задачу выражения общности классов.6.1 Введение и краткий обзорЛюбое понятие не существует изолированно, оно существует во взаимосвязи с другими понятиями, имощность данного понятия во многом определяется наличием таких связей.
Раз класс служит дляпредставления понятий, встает вопрос, как представить взаимосвязь понятий. Понятие производногокласса и поддерживающие его языковые средства служат для представления иерархических связей,иными словами, для выражения общности между классами. Например, понятия окружности итреугольника связаны между собой, так как оба они представляют еще понятие фигуры, т.е. содержатболее общее понятие. Чтобы представлять в программе окружности и треугольники и при этом неупускать из вида, что они являются фигурами, надо явно определять классы окружность и треугольниктак, чтобы было видно, что у них есть общий класс - фигура.
В главе исследуется, что вытекает из этойпростой идеи, которая по сути является основой того, что обычно называется объектноориентированным программированием.Глава состоит из шести разделов:$$6.2 с помощью серии небольших примеров вводится понятие производного класса, иерархииклассов и виртуальных функций.$$6.3 вводится понятие чисто виртуальных функций и абстрактных классов, даны небольшиепримеры их использования.$$6.4 производные классы показаны на законченном примере$$6.5 вводится понятие множественного наследования как возможность иметь для класса болееодного прямого базового класса, описываются способы разрешения коллизий имен,возникающих при множественном наследовании.$$6.6 обсуждается механизм контроля доступа.$$6.7 приводятся некоторые приемы управления свободной памятью для производных классов.В последующих главах также будут приводиться примеры, использующие эти возможности языка.6.2 Производные классыОбсудим, как написать программу учета служащих некоторой фирмы.
В ней может использоваться,например, такая структура данных:struct employee {char*name;shortage;shortdepartment;intsalary;employee* next;// ...};//////////149служащиеимявозрастотделокладБьерн Страуструп.Язык программирования С++Поле next нужно для связывания в список записей о служащих одного отдела (employee).
Теперьпопробуем определить структуру данных для управляющего (manager):struct manager {employee emp;employee* group;shortlevel;// ...};// запись employee для управляющего// подчиненный коллективУправляющий также является служащим, поэтому запись employee хранится в члене emp объектаmanager. Для человека эта общность очевидна, но для транслятора член emp ничем не отличается отдругих членов класса. Указатель на структуру manager (manager*) не является указателем на employee(employee*), поэтому нельзя свободно использовать один вместо другого. В частности, без специальныхдействий нельзя объект manager включить в список объектов типа employee. Придется либоиспользовать явное приведение типа manager*, либо в список записей employee включить адрес членаemp.
Оба решения некрасивы и могут быть достаточно запутанными. Правильное решение состоит втом, чтобы тип manager был типом employee с некоторой дополнительной информацией:struct manager : employee {employee* group;short level;// ...};Класс manager является производным от employee, и, наоборот, employee является базовым классомдля manager. Помимо члена group в классе manager есть члены класса employee (name, age и т.д.).Графически отношение наследования обычно изображается в виде стрелки от производных классов кбазовому:employee^|managerОбычно говорят, что производный класс наследует базовый класс, поэтому и отношение между ниминазывается наследованием.
Иногда базовый класс называют суперклассом, а производный подчиненным классом. Но эти термины могут вызывать недоумение, поскольку объект производногокласса содержит объект своего базового класса. Вообще производный класс больше своего базового втом смысле, что в нем содержится больше данных и определено больше функций.Имея определения employee и manager, можно создать список служащих, часть из которых является иуправляющими:void f(){manager m1, m2;employee e1, e2;employee* elist;elist = &m1;m1.next = &e1;e1.next = &m2;m2.next = &e2;e2.next = 0;}//////////поместить m1поместить e1поместить m2поместить m2конец спискаввввelistelistelistelistПоскольку управляющий является и служащим, указатель manager* можно использовать как employee*.В то же время служащий не обязательно является управляющим, и поэтому employee* нельзяиспользовать как manager*.В общем случае, если класс derived имеет общий базовый класс base, то указатель на derived можнобез явных преобразований типа присваивать переменной, имеющей тип указателя на base.
Обратноепреобразование от указателя на base к указателю на derived может быть только явным:150Бьерн Страуструп.void g(){manager mm;employee* pe = &mm;employee ee;manager* pm = ⅇpm->level = 2;pm = (manager*) pe;pm->level = 2;Язык программирования С++// нормально//////////////////ошибка:не всякий служащий является управляющимкатастрофа: при размещении eeпамять для члена `level' не выделяласьнормально: на самом деле peне настроено на объект mm типа managerотлично: pm указывает на объект mmтипа manager, а в нем при размещениивыделена память для члена `level'}Иными словами, если работа с объектом производного класса идет через указатель, то его можнорассматривать как объект базового класса.
Обратное неверно. Отметим, что в обычной реализации С++не предполагается динамического контроля над тем, чтобы после преобразования типа, подобноготому, которое использовалось в присваивании pe в pm, получившийся в результате указательдействительно был настроен на объект требуемого типа (см. $$13.5).6.2.1 Функции-членыПростые структуры данных вроде employee и manager сами по себе не слишком интересны, а часто и неособенно полезны. Поэтому добавим к ним функции:class employee {char* name;// ...public:employee* next;// находится в общей части, чтобы// можно было работать со спискомvoid print() const;// ...};class manager : public employee {// ...public:void print() const;// ...};Надо ответить на некоторые вопросы.
Каким образом функция-член производного класса managerможет использовать члены базового класса employee? Какие члены базового класса employee могутиспользовать функции-члены производного класса manager? Какие члены базового класса employeeможет использовать функция, не являющаяся членом объекта типа manager? Какие ответы на этивопросы должна давать реализация языка, чтобы они максимально соответствовали задачепрограммиста?Рассмотрим пример:void manager::print() const{cout << " имя "<< name << '\n';}Член производного класса может использовать имя из общей части своего базового класса наравне совсеми другими членами, т.е.
без указания имени объекта. Предполагается, что есть объект, на которыйнастроен this, поэтому корректным обращением к name будет this->name. Однако, при трансляции151Бьерн Страуструп.Язык программирования С++функции manager::print() будет зафиксирована ошибка: члену производного класса не предоставленоправо доступа к частным членам его базового класса, значит name недоступно в этой функции.Возможно многим это покажется странным, но давайте рассмотрим альтернативное решение: функциячлен производного класса имеет доступ к частным членам своего базового класса.
Тогда само понятиечастного (закрытого) члена теряет всякий смысл, поскольку для доступа к нему достаточно простоопределить производный класс. Теперь уже будет недостаточно для выяснения, кто используетчастные члены класса, просмотреть все функции-члены и друзей этого класса. Придется просмотретьвсе исходные файлы программы, найти производные классы, затем исследовать каждую функцию этихклассов. Далее надо снова искать производные классы от уже найденных и т.д. Это, по крайней мере,утомительно, а скорее всего нереально.
Нужно всюду, где это возможно, использовать вместо частныхчленов защищенные (см. $$6.6.1).Как правило, самое надежное решение для производного класса - использовать только общие членысвоего базового класса:void manager::print() const{employee::print();// печать данных о служащих// печать данных об управляющих}Отметим, что операция :: необходима, поскольку функция print() переопределена в классе manager.Такое повторное использование имен типично для С++. Неосторожный программист написал бы:void manager::print() const{print();// печать данных о служащих// печать данных об управляющих}В результате он получил бы рекурсивную последовательность вызовов manager::print().6.2.2 Конструкторы и деструкторыДля некоторых производных классов нужны конструкторы.
Если конструктор есть в базовом классе, тоименно он и должен вызываться с указанием параметров, если таковые у него есть:class employee {// ...public:// ...employee(char* n, int d);};class manager : public employee {// ...public:// ...manager(char* n, int i, int d);};Параметры для конструктора базового класса задаются в определении конструктора производногокласса.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
