straustrup2 (852740), страница 44
Текст из файла (страница 44)
Сделать виртуальнуюфункцию чисто виртуальной можно, добавив инициализатор = 0:class shape {// ...public:virtual void rotate(int) = 0;virtual void draw() = 0;// чисто виртуальная функция// чисто виртуальная функция156Бьерн Страуструп.Язык программирования С++};Класс, в котором есть виртуальные функции, называется абстрактным. Объекты такого класса создатьнельзя:shape s;// ошибка: переменная абстрактного класса shapeАбстрактный класс можно использовать только в качестве базового для другого класса:class circle : public shape {int radius;public:void rotate(int) { }void draw();////////нормально:переопределение shape::rotateнормально:переопределение shape::drawcircle(point p, int r);};Если чисто виртуальная функция не определяется в производном классе, то она и остается таковой, азначит производный класс тоже является абстрактным.
При таком подходе можно реализовыватьклассы поэтапно:class X {public:virtual void f() = 0;virtual void g() = 0;};X b;// ошибка: описание объекта абстрактного класса Xclass Y : public X {void f(); // переопределение X::f};Y b;// ошибка: описание объекта абстрактного класса Yclass Z : public Y {void g(); // переопределение X::g};Z c;// нормальноАбстрактные классы нужны для задания интерфейса без уточнения каких-либо конкретных деталейреализации. Например, в операционной системе детали реализации драйвера устройства можноскрыть таким абстрактным классом:class character_device {public:virtual int open() = 0;virtual int close(const char*) = 0;virtual int read(const char*, int) =0;virtual int write(const char*, int) = 0;virtual int ioctl(int ...) = 0;// ...};Настоящие драйверы будут определяться как производные от класса character_device.После введения абстрактного класса у нас есть все основные средства для того, чтобы написатьзаконченную программу.157Бьерн Страуструп.Язык программирования С++6.4 Пример законченной программыРассмотрим программу рисования геометрических фигур на экране.
Она естественным образомраспадается на три части:[1]монитор экрана: набор функций и структур данных низкого уровня для работы с экраном;оперирует только такими понятиями, как точки, линии;[2]библиотека фигур: множество определений фигур общего вида (например, прямоугольник,окружность) и стандартные функции для работы с ними;[3]прикладная программа: конкретные определения фигур, относящихся к задаче, и работающие сними функции.Как правило, эти три части программируются разными людьми в разных организациях и в разноевремя, причем они обычно создаются в перечисленном порядке. При этом естественно возникаютзатруднения, поскольку, например, у разработчика монитора нет точного представления о том, длякаких задач в конечном счете он будет использоваться.
Наш пример будет отражать этот факт. Чтобыпример имел допустимый размер, библиотека фигур весьма ограничена, а прикладная программатривиальна. Используется совершенно примитивное представление экрана, чтобы даже читатель, намашине которого нет графических средств, сумел поработать с этой программой. Можно легко заменитьмонитор экрана на более развитую программу, не изменяя при этом библиотеку фигур или прикладнуюпрограмму.6.4.1 Монитор экранаВначале было желание написать монитор экрана на С, чтобы еще больше подчеркнуть разделениемежду уровнями реализации. Но это оказалось утомительным, и поэтому выбрано компромиссноерешение: стиль программирования, принятый в С (нет функций-членов, виртуальных функций,пользовательских операций и т.д.), но используются конструкторы, параметры функций полностьюописываются и проверяются и т.д.
Этот монитор очень напоминает программу на С, которуюмодифицировали, чтобы воспользоваться возможностями С++, но полностью переделывать не стали.Экран представлен как двумерный массив символов и управляется функциями put_point() и put_line(). Вних для связи с экраном используется структура point:// файл screen.hconst int XMAX=40;const int YMAX=24;struct point {int x, y;point() { }point(int a,int b) { x=; y=b; }};externinlineexternexternvoidvoidvoidvoidexternexternexternexternvoidvoidvoidvoidput_point(int a, int b);put_point(point p) { put_point(p.x,p.y); }put_line(int, int, int, int);put_line(point a, point b){ put_line(a.x,a.y,b.x,b.y); }screen_init();screen_destroy();screen_refresh();screen_clear();#include <iostream.h>До вызова функций, выдающих изображение на экран (put_...), необходимо обратиться к функцииинициализации экрана screen_init().
Изменения в структуре данных, описывающей экран, станут видимына нем только после вызова функции обновления экрана screen_refresh(). Читатель может убедиться,что обновление экрана происходит просто с помощью копирования новых значений в массив,представляющий экран. Приведем функции и определения данных для управления экраном:158Бьерн Страуструп.Язык программирования С++#include "screen.h"#include <stream.h>enum color { black='*', white=' ' };char screen[XMAX] [YMAX];void screen_init(){for (int y=0; y<YMAX; y++)for (int x=0; x<XMAX; x++)screen[x] [y] = white;}Функцияvoid screen_destroy() { }приведена просто для полноты картины. В реальных системах обычно нужны подобные функцииуничтожения объекта.Точки записываются, только если они попадают на экран:inline int on_screen(int a, int b)// проверка попадания{return 0<=a && a <XMAX && 0<=b && b<YMAX;}void put_point(int a, int b){if (on_screen(a,b)) screen[a] [b] = black;}Для рисования прямых линий используется функция put_line():void put_line(int x0, int y0, int x1, int y1)/*Нарисовать отрезок прямой (x0,y0) - (x1,y1).Уравнение прямой: b(x-x0) + a(y-y0) = 0.Минимизируется величина abs(eps),где eps = 2*(b(x-x0)) + a(y-y0).См.
Newman, Sproull``Principles of interactive Computer Graphics''McGraw-Hill, New York, 1979. pp. 33-34.*/{register int dx = 1;int a = x1 - x0;if (a < 0) dx = -1, a = -a;register int dy = 1;int b = y1 - y0;if (b < 0) dy = -1, b = -b;int two_a = 2*a;int two_b = 2*b;int xcrit = -b + two_a;register int eps = 0;for (;;) {put_point(x0,y0);if (x0==x1 && y0==y1) break;if (eps <= xcrit) x0 +=dx, eps +=two_b;if (eps>=a || a<b) y0 +=dy, eps -=two_a;}}159Бьерн Страуструп.Язык программирования С++Имеются функции для очистки и обновления экрана:void screen_clear() { screen_init(); }void screen_refresh(){for (int y=YMAX-1; 0<=y; y--) { // с верхней строки до нижнейfor (int x=0; x<XMAX; x++)// от левого столбца до правогоcout << screen[x] [y];cout << '\n';}}Но нужно понимать, что все эти определения хранятся в некоторой библиотеке как результат работытранслятора, и изменить их нельзя.6.4.2 Библиотека фигурНачнем с определения общего понятия фигуры.
Определение должно быть таким, чтобы им можнобыло воспользоваться (как базовым классом shape) в разных классах, представляющих все конкретныефигуры (окружности, квадраты и т.д.). Оно также должно позволять работать со всякой фигуройисключительно с помощью интерфейса, определяемого классом shape:struct shape {static shape* list;shape* next;shape() { next = list; list = this; }virtual point north() const = 0;virtual point south() const = 0;virtual point east() const = 0;virtual point west() const = 0;virtual point neast() const = 0;virtual point seast() const = 0;virtual point nwest() const = 0;virtual point swest() const = 0;virtual void draw() = 0;virtual void move(int, int) = 0;};Фигуры помещаются на экран функцией draw(), а движутся по нему с помощью move(). Фигуры можнопомещать относительно друг друга, используя понятие точек контакта.
Для обозначения точек контактаиспользуются названия сторон света в компасе: north - север, ... , neast - северо-восток, ... , swest - югозапад. Класс каждой конкретной фигуры сам определяет смысл этих точек и определяет, как рисоватьфигуру. Конструктор shape::shape() добавляет фигуру к списку фигур shape::list. Для построения этогосписка используется член next, входящий в каждый объект shape. Поскольку нет смысла в объектахтипа общей фигуры, класс shape определен как абстрактный класс.Для задания отрезка прямой нужно указать две точки или точку и целое.
В последнем случае отрезокбудет горизонтальным, а целое задает его длину. Знак целого показывает, где должна находитьсязаданная точка относительно конечной точки, т.е. слева или справа от нее:class line : public shape {/*отрезок прямой ["w", "e" ]north() определяет точку - `` выше центра отрезка итак далеко на север, как самая его северная точка''*/point w, e;public:point north() const { return point((w.x+e.x)/2,e.y<w.y?w.y:e:y); }point south() const { return point((w.x+e.x)/2,e.y<w.y?e.y:w.y); }point east() const;160Бьерн Страуструп.Язык программирования С++point west() const;point neast() const;point seast() const;point nwest() const;point swest() const;void move(int a, int b){ w.x +=a; w.y +=b; e.x +=a; e.y +=b; }void draw() { put_line(w,e); }line(point a, point b) { w = a; e = b; }line(point a, int l) { w = point(a.x+l-1,a.y); e = a; }};Аналогично определяется прямоугольник:class rectangle : public shape {/*nw ------ n ----- ne||||wce||||sw ------ s ----- se*/point sw, ne;public:point north() const { return point((sw.x+ne.x)/2,ne.y); }point south() const { return point((sw.x+ne.x)/2,sw.y); }point east() const;point west() const;point neast() const { return ne; }point seast() const;point nwest() const;point swest() const { return sw; }void move(int a, int b){ sw.x+=a; sw.y+=b; ne.x+=a; ne.y+=b; }void draw();rectangle(point,point);};Прямоугольник строится по двум точкам.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
