straustrup2 (852740), страница 93
Текст из файла (страница 93)
Примерами узловых классов могут служить классы rectangle ($$6.4.2) и satellite($$6.5.1). Обычно в иерархии класс представляет некоторое общее понятие, а производные классыпредставляют конкретные варианты этого понятия. Узловой класс является неотъемлемой частьюиерархии классов. Он пользуется сервисом, представляемым базовыми классами, сам обеспечиваетопределенный сервис и предоставляет виртуальные функции и (или) защищенный интерфейс, чтобыпозволить дальнейшую детализацию своих операций в производных классах.Типичный узловой класс не только предоставляет реализацию интерфейса, задаваемого его базовымклассом (как это делает класс реализации по отношению к абстрактному типу), но и сам расширяетинтерфейс, добавляя новые функции. Рассмотрим в качестве примера класс dialog_box, которыйпредставляет окно некоторого вида на экране.
В этом окне появляются вопросы пользователю и в немон задает свой ответ с помощью нажатия клавиши или "мыши":class dialog_box : public window {// ...public:dialog_box(const char* ...);// заканчивающийся нулем список342Бьерн Страуструп.Язык программирования С++// обозначений клавиш// ...virtual int ask();};Здесь важную роль играет функция ask() и конструктор, с помощью которого программист указываетиспользуемые клавиши и задает их числовые значения.
Функция ask() изображает на экране окно ивозвращает номер нажатой в ответ клавиши. Можно представить такой вариант использования:void user(){for (;;) {// какие-то командыdialog_box cont("continue","try again","abort",(char*) 0);switch (cont.ask()) {case 0: return;case 1: break;case 2: abort();}}}Обратим внимание на использование конструктора. Конструктор, как правило, нужен для узловогокласса и часто это нетривиальный конструктор. Этим узловые классы отличаются от абстрактныхклассов, для которых редко нужны конструкторы.Пользователь класса dialog_box ( а не только создатель этого класса) рассчитывает на сервис,представляемый его базовыми классами. В рассматриваемом примере предполагается, что существуетнекоторое стандартное размещение нового окна на экране.
Если пользователь захочет управлятьразмещением окна, базовый для dialog_box класс window (окно) должен предоставлять такуювозможность, например:dialog_box cont("continue","try again","abort",(char*)0);cont.move(some_point);Здесь функция движения окна move() рассчитывает на определенные функции базовых классов.Сам класс dialog_box является хорошим кандидатом для построения производных классов. Например,вполне разумно иметь такое окно, в котором, кроме нажатия клавиши или ввода с мышью, можнозадавать строку символов (скажем, имя файла). Такое окно dbox_w_str строится как производный классот простого окна dialog_box:class dbox_w_str :// ...public:dbox_w_str (const char*const char*);int ask();virtual char*//...};public dialog_box {sl,...// строка запроса пользователю// список обозначений клавишget_string();Функция get_string() является той операцией, с помощью которой программист получает заданнуюпользователем строку.
Функция ask() из класса dbox_w_str гарантирует, что строка введена правильно,а если пользователь не стал вводить строку, то тогда в программу возвращается соответствующеезначение (0).void user2()343Бьерн Страуструп.Язык программирования С++{// ...dbox_w_str file_name("please enter file name","done",(char*)0);file_name.ask();char* p = file_name.get_string();if (p) {// используем имя файла}else {// имя файла не задано}//}Подведем итог - узловой класс должен:[1]рассчитывать на свои базовые классы как для их реализации, так и для представлениясервиса пользователям этих классов;[2]представлять более полный интерфейс (т.е. интерфейс с большим числом функций-членов)пользователям, чем базовые классы;[3]основывать в первую очередь (но не исключительно) свой общий интерфейс на виртуальныхфункциях;[4]зависеть от всех своих (прямых и косвенных) базовых классов;[5]иметь смысл только в контексте своих базовых классов;[6]служить базовым классом для построения производных классов;[7]воплощаться в объекте.Не все, но многие, узловые классы будут удовлетворять условиям 1, 2, 6 и 7.
Класс, который неудовлетворяет условию 6, походит на конкретный тип и может быть назван конкретным узловымклассом. Класс, который не удовлетворяет условию 7, походит на абстрактный тип и может быть названабстрактным узловым классом. У многих узловых классов есть защищенные члены, чтобы предоставитьдля производных классов менее ограниченный интерфейс.Укажем на следствие условия 4: для трансляции своей программы пользователь узлового класса долженвключить описания всех его прямых и косвенных базовых классов, а также описания всех тех классов, откоторых, в свою очередь, зависят базовые классы. В этом узловой класс опять представляет контраст сабстрактным типом.
Пользователь абстрактного типа не зависит от всех классов, использующихся дляреализации типа и для трансляции своей программы не должен включать их описания.13.5 Динамическая информация о типеИногда бывает полезно знать истинный тип объекта до его использования в каких-либо операциях.Рассмотрим функцию my(set&) из $$13.3.void my_set(set& s){for ( T* p = s.first(); p; p = s.next()) {// мой код}// ...}Она хороша в общем случае, но представим,- стало известно, что многие параметры множествапредставляют собой объекты типа slist. Возможно также стал известен алгоритм перебора элементов,который значительно эффективнее для списков, чем для произвольных множеств.
В результатеэксперимента удалось выяснить, что именно этот перебор является узким местом в системе. Тогда,344Бьерн Страуструп.Язык программирования С++конечно, имеет смысл учесть в программе отдельно вариант с slist. Допустив возможность определенияистинного типа параметра, задающего множество, функцию my(set&) можно записать так:void my(set& s){if (ref_type_info(s) == static_type_info(slist_set)) {// сравнение двух представлений типа// s типа slistslist& sl = (slist&)s;for (T* p = sl.first(); p; p = sl.next()) {// эффективный вариант в расчете на list}}else {for ( T* p = s.first(); p; p = s.next()) {// обычный вариант для произвольного множества}}// ...}Как только стал известен конкретный тип slist, стали доступны определенные операции со списками, идаже стала возможна реализация основных операций подстановкой.Приведенный вариант функции действует отлично, поскольку slist - это конкретный класс, идействительно имеет смысл отдельно разбирать вариант, когда параметр является slist_set.Рассмотрим теперь такую ситуацию, когда желательно отдельно разбирать вариант как для класса, таки для всех его производных классов.
Допустим, мы имеем класс dialog_box из $$13.4 и хотим узнать,является ли он классом dbox_w_str. Поскольку может существовать много производных классов отdbox_w_str, простую проверку на совпадение с ним нельзя считать хорошим решением. Действительно,производные классы могут представлять самые разные варианты запроса строки.
Например, одинпроизводный от dbox_w_str класс может предлагать пользователю варианты строк на выбор, другойможет обеспечить поиск в каталоге и т.д. Значит, нужно проверять и на совпадение со всемипроизводными от dbox_w_str классами. Это так же типично для узловых классов, как проверка навполне определенный тип типична для абстрактных классов, реализуемых конкретными типами.void f(dialog_box& db){dbox_w_str* dbws = ptr_cast(dbox_w_str, &db);if (dbws) { // dbox_w_str// здесь можно использовать dbox_w_str::get_string()}else {// ``обычный'' dialog_box}// ...}Здесь "операция" приведения ptr_cast() свой второй параметр (указатель) приводит к своему первомупараметру (типу) при условии, что указатель настроен на объект тип, которого совпадает с заданным(или является производным классом от заданного типа).
Для проверки типа dialog_box используетсяуказатель, чтобы после приведения его можно было сравнить с нулем.Возможно альтернативное решение с помощью ссылки на dialog_box:void g(dialog_box& db){try {dbox_w_str& dbws = ref_cast(dialog_box,db);// здесь можно использовать dbox_w_str::get_string()}catch (Bad_cast) {345Бьерн Страуструп.Язык программирования С++// ``обычный'' dialog_box}// ...}Поскольку нет приемлемого представления нулевой ссылки, с которой можно сравнивать, используетсяособая ситуация, обозначающая ошибку приведения (т.е. случай, когда тип не есть dbox_w_str). Иногдалучше избегать сравнения с результатом приведения.Различие функций ref_cast() и ptr_cast() служит хорошей иллюстрацией различий между ссылками иуказателями: ссылка обязательно ссылается на объект, тогда как указатель может и не ссылаться,поэтому для указателя часто нужна проверка.13.5.1 Информация о типеВ С++ нет иного стандартного средства получения динамической информации о типе, кроме вызововвиртуальных функций.
Хотя было сделано несколько предложений по расширению С++ в этомнаправлении.Смоделировать такое средство довольно просто и в большинстве больших библиотек естьвозможности динамических запросов о типе. Здесь предлагается решение, обладающее тем полезнымсвойством, что объем информации о типе можно произвольно расширять.
Его можно реализовать спомощью вызовов виртуальных функций, и оно может входить в расширенные реализации С++.Достаточно удобный интерфейс с любым средством, поставляющим информацию о типе, можно задатьс помощью следующих операций:typeid static_type_info(type) // получить typeid для имени типаtypeid ptr_type_info(pointer) // получить typeid для указателяtypeid ref_type_info(reference) // получить typeid для ссылкиpointer ptr_cast(type,pointer) // преобразование указателяreference ref_cast(type,reference) // преобразование ссылкиПользователь класса может обойтись этими операциями, а создатель класса должен предусмотреть вописаниях классов определенные "приспособления", чтобы согласовать операции с реализациейбиблиотеки.Большинство пользователей, которым вообще нужна динамическая идентификация типа, можетограничиться операциями приведения ptr_cast() и ref_cast().
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
