straustrup2 (852740), страница 95
Текст из файла (страница 95)
Опыт показывает, что программистам, воспитанным на таких языках как С или Паскаль,трудно избежать этой ловушки. Стиль программирования этих языков требует меньшепредусмотрительности, а при создании библиотеки такой стиль можно просто считать небрежностью.Может возникнуть вопрос, почему в интерфейс с системой динамической информации о типе включенаусловная операция приведения ptr_cast(), а не операция is_base(), которая непосредственноопределяется с помощью операции has_base() из класса Type_info. Рассмотрим такой пример:void f(dialog_box& db){if (is_base(&db,dbox_w_str)) {// является ли db базовым// для dbox_w-str?dbox_w_str* dbws = (dbox_w_str*) &db;// ...}// ...}Решение с помощью ptr_cast ($$13.5) более короткое, к тому же здесь явная и безусловная операцияприведения отделена от проверки в операторе if, значит появляется возможность ошибки,неэффективности и даже неверного результата.
Неверный результат может возникнуть в тех редкихслучаях, когда система динамической идентификации типа распознает, что один тип являетсяпроизводным от другого, но транслятору этот факт неизвестен, например:class D;class B;void g(B* pb){if (is_base(pb,D)) {D* pb = (D*)pb;// ...}// ...}Если транслятору пока неизвестно следующее описание класса D:class D : public A, public B {// ...};то возникает ошибка, т.к.
правильное приведение указателя pb к D* требует изменения значенияуказателя. Решение с операцией ptr_cast() не сталкивается с этой трудностью, поскольку эта операцияприменима только при условии, что в области видимости находятся описания обеих ее параметров.Приведенный пример показывает, что операция приведения для неописанных классов по сути своейненадежна, но запрещение ее существенно ухудшает совместимость с языком С.13.6 Обширный интерфейсКогда обсуждались абстрактные типы ($$13.3) и узловые классы ($$13.4), было подчеркнуто, что всефункции базового класса реализуются в самом базовом или в производном классе.
Но существует идругой способ построения классов. Рассмотрим, например, списки, массивы, ассоциативные массивы,деревья и т.д. Естественно желание для всех этих типов, часто называемых контейнерами, создатьобобщающий их класс, который можно использовать в качестве интерфейса с любым из перечисленныхтипов. Очевидно, что пользователь не должен знать детали, касающиеся конкретного контейнера.
Нозадача определения интерфейса для обобщенного контейнера нетривиальна. Предположим, что такойконтейнер будет определен как абстрактный тип, тогда какие операции он должен предоставлять?Можно предоставить только те операции, которые есть в каждом контейнере, т.е. пересечениемножеств операций, но такой интерфейс будет слишком узким. На самом деле, во многих, имеющих351Бьерн Страуструп.Язык программирования С++смысл случаях такое пересечение пусто.
В качестве альтернативного решения можно предоставитьобъединение всех множеств операций и предусмотреть динамическую ошибку, когда в этоминтерфейсе к объекту применяется "несуществующая" операция. Объединение интерфейсов классов,представляющих множество понятий, называется обширным интерфейсом. Опишем "общий" контейнеробъектов типа T:class container {public:struct Bad_operation { // класс особых ситуацийconst char* p;Bad_operation(const char* pp) : p(pp) { }};virtual void put(const T*){ throw Bad_operation("container::put"); }virtual T* get(){ throw Bad_operation("container::get"); }virtual T*& operator[](int){ throw Bad_operation("container::[](int)"); }virtual T*& operator[](const char*){ throw Bad_operation("container::[](char*)"); }// ...};Все-таки существует мало реализаций, где удачно представлены как индексирование, так и операциитипа списочных, и, возможно, не стоит совмещать их в одном классе.Отметим такое различие: для гарантии проверки на этапе трансляции в абстрактном типе используютсячистые виртуальные функции, а для обнаружения ошибок на этапе выполнения используются функцииобширного интерфейса, запускающие особые ситуации.Можно следующим образом описать контейнер, реализованный как простой список с одностороннейсвязью:class slist_container : public container, private slist {public:void put(const T*);T* get();T*& operator[](int){ throw Bad_operation("slist::[](int)"); }T*& operator[](const* char){ throw Bad_operation("slist::[](char*)"); }// ...};Чтобы упростить обработку динамических ошибок для списка введены операции индексирования.Можно было не вводить эти нереализованные для списка операции и ограничиться менее полнойинформацией, которую предоставляют особые ситуации, запущенные в классе container:class vector_container : public container, private vector {public:T*& operator[](int);T*& operator[](const char*);// ...};Если быть осторожным, то все работает нормально:void f(){slist_container sc;vector_container vc;// ...}352Бьерн Страуструп.void{T*T*////}Язык программирования С++user(container& c1, container& c2)p1 = c1.get();p2 = c2[3];нельзя использовать c2.get() или c1[3]...Все же для избежания ошибок при выполнении программы часто приходится использоватьдинамическую информацию о типе ($$13.5) или особые ситуации ($$9).
Приведем пример:void user2(container& c1, container& c2)/*обнаружение ошибки просто, восстановление - трудная задача*/{try {T* p1 = c1.get();T* p2 = c2[3];// ...}catch(container::Bad_operation& bad) {// Приехали!// А что теперь делать?}}или другой пример:void user3(container& c1, container& c2)/*обнаружение ошибки непросто,а восстановление по прежнему трудная задача*/{slist* sl = ptr_cast(slist_container,&c1);vector* v = ptr_cast(vector_container, &c2);if (sl && v) {T* p1 = c1.get();T* p2 = c2[3];// ...}else {// Приехали!// А что теперь делать?}}Оба способа обнаружения ошибки, показанные на этих примерах, приводят к программе с "раздутым"кодом и низкой скоростью выполнения. Поэтому обычно просто игнорируют возможные ошибки внадежде, что пользователь на них не натолкнется.
Но задача от этого не упрощается, ведь полноетестирование затруднительно и требует многих усилий.Поэтому, если целью является программа с хорошими характеристиками, или требуются высокиегарантии корректности программы, или, вообще, есть хорошая альтернатива, лучше не использоватьобширныеинтерфейсы. Кроме того, использованиеобширного интерфейса нарушаетвзаимнооднозначное соответствие между классами и понятиями, и тогда начинают вводить новыепроизводные классы просто для удобства реализации.353Бьерн Страуструп.Язык программирования С++13.7 Каркас области приложенияМы перечислили виды классов, из которых можно создать библиотеки, нацеленные на проектированиеи повторное использование прикладных программ.
Они предоставляют определенные "строительныеблоки" и объясняют как из них строить. Разработчик прикладного обеспечения создает каркас, вкоторый должны вписаться универсальные строительные блоки. Задача проектирования прикладныхпрограмм может иметь иное, более обязывающее решение: написать программу, которая сама будетсоздавать общий каркас области приложения. Разработчик прикладного обеспечения в качествестроительных блоков будет встраивать в этот каркас прикладные программы. Классы, которыеобразуют каркас области приложения, имеют настолько обширный интерфейс, что их трудно назватьтипами в обычном смысле слова. Они приближаются к тому пределу, когда становятся чистоприкладными классами, но при этом в них фактически есть только описания, а все действия задаютсяфункциями, написанными прикладными программистами.Для примера рассмотрим фильтр, т.е.
программу, которая может выполнять следующие действия:читать входной поток, производить над ним некоторые операции, выдавать выходной поток иопределять конечный результат. Примитивный каркас для фильтра будет состоять из определениямножества операций, которые должен реализовать прикладной программист:class filter {public:class Retry {public:virtual const char* message() { return 0; }};virtualvirtualvirtualvirtualvirtualvirtualvoid start() { }int retry() { return 2; }int read() = 0;void write() { }void compute() { }int result() = 0;};Нужные для производных классов функции описаны как чистые виртуальные, остальные функциипросто пустые.
Каркас содержит основной цикл обработки и зачаточные средства обработки ошибок:int main_loop(filter* p){for (;;) {try {p->start();while (p->read()) {p->compute();p->write();}return p->result();}catch (filter::Retry& m) {cout << m.message() << '\n';int i = p->retry();if (i) return i;}catch (...) {cout << "Fatal filter error\n";return 1;}}}Теперь прикладную программу можно написать так:354Бьерн Страуструп.Язык программирования С++class myfilter : public filter {istream& is;ostream& os;char c;int nchar;public:int read() { is.get(c); return is.good(); }void compute() { nchar++; };int result(){ os << nchar<< "characters read\n";return 0;}myfilter(istream& ii, ostream& oo): is(ii), os(oo), nchar(0) { }};и вызывать ее следующим образом:int main(){myfilter f(cin,cout);return main_loop(&f);}Настоящий каркас, чтобы рассчитывать на применение в реальных задачах, должен создавать болееразвитые структуры и предоставлять больше полезных функций, чем в нашем простом примере.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
