|
Страница 1 из 88
Главы 5 - 8 посвящены средствам построения новых типов, которые не имеют аналогов в С. В главе 5 вводится основное понятие - класс. В ней показано, как можно определять пользовательские типы (классы), инициализировать их, обращаться к ним, и, наконец, как уничтожать их. Глава 6 посвящена понятию производных классов, которое позволяет строить из простых классов более сложные. Оно дает также возможность эффективной и безопасной (в смысле типа) работы в тех ситуациях, когда типы объектов на стадии трансляции неизвестны. В главе 7 объясняется, как можно определить унарные и бинарные операции для пользовательских типов, как задавать преобразования таких типов, и каким образом можно создавать, копировать и удалять объекты, представляющие пользовательские типы. Глава 8 посвящена шаблонам типа, т.е. такому средству С++, которое позволяет определить семейство типов и функций.
* ГЛАВА 5. КЛАССЫ "Эти типы не абстрактные, они столь же реальны,
как int и float"
- Даг Макилрой
В этой главе описываются возможности определения новых типов,
для которых доступ к данным ограничен заданным множеством
функций, осуществляющих его. Объясняется, как можно использовать
члены структуры данных, как ее защищать, инициализировать и,
наконец, уничтожать. В примерах приведены простые классы для
управления таблицей имен, работы со стеком, множеством и
реализации дискриминирующего (т.е. надежного) объединения.
Следующие три главы завершают описание возможностей С++ для
построения новых типов, и в них содержится больше интересных
примеров.
5.1 Введение и краткий обзорПонятие класса, которому посвящена эта и три следующих главы, служит
в С++ для того, чтобы дать программисту инструмент построения новых
типов. Ими пользоваться не менее удобно, чем встроенными.
В идеале использование определенного пользователем типа не должно
отличаться от использования встроенных типов. Различия возможны только
в способе построения.
Тип есть вполне конкретное представление некоторого понятия.
Например, в С++ тип float с операциями +, -, * и т.д. является
хотя и ограниченным, но конкретным представлением математического
понятия вещественного числа. Новый тип создается для того, чтобы
стать специальным и конкретным представлением понятия, которое не находит
прямого и естественного отражения среди встроенных типов. Например,
в программе из области телефонной связи можно ввести тип
trunk_module (линия-связи), в видеоигре - тип explosion (взрыв),
а в программе, обрабатывающей текст, - тип list_of_paragraphs
(список-параграфов). Обычно проще понимать и изменять программу,
в которой типы хорошо представляют используемые в задаче понятия.
Удачно подобранное множество пользовательских типов делает программу
более ясной. Оно позволяет транслятору обнаруживать недопустимое
использование объектов, которое в противном случае останется
невыявленным до отладки программы.
Главное в определении нового типа - это отделить несущественные
детали реализации (например, расположение данных в объекте нового
типа) от тех его характеристик, которые существенны для правильного
его использования (например, полный список функций, имеющих доступ
к данным). Такое разделение обеспечивается тем, что вся работа со
структурой данных и внутрение, служебные операции над нею доступны
только через специальный интерфейс (через "одно горло").
Глава состоит из четырех частей:
$$5.2 Классы и члены. Здесь вводится основное понятие
пользовательского типа, называемого классом. Доступ к объектам
класса может ограничиваться множеством функций, описания
которых входят в описание класса. Эти функции называются
функциями-членами и друзьями. Для создания объектов класса
используются специальные функции-члены, называемые
конструкторами. Можно описать специальную функцию-член
для удаления объектов класса при его уничтожении. Такая
функция называется деструктором.
$$5.3 Интерфейсы и реализации. Здесь приводятся два примера
разработки, реализации и использования классов.
$$5.4 Дополнительные свойства классов. Здесь приводится много
дополнительных подробностей о классах. Показано, как
функции, не являющейся членом класса, предоставить доступ
к его частной части. Такую функцию называют другом класса.
Вводятся понятия статических членов класса и указателей
на члены класса. Здесь же показано, как определить
дискриминирующее объединение.
$$5.5 Конструкторы и деструкторы. Объект может создаваться как
автоматический, статический или как объект в свободной
памяти. Кроме того, объект может быть членом некоторого
агрегата (массива или другого класса), который тоже
можно размещать одним из этих трех способов. Подробно
объясняется использование конструкторов и деструкторов,
описывается применение определяемых пользователем функций
размещения в свободной памяти и функций освобождения памяти.
|