Monthly Archives: Ноябрь 2013

Использование виртуальных функций и указателей на производные типы

 

Понятие полиморфизма является очень важным в объектно-ориентированном программировании. В приложении к языку C++ полиморфизм это термин, используемый для описания процесса, при котором различные реализации функций могут быть доступны с использованием одного имени. По этой причине полиморфизм иногда характеризуется одной фразой – «один интерфейс, много методов». Это означает, что основной класс операций может быть оформлен в одном стиле, хотя конкретные действии могут быть различны.

В C++ полиморфизм поддерживается и во время компиляции, и во время выполнения программы. Перегрузка функции и операций – это пример полиморфизма во время компиляции. Но в С++ поддерживается полиморфизм и во время выполнения программы. Эта достигается использованием указателей на базовые классы и виртуальных функций.

 

Указатели на производные типы

 

Указатели на базовый тип и на производный тип зависимы. Пусть имеем базовый тип B_class и производный от B_class тип D_class. В языке С++ всякий указатель, объявленный как указатель на B_class, может быть также указателем на D_class:

 

B_class *р;       // указатель на объект типа B_class

B_class B_ob; // объект типа B_class

D_class D_ob; // объект типа D_class

 

После этого можно использовать следующие операции:

p=&B_ob; // Указатель на объект типа B_class

p=&D_ob; // Указатель на объект типа D_class

 

Все элементы класса D_class, наследуемые от класса B_class, могут быть доступны через использование указателя р. Однако на элементы, объявленные в D_class, нельзя ссылаться, используя р. Если требуется иметь доступ к элементам, объявленным в производном классе, используя указатель на базовый класс, надо привести его к указателю на производный тип.

Например, можно сделать так:

((D_class *)p) -> f();

Здесь функция f() – член класса D_class. Внешние круглые скобки необходимы. Хотя указатель на базовый класс может быть использован как указатель на производный класс, обратное неверно: нельзя использовать указатель на производный класс для присваивания ему адреса объекта базового класса. И наконец, указатель увеличивается и уменьшается при операциях ++ и — относительно его базового типа. Когда указатель на базовый класс указывает на производный класс, увеличение указателя не делает его указывающим на следующий элемент производного класса.

Рассмотрим пример (ex24) использования указателей на базовый класс. При этом каждый класс будет содержать функцию void show(void), свою в каждом классе.

 

// Использование указателя на базовый класс

 

#include <stdio.

Ключевое слово this

 

При вызове функции – члена класса передается еще один неявный параметр – указатель на объект класса, который вызывает данную функцию. Этот указатель называется this.

Ключевое слово this используется, в частности, при перегрузке операций.

Как известно, функции-члены класса могут иметь доступ к private-членам их класса. Например,

 

class cl

{

int i;

…

}

 

Для данного класса функция – член класса может иметь оператор присваивания i=10. В действительности этот оператор является короткой записью оператора

 

this ->i=10;

 

Чтобы понять, как указатель this работает, рассмотрим следующую короткую программу:

 

// Ex17. Использование указателя this

#include <stdio.h>

#include <conio.h>

#include <iostream.h>

 

class cl

{

int i;

public:

void load_i (int val)

{

this->i = val;

}

int get_i (void)

{

return this->i;

}

};

 

void main (void)

{

cl c;

 

c.load_i(100);

cout << c.get_i();

 

getch();

}

 

 

 

 

 

Перегрузка операций

 

За небольшим исключением большинству операций языка C++ может придано специальное значение относительно вновь определенных классов. Для встроенных типов данных значение операции изменить нельзя. Например, класс, который определяет список указателей, может использовать операцию + для добавления объекта в список. Когда операция перегружена, ни одно из ее исходных значений не теряется. Просто вводится новая операция относительно нового конкретного класса.

Чтобы перегрузить операцию, надо определить, что эта операция значит относительно класса, к которому она будет применяться. Для этого задается специальная функция операции (operator function), которая определяет действие этой операции.

 

Основная форма записи функции-операции, являющейся функцией – членом класса:

 

Тип_возвр_знач имя_класса::operator # (список аргументов)

{

// операторы, определяющие действие

}

 

# – конкретный знак операции, Часто возвращаемое значение имеет тот же тип, что и класс, хотя возможен и другой тип этого значения. Функция операции должна быть или членом класса или дружественной функцией. Небольшие отличия в случае члена класса или дружественной функции имеются.

Рассмотрим на примере, как реализуется перегрузка операций. Рассмотрим программу, которая перегружает операции + и = относительно класса vectог. Класс vector определяет трехмерный вектор в евклидовом пространстве. Операция сложения двух векторов выполняется как сложение соответствующих координат:

 

// Ex 18. Перегрузка операций + и =

 

#include <stdio.h>

#include <conio.h>

#include <iostream.h>

 

class vector

{

int x, y, z;

public:

vector operator+ (vector t);

vector operator= (vector t);

void show(void);

void assign (int mx, int my, int mz);

};

 

vector vector::operator+ (vector t)

{

vector temp;

 

temp.x = x + t.x;

temp.y = y + t.y;

temp.