Методы программирования в C++

Содержание:

1.  Статические элементы класса

2.  Виртуальные функции

3.  Абстрактные классы

4.  Виртуальные классы

5.  Шаблоны

6.  Обработка исключительных ситуаций в C++

1.  Статические элементы класса

 

В классе можно определять элементы данных и функции со спецификатором static. В этом случае их можно рассматривать как глобальные переменные или функции в пределах класса, и доступны они не одному объекту, а разделяются между всем классом, не ассоциируются с отдельными представителями класса.

class Name

{ …

public:

…

static int count; }

Для элементов, которые объявлены в открытой секции класса, вызов, например, будет выглядеть следующим образом:

Name::count+=2;

Если элементы определены в закрытой секции, то такое обращение некорректно.

Если мы объявили такой элемент в закрытой секции класса, то мы должны определить функции для работы с этими элементами. Обращение к таким функциям выглядит так: Name::Add1();

ПРАВИЛО:

1) Статические функции и элементы класса не ассоциируются с отдельными представителями класса. Обращение к ним производится выражением вида:

имя класса:: имя элемента

2) Им не передается указатель this, т.к. он ассоциируется с отдельным представителем класса.

3) Статические функции могут вызываться независимо от того, существует ли хотя бы один представитель класса.

4) Статические функции не могут быть виртуальными.

2.  Виртуальные функции

Виртуальные функции – это функции-члены класса, вызов которых осуществляется во время выполнения программы (то есть динамически) по типу объекта, с которым она используется.

Например, базовый класс может описывать фигуру на экране без конкретизации ее вида, а производные классы (окружность, эллипс и т.п.) однозначно определяют ее формы и размеры. Если в базовом классе ввести функцию для изображения фигуры на экране, то выполнение этой функции будет возможно только для объектов каждого из производных классов, определяющих конкретные изображения.

Объявление виртуальной функции в классе:

virtual прототип_функции;

Отметим, что классы, включающие такие функции, играют особую роль в объектно-ориентированном программировании. Именно поэтому они носят специальное название – полиморфные.

Вернемся к упомянутому выше примеру с фигурами. Рассмотрим класс Point (производный от Location).

Пусть в этом классе определена компонентная функция void Show(). Так как внешний вид фигуры, для которой будет использоваться данная функция, в базовом классе еще не определен, то в каждый из производных классов нужно включить свою функцию void Show() для формирования изображения на экране. Это не очень удобно, поэтому в таких случаях используют механизм виртуальных функций. Любая нестатическая функция базового класса может быть сделана виртуальной, если в ее объявлении использовать спецификатор virtual.

class Point: public Location{

protected:

Boolean vis;

public:

Point (int nx,int ny);

virtual void Show();

virtual void Hide();

virtual void Drag(int by);

Boolean Isvis() { return vis;}

void MoveTo (int nx ,int ny); };

Виртуальными могут быть не любые функции, а только нестатические компонентные функции какого-либо класса. После того как функция определена как виртуальная, ее повторное определение в производном классе (с тем же самым прототипом) создает в этом классе новую виртуальную функцию, причем спецификатор virtual может не использоваться.

В производном классе нельзя определять функцию с тем же именем и с той же сигнатурой параметров, но с другим типом возвращаемого значения, чем у виртуальной функции базового класса. Это приводит к ошибке на этапе компиляции.

Если в производном классе ввести функцию с тем же именем и типом возвращаемого значения, что и виртуальная функция базового класса, но с другой сигнатурой параметров, то эта функция производного класса не будет виртуальной. В этом случае с помощью указателя на базовый класс при любом значении этого указателя выполняется обращение к функции базового класса (несмотря на спецификатор virtual и присутствие в производном классе похожей функции).

Рассмотрим, как будет выглядеть вызов виртуальной функции void Show() в производном классе:

class Circle : public Point {

protected:

int R;

public:

Circle (int nx,int ny, int nr);

void Show();

void Hide();

void Expand(int by);

void Contract(int by); };

Как мы видим, спецификатор virtual можно уже не указывать.

Механизм виртуального вызова может быть подавлен с помощью явного использования полного квалифицированного имени. Таким образом, при необходимости вызова из производного класса виртуального метода (компонентной функции) базового класса употребляется полное имя.

Все выше сказанное можно объединить в ПРАВИЛА:

1)  не объявлять static;

2) Объявления виртуальных функций в производных классах должны иметь ту же сигнатуру, что и в базовом. Указывать спецификатор virtual в этом случае не обязательно.

3) Виртуальная функция должна быть обязательно определена или быть чистой виртуальной функцией.

Чистой виртуальной функцией называется компонентная функция, которая имеет следующее определение:

virtual тип имя_функции (список формальных параметров)=0;

В этой записи конструкция “=0” называется “чистый спецификатор”. Пример описания чистой виртуальной функции:

virtual void F()=0;

Чистая виртуальная функция в определении класса показывает, что ее определение откладывается до производных классов. Чистая виртуальная функция “ничего не делает” и недоступна для вызовов. Ее назначение – служить основой для подменяющих ее функций в производных классах и показывать, что данный класс абстрактный.