Virtual void Fun() {}; // Робимо клас Base поліморфним

11. .

};

class DerivedA: public Base {

11. .

};

class DerivedB: public Base {

11. .

};

Int mainO

{

Base *p, baseob;

DerivedA ObjA; // Створення об'єкта класу DerivedB ObjB; // Створення об'єкта класу

р = &baseob;

cout«"Змінна р вказує на об'єкт типу cout«typeid(*p).name()« endl;

р = &0bjA;

cout«"Змінна p вказує на об'єкт типу cout«typeid(*p).name()« endl;

р = &0bjB;

cout«"Змінна p вказує на об'єкт типу"; cout«typeid(*p).name()« endl;

getchO; return 0;

}

Ось як виглядають результати виконання цієї програми:

Змінна р вказує на об'єкт типу Base Змінна р вказує на об'єкт типу DerivedA Змінна р вказує на об'єкт типу DerivedB

Якщо оператор typeid застосовується до покажчика на базовий клас полімор­фного типу, то тип об'єкта, який реально адресується, як підтверджують ці резуль­тати, буде визначений у процесі виконання програми.

У всіх випадках застосування оператора typeid до покажчика на неполімор- фну ієрархію класів буде отримано покажчик на базовий тип, тобто те, на що цей покажчик реально вказує, визначити не можна. Як експеримент спробуйте перет­ворити на коментар віртуальну функцію Fun() у класі Base і подивіться на резуль­тат. Ви побачите, що тип кожного об'єкта після внесення у програму цієї зміни бу­де визначений як Base, оскільки саме цей тип має покажчик р.

Оскільки оператор typeid зазвичай застосовується до перейменованого покаж­чика (тобто до покажчика, до якого вже застосовано оператор "*"), то для оброб­лення ситуації, коли цей перейменований покажчик виявиться нульовим, створе­но спеціальний виняток. У цьому випадку оператор typeid генерує виняток типу bad_typeid.

Посилання на об'єкти ієрархії поліморфних класів працюють подібно до по­кажчиків. Якщо оператор typeid застосовується до посилання на поліморфний клас, то він повертає тип об'єкта, на який вона реально посилається, і це може бу­ти об'єкт не базового, а похідного типу. Описаний засіб найчастіше використову­ють при передачі об'єктів функціям за посиланням. Наприклад, у наведеному ни­жче коді програми функція WhatTypeO оголошує посилальний параметр на об'єкти типу Base. Це означає, що функції WhatType() можна передавати посилання на об'­єкти типу Base або посилання на об'єкти будь-яких класів, похідних від Base. Опе­ратор typeid, що застосовується до такого параметра, поверне реальний тип об'єк­та, який передається функції.

Код програми 10.3. Демонстрація механізму застосування оператора typeid до посилального параметра #include <iostream> // Для потокового введення-виведення

#include <typeinfo> // Для динамічної ідентифікації типів

using namespace std; // Використання стандартного простору імен

// Оголошення базового класу class Base {

virtual void FunO {; // робимо клас Base поліморфним

11. .

};

class DerivedA: public Base {

11. .

};

class DerivedB: public Base {

11. .

};

// Демонструємо застосування оператора typeid до посилального параметра, void WhatType(Base &obj)

{

cout«"Параметр obj посилається на об'єкт типу cout«typeid(obj).nameO « endl;

}

int mainO

{

int c;

Base baseob;

DerivedA ObjA; // Створення об'єкта класу

DerivedB ObjB; // Створення об'єкта класу

WhatType (baseob);

WhatType(ObjA);

WhatType(ObjB);

getchO; return 0;

}

Внаслідок виконання ця програма відображає на екрані такі результати: Параметр obj посилається на об'єкт типу Base Параметр obj посилається на об'єкт типу DerivedA Параметр obj посилається на об'єкт типу DerivedB

Існує ще одна версія застосування оператора typeid, яка як аргумент приймає ім'я типу. Формат його є таким: іуреЩм'я_типа)

Наприклад, наступна настанова абсолютно допускається: cout«typeid(int).name();

Призначення цієї версії оператора typeid - отримати об'єкт типу type_info (який описує заданий тип даних), щоб його можна було використовувати в настанові порівняння типів.

2. Приклад RTTI-застосування

У наведеному нижче коді програми показано, наскільки корисним може бути засіб динамічної ідентифікації типів (RTTI). Тут використовується модифікована версія ієрархії класів геометричних фігур з розд. 6 [9], який обчислює площу кру­га, трикутника і прямокутника. У наведеному нижче коді програми визначено фу­нкцію factory(), призначену для створення примірника круга, трикутника або пря­мокутника. Ця функція повертає покажчик на створений об'єкт¹. Конкретний тип створюваного об'єкта визначається внаслідок звернення до функції rand() С++-ге- нератора випадкових чисел. Таким чином, ми не можемо знати наперед, об'єкт якого типу буде згенеровано. Програма створює десять об'єктів і підраховує кіль­кість створених фігур кожного типу. Оскільки під час виклику функції factory() мо­же бути згенерована фігура будь-якого типу, то для визначення типу реально створеного об'єкта у програмі використовують оператор typeid.

Код програми 10.4. Демонстрація ефективності використання засобу динамічної ідентифікації типів #include <iostream> // Для потокового введення-виведення

#include <cstdlib> // Для використання бібліотечних функцій

using namespace std; // Використання стандартного простору імен

class figure { protected:

double х, у; public:

figure(double _x, double _y) {x = _x; у = _y;} virtual double area() = 0;

};

class triangle: public figure { public:

triangle(double _x, double _y): figure(_x, _y) {} double areaO {return x * 0.5 * y;}

};

class rectangle: public figure { public:

rectangle(double _x, double _y): figure(_x, _y) {} double areaO {return x * y;}

};

class circle: public figure { public:

circle(double _x, double _y=0): figure(_x, _y) {} double areaO {return 3.14 * x * x;}

};

// Генератор об'єктів класу figure, figure *factoryO {

switch(rand() % 3) {

case 0: return new circle(10.0); case 1: return new triangle(10.1,5.3); case 2: return new rectangle(4.3, 5.7);

}

return 0;

}

int mainO

{

figure *p; // Покажчик на базовий клас

int t = 0, r = 0, с = 0;

// Генеруємо і підраховуємо об'єкти for(int і=0; і<10; І++) {

р = factoryO; //Генеруємо об'єкт

cout«"Об'єкт має тип" «typeid(*p).name();

cout«

// Враховуємо цей об'єкт if(typeid(*p) == typeid(triangle)) t++; if(typeid(*p) == typeid(rectangle)) r++; if(typeid(*p) == typeid(circle)) C++;

// Відображаємо площу фігури

cout«"Площа дорівнює" « p->area() « endl;

}

cout« endl;

cout«"Згенеровано такі об'єкти:"« endl; cout«" трикутників:" «t« endl; cout«" прямокутників:" «r« endl; cout«" кругів:" « c « endl;

getchO; return 0;

}

Можливий результат виконання цієї програми такий:

Об'єкт має тип class rectangle. Площа дорівнює 24.51 Об'єкт має тип class rectangle. Площа дорівнює 24.51 Об'єкт має тип class triangle. Площа дорівнює 26.765 Об'єкт має тип class triangle. Площа дорівнює 26.765 Об'єкт має тип class rectangle. Площа дорівнює 24.51 Об'єкт має тип class triangle. Площа дорівнює 26.765 Об'єкт має тип class circle. Площа дорівнює 314 Об'єкт має тип class circle. Площа дорівнює 314 Об'єкт має тип class triangle. Площа дорівнює 26.765 Об'єкт має тип class rectangle. Площа дорівнює 24.51

Згенеровано такі об'єкти: трикутників: 4 прямокутників: 4 кругів: 2

10.1.3. Застосування оператора typeid до шаблонних класів

Оператор typeid можна застосувати і до шаблонних класів. Тип об'єкта, який є примірником шаблонного класу, визначається частково на підставі того, які саме дані використовуються для його узагальнених даних під час реалізації об'єкта. Та­ким чином, два примірники одного і того ж шаблонного класу, які створюються з використанням різних даних, мають різний тип. Розглянемо простий приклад.

Код програми 10.5. Демонстрація механізму застосування оператора typeid до шаблонних класів #include <iostream> // Для потокового введення-виведення

#include <cstdlib> // Для використання бібліотечних функцій

using namespace std; // Використання стандартного простору імен

template <class myClass> class myClass { // Оголошення класового типу myClass a; public:

myClass(myClass c) {a = c;}

//...

};

int mainO

{

myClass<int> ObjA(IO), ObjB(9); myClass<double> ObjC(7.2);

cout«"Об'єкт ObjA має тип cout«typeid(ObjA).name() « endl;

cout«"Об'єкт ObjB має тип cout«typeid(ObjB).name() « endl;

cout«"Об'єкт ObjC має тип"; cout«typeid(ObjC).nameO « endl;

cout« endl;

if(typeid(ObjA) == typeid(ObjB))

cout«"Об'єкти ObjA і ObjB мають однаковий тип" « endl; if(typeid(ObjA) == typeid(ObjC)) cout«"Помилка"« endl;

else

cout«"Об'єкти ObjA і ObjC мають різні типи" « endl; getchO; return 0;

}

Внаслідок виконання ця програма відображає на екрані такі результати:

Об'єкт ObjA має тип dass myClass<int>

Об'єкт ObjB має тип dass myClass<int>

Об'єкт ObjC має тип dass myClass<double>

Об'єкти ObjA і ObjB мають однаковий тип.

Об'єкти ObjA і ObjC мають різні типи.

Як бачите, незважаючи на те, що два об'єкти є примірниками одного і того ж шаблонного класу, якщо їх дані, що параметризуються, не збігаються, то вони не є еквівалентними за типом. У цьому коді програми об'єкт ObjA має тип myClass<int>, а об'єкт ObjC - тип myClass<double>. Таким чином, це об'єкти різного типу.

Розглянемо ще один приклад застосування оператора typeid до шаблонних класів, а саме модифіковану версію програми визначення геометричних фігур з попереднього підрозділу. Цього разу клас figure ми зробили шаблонним. Прозора структура коду програми дасть змогу читачу без проблем розібратися з основним принципом її роботи.

Код програми 10.6. Демонстрація механізму застосування оператора typeid до шаблонної версії figure-ієрархії класів #include <iostream> // Для потокового введення-виведення

#include <cstdlib> // Для використання бібліотечних функцій

using namespace std; // Використання стандартного простору імен

template <class myClass> class figure { protected:

myClass x, y; public:

figure(myClass _x, myClass _y) {x = _x; у = _y;} virtual myClass areaO = 0;

};

template <class myClass> class triangle: public figure<myClass> { public:

triangle(myClass _x, myClass _y): figure<myClass>(_x, _y) {} myClass areaO {return x * 0.5 * y;}

};

template <class myClass> class rectangle: public figure<myClass> { public:

rectangle(myClass _x, myClass _y): figure<myClass>(_x, _y) {} myClass areaO {return x * y;}

};

template <class myClass> class circle: public figure<myClass> { public:

circle(myClass _x, myClass _y=0): figure<myClass>(_x, _y) {} myClass areaO {return 3.14 * x * x;}

};

//Генератор об'єктів, що утворюється з класу figure. figure<double> *generator()

{

switch(rand() %3) {

case 0: return new circle<double>(10.0); case 1: return new triangle<double>(10.1,5.3); case 2: return new rectangle<double>(4.3,5.7);

}

return;

}

int mainO

{

figure<double> *p; int t = 0, c = 0, r = 0;

// Генеруємо і підраховуємо об'єкти for(int і=0; і<10; І++) {

р = generatorO;

cout«"Об'єкт має тип"«typeid(*p).nameO; cout«

// Враховуємо об'єкт

if(typeid(*p) == typeid(triangle<double>)) t++; if(typeid(*p) == typeid(rectangle<double>)) r++; if(typeid(*p) == typeid(circle<double>)) c++;

cout«"Площа дорівнює" « p->area() « endl;

}

cout« endl;

cout«"Згенеровано такі об'єкти:"« endl; cout«" трикутників:" «t« endl; cout«" прямокутників:" «r« endl; cout«" кругів:"« c « endl;

getchO; return 0;

}

Внаслідок виконання ця програма відображає на екрані такі результати::

Об'єкт має тип dass rectangle<double>. Площа дорівнює 24.51 Об'єкт має тип dass rectangle<double>. Площа дорівнює 24.51 Об'єкт має тип dass triangle<double>. Площа дорівнює 26.765 Об'єкт має тип dass triangle<double>. Площа дорівнює 26.765 Об'єкт має тип dass rectangle<double>. Площа дорівнює 24.51 Об'єкт має тип dass triangle<double>. Площа дорівнює 26.765 Об'єкт має тип dass cirde<double>. Площа дорівнює 314 Об'єкт має тип dass cirde<double>. Площа дорівнює 314 Об'єкт має тип dass triangle<double>. Площа дорівнює 26.765 Об'єкт має тип dass rectangle<double>. Площа дорівнює 24.51

Згенеровано такі об'єкти: трикутників: 4 прямокутників: 4 кругів: 2

Динамічна ідентифікація типів використовується не у кожній програмі. Але під час роботи з поліморфними типами цей засіб дає змогу дізнатися про тип об'­єкта, який обробляється в будь-який довільний момент часу.

2. Поняття про оператори приведення типів

У мові програмування С++ визначено п'ять операторів приведення типів. Пе­рший оператор (його було описано вище у цьому навчальному посібнику), вжи­вається у звичайному (традиційному) стилі, був із самого початку вбудований у мові С++. Інші чотири ^упатіс_саз(, сопзісазі, геіпіегргеїсазі і зІаНс сазІ) були до­дані у мову всього декілька років тому. Ці оператори надають додаткові "важелі керування" характером виконання операцій приведення типу. Розглянемо кожний з них зокрема.

1. Оператор приведення поліморфних типів dynamic_cast

Можливо, найважливішим з нових операторів є оператор динамічного приве­дення типів dynamic_cast. У процесі виконання програми він перевіряє обгрунтова­ність пропонованої операції. Якщо у момент його виклику задана операція вияв­ляється неприпустимою, то приведення типів не здійснюється. Загальний формат застосування оператора dynamic_cast є таким: dynamic_cast<fype> (expt)

У цьому записі елемент type означає новий тип, який є метою виконання цієї опе­рації, а елемент ехрг- вираз, який приводиться до цього нового типу. Тип type має бути представлений покажчиком або посиланням, а вираз ехрг повинен приводити­ся до покажчика або посилання. Таким чином, оператор dynamic_cast можна вико­ристовувати для перетворення покажчика одного типу у покажчик іншого або по­силання одного типу у посилання іншого.

Цей оператор в основному використовують для динамічного виконання опе­рацій приведення типу серед поліморфних типів. Наприклад, якщо задано полі­морфні класи В і D, причому клас D виведений з класу В, то за допомогою операто­ра dynamic_cast завжди можна перетворити покажчик D* у покажчик В*, оскільки покажчик на базовий клас завжди можна використовувати для вказівки на об'єкт класу, виведеного з базового. Проте оператор dynamic_cast може перетворити по­кажчик В* у покажчик D* тільки у тому випадку, якщо адресованим об'єктом дій­сно є об'єкт класу D. І, взагалі, оператор dynamic_cast буде успішно виконаний тіль­ки за умови, якщо дозволено поліморфне приведення типів, тобто якщо покажчик (або посилання), що приводиться до нового типу, може вказувати (або посилати­ся) на об'єкт цього нового типу або об'єкт, який виведено з нього. Інакше, тобто якщо задану операцію приведення типів виконати не можна, то результат дії опе­ратора dynamic_cast оцінюється як нульовий, якщо у цій операції беруть участь по­кажчики¹.

Розглянемо простий приклад. Припустимо, що клас Base поліморфний, а клас Derived виведений з класу Base.

Base*bp, ObjB;

Derived *dp, ObjD;

bp = &0bjD; // Присвоєння покажчику адреси об'єкта похідного класу

// Покажчик на базовий клас вказує на об'єкт класу Derived, dp = dynamic_cast<Derived *> (bp); // Приведення до покажчика на похідний клас дозволено. if(dp) cout«"Приведення типу відбулося успішно!";

Тут приведення покажчика Ьр (на базовий клас) до покажчика dp (на похідний клас) успішно здійснюється, оскільки Ьр дійсно вказує на об'єкт класу Derived. Тому у процесі виконання цього фрагмента програми буде виведено повідомлення: Приведення типу відбулося успішно!

Але наведений нижче фрагмент коду програми демонструє невдалу спробу зробити операцію приведення типу, оскільки Ьр насправді вказує на об'єкт класу Base, і неправомірно приводити покажчик на базовий клас до типу покажчика на похідний, якщо адресований ним об'єкт не є насправді об'єктом похідного класу, bp = &ObjB; // Присвоєння покажчику адреси об'єкта базового класу

// Покажчик на базовий клас посилається на об'єкт класу Base, dp = dynamic_cast<Derived *> (bp); // Помилка! if(!dp) cout«"Приведення типу виконати не вдалося";

Оскільки спроба виконати операцію приведення типу виявилася невдалою, то у процесі виконання цього фрагмента програми буде виведено повідомлення: Приведення типу виконати не вдалося.

У наведеному нижче коді програми демонструються різні ситуації застосу­вання оператора dynamic_cast.

Код програми 10.7. Демонстрація різних ситуацій застосування використання оператора dynamic_cast #include <iostream> // Для потокового введення-виведення

using namespace std; // Використання стандартного простору імен

class baseClass { // Оголошення базового класу public: