34. Понятие интерфейса. Применение интерфейсов.
интерфейсы- разновидность абстрактных классов, состоящих только из чисто виртуальных функций. Допускается также определение статических констант и вложенных типов. Интерфейс не может содержать полей, конструкторов, невиртуальных методов либо виртуальных методов с телом. Интерфейс - это чистая абстракция без каких-либо элементов реализации.
В С++ же интерфейс - это скорее особый термин при рассуждении, типовое решение, а не явная языковая конструкция.
Преимущество использования интерфейсов состоит в том, что абстракция, инициирующая взаимодействия может не знать ничего о природе обеспечивающей его реализации. Это позволяет невероятным образом расщеплять зависимости между классами и подменять объекты в любой момент, пока они реализуют требуемый интерфейс.
Пример:
Следующее объявление вводит интерфейс слушателя изменений котировок биржевых акций (Stock):
stock_change_listener.hpp
#ifndef _STOCK_CHANGE_LISTENER_HPP_
#define _STOCK_CHANGE_LISTENER_HPP_
class Stock;
class StockChangeListener
{
public:
// Сообщение об изменении цены котировки указанных акций
virtual void onPriceChanged ( Stock & _s, double _oldPrice ) = 0;
};
#endif // _STOCK_CHANGE_LISTENER_HPP_
Любой класс, который унаследует данный интерфейс, может выступать в качестве получателя сообщений об изменениях цены на акции. Достаточно создать объект, класс которого реализует указанный интерфейс, и зарегистрировать его в классе, представляющем акции:
stock.hpp
#ifndef _STOCK_HPP_
#define _STOCK_HPP_
#include <vector>
class StockChangeListener;
// Класс, представляющий биржевую котировку акций
class Stock
{
private:
// Набор слушателей изменений цены акций
std::vector< StockChangeListener * > m_listeners;
// Название котировки ценных бумаг
const char * m_title;
// Текущая цена
double m_currentPrice;
private:
// Запрещенные конструктор копий и оператор присвоения
Stock ( const Stock & _s );
Stock & operator = ( const Stock & _s );
public:
// Конструктор
Stock ( const char * _title, double _initialPrice );
// Метод доступа к названию котировки
const char * getTitle () const;
// Метод доступа к текущей цене
double getCurrentPrice () const;
// Метод регистрации слушателея изменения цены
void addChangeListener ( StockChangeListener & _listener );
// Метод обновления цены
void updatePrice ( double _newPrice );
};
// Реализация метода доступа к названию котировки
inline const char *
Stock::getTitle () const
{
return m_title;
}
// Реализация метода доступа к текущей цене
inline double
Stock::getCurrentPrice () const
{
return m_currentPrice;
}
#endif // _STOCK_HPP_
35. Множественное наследование конкретных классов. Синтаксис, структура в памяти, особенности применения и реализации.
С++, в отличие от многих других объектно-ориентированных языков, допускает множественное наследование от конкретных классов. Базовые классы следует перечислять через запятую. Класс, производный от двух и более конкретных классов, объединяет свойства всех базовых. Такие классы иногда называют “примесями” (mixin).
imagebutton.hpp
#ifndef _IMAGEBUTTON_HPP_
#define _IMAGEBUTTON_HPP_
//************************************************************************
#include "button.hpp"
#include "imagecontrol.hpp"
//************************************************************************
// Класс, представляющий кнопку с изображением
class ImageButton
: public Button, public ImageControl
{
//------------------------------------------------------------------------
public:
// Конструктор - передаются аргументы для двух базовых классов
ImageButton ( const std::string & _text, const std::string & _imageFilename );
// Переопределение метода отрисовки из базового класса Button
void draw ( int _x, int _y ) override;
//------------------------------------------------------------------------
};
//************************************************************************
#endif // _IMAGEBUTTON_HPP_
imagebutton.cpp
//************************************************************************
#include "imagebutton.hpp"
//************************************************************************
ImageButton::ImageButton ( const std::string & _text,
const std::string & _imageFilename )
// Вызов конструкторов двух базовых классов
: Button( _text )
, ImageControl( _imageFilename )
{
}
//************************************************************************
// Реализация переопределенного метода отрисовки кнопки
void ImageButton::draw ( int _x, int _y )
{
// Вычисляем размеры текста
int width, height;
calculateTextSize( width, height );
// Изображение выводится слева от текста, понадобится 3 отступа
width += getImageWidth() + 3 * PADDING;
// Высота кнопки - максимум из высоты изображения и текста + 2 отступа
if ( getImageHeight() > height )
height = getImageHeight();
height += 2 * PADDING;
// Отрисовка фонового прямоугольника (вызов Button::drawRectangle)
drawRectangle( _x, _y, width, height );
// Отрисовка изображения (вызов ImageConrol::drawImage)
drawImage( _x + PADDING,_y + PADDING );
// Отрисовка текста на кнопке правее изображения (вызов Button::drawText)
drawText( _x + getImageWidth() + 2 * PADDING, _y + PADDING );
}
Структура размещения данных класса-примеси ImageButton в памяти предполагает, что в начале будут размещаться данные первого базового класса Button, затем второго ImageControl. Если бы ImageButton содержал собственные дополнительные поля, они бы размещались в объекте после полей обоих базовых классов:
Указатель или ссылка на объект класса ImageButton может быть преобразован к указателю/ссылке на объект любого из двух базовых классов:
ImageButton ib( “OK”, “ok.png” );
Button * pButton = & ib;
ImageControl * pControl = & ib;
Интересно, что, несмотря на манипулирование одним и тем же объектом ImageButton, абсолютные значения адресов в преобразованных указателях pButton и pControl совпадать не будут. Это вытекает из расположения полей базовых классов в памяти объекта. Поля первого базового класса находятся в начале объекта, и адрес pButton будет совпадать с адресом начала объекта. Но поля второго базового класса смещены от начала объекта на размер первого базового класса. Соответственно, этот адрес не совпадает с адресом начала объекта. Учитывая факт возможного смещения адресов в иерархии множественного наследования, следует всячески избегать попыток преобразования вниз по такой иерархии.