...
if Obj is TTextReader then ...
Для преобразования объекта к нужному типу используется оператор as, например
with Obj as TTextReader do Active := False;
Стоит отметить, что для объектов применим и обычный способ приведения типа:
with TTextReader(Obj) do Active := False;
Вариант с оператором as лучше, поскольку безопасен. Он генерирует ошибку (точнее исключительную ситуацию; об исключительных ситуациях мы расскажем в главе 4) при выполнении программы (run-time error), если реальный экземпляр объекта Obj не совместим с классом TTextReader. Забегая вперед, скажем, что ошибку приведения типа можно обработать и таким образом избежать досрочного завершения программы.
3.8. Виртуальные методы
3.8.1. Понятие виртуального метода
Все методы, которые до сих пор рассматривались, имеют одну общую черту
— все они статические. При обращении к статическому методу компилятор точно знает класс, которому данный метод принадлежит. Поэтому, например, обращение к статическому методу ParseLine в методе NextLine (принадлежащем классу TTextReader) компилируется в вызов
TTextReader.ParseLine:
function TTextReader.NextLine: Boolean; var
S: string; N: Integer;
begin
Result := not EndOfFile; if Result then
begin
Readln(FFile, S);
N := ParseLine(S); // Компилируется в вызов
TTextReader.ParseLine(S); if N <> ItemCount then SetLength(FItems, N);
184
end;
end;
В результате метод NextLine работает неправильно в наследниках класса TTextReader, так как внутри него вызов перекрытого метода ParseLine не происходит. Конечно, в классах TDelimitedReader и TFixedReader можно продублировать все методы и свойства, которые прямо или косвенно вызывают ParseLine, но при этом теряются преимущества наследования, и мы возвращаемся к тому, что необходимо описать два класса, в которых большая часть кода идентична. ООП предлагает изящное решение этой проблемы — метод ParseLine всего-навсего объявляется виртуальным:
type
TTextReader = class
...
function ParseLine(const Line: string): Integer; virtual; //Виртуальный метод
...
end;
Объявление виртуального метода в базовом классе выполняется с помощью ключевого слова virtual, а его перекрытие в производных классах — с помощью ключевого слова override. Перекрытый метод должен иметь точно такой же формат (список параметров, а для функций еще и тип возвращаемого значения), что и перекрываемый:
type
TDelimitedReader = class(TTextReader)
...
function ParseLine(const Line: string): Integer; override;
...
end;
TFixedReader = class(TTextReader)
...
function ParseLine(const Line: string): Integer; override;
...
end;
Суть виртуальных методов в том, что они вызываются по фактическому типу экземпляра, а не по формальному типу, записанному в программе. Поэтому после сделанных изменений метод NextLine будет работать так, как ожидает программист:
function TTextReader.NextLine: Boolean; var
S: string;
185
N: Integer; begin
Result := not EndOfFile; if Result then
begin
Readln(FFile, S);
N := ParseLine(S); // Работает как <фактический класс>.ParseLine(S) if N <> ItemCount then
SetLength(FItems, N);
end;
end;
Работа виртуальных методов основана на механизме позднего связывания
(late binding). В отличие от раннего связывания (early binding), характерного для статических методов, позднее связывание основано на вычислении адреса вызываемого метода при выполнении программы. Адрес метода вычисляется по хранящемуся в каждом объекте описателю класса.
Благодаря механизму наследования и виртуальных методов в среде Delphi реализуется такая концепция ООП как полиморфизм. Полиморфизм существенно облегчает труд программиста, поскольку обеспечивает повторное использование кода уже написанных и отлаженных методов.
3.8.2. Механизм вызова виртуальных методов
Работа виртуальных методов основана на косвенном вызове подпрограмм. При косвенном вызове команда вызова подпрограммы оперирует не адресом подпрограммы, а адресом места в памяти, где хранится адрес подпрограммы. Вы уже сталкивались с косвенным вызовом при использовании процедурных переменных. Процедурная переменная и была тем местом в памяти, где хранился адрес вызываемой подпрограммы. Для каждого виртуального метода тоже создается процедурная переменная, но ее наличие и использование скрыто от программиста.
Все процедурные переменные с адресами виртуальных методов пронумерованы и хранятся в таблице, называемой таблицей виртуальных методов (VMT — от англ. Virtual Method Table). Такая таблица создается одна для каждого класса объектов, и все объекты этого класса хранят на нее ссылку.
Структуру объекта в оперативной памяти поясняет рисунок 3.3:
186
Рисунок 3.3. Структура объекта TTextReader в оперативной памяти
Вызов виртуального метода осуществляется следующим образом:
1.Через объектную переменную выполняется обращение к занятому объектом блоку памяти;
2.Далее из этого блока извлекается адрес таблицы виртуальных методов (он записан в четырех первых байтах);
3.На основании порядкового номера виртуального метода извлекается адрес соответствующей подпрограммы;
4.Вызывается код, находящийся по этому адресу.
Покажем, как можно реализовать косвенный вызов виртуального метода ParseLine (он имеет нулевой номер в таблице виртуальных методов) обычными средствами процедурного программирования:
type
TVMT = array[0..9999] of Pointer;
TParseLineFunc = function (Self: TTextReader; const Line: string):
Integer; |
|
var |
// объектная переменна |
Reader: TTextReader; |
|
ObjectDataPtr: Pointer; // указатель на занимаемый объектом блок |
|
памяти |
// указатель на таблицу виртуальных методов |
VMTPtr: ^TVMT; |
|
MethodPtr: Pointer; |
// указатель на метод |
begin |
|
|
... |
// 1) |
обращение к данным |
ObjectDataPtr := Pointer(Reader); |
||
объекта |
// 2) |
извлечение адреса VMT |
VMTPtr := Pointer(ObjectDataPtr^); |
||
MethodPtr := VMTPtr^[0]; |
// 3) |
извлечение адреса метода |
из VMT |
// 4) |
вызов метода |
TParseLineFunc(MethodPtr)(Reader, S); |
||
... |
|
|
|
|
187 |