Информатика в техническом университете / Информатика в техническом университете. Основы программирования

//. Иерархии классов

Возможна ситуация, когда в конструкторе запрашивается память под размещение нескольких динамических полей, но реально удовлетворяется только часть из них, например, только запрос памяти под размещение само­ го объекта. Естественно, такой объект в программе использоваться не может. В Borland Pascal существует специальный оператор fail, при выполнении ко­ торого все ранее удовлетворенные запросы на память аннулируются. При этом, если объект динамический, то указателю присваивается значение nil, а если объект статический, то конструктор, несмотря на то, что формально он является процедурой, возвращает значение false.

Пример 11.10. Разработать класс для реализации объекта «Комната с балконом Д», который должен реагировать на запрос об общей площади по­ ла и о площади балкона. Предусмотреть возмоэ/сиость создания динамиче­ ских и статических объектов, возмоэюность сохранения адреса объекта-по­ томка в указателе типа объекта-родителя и контроль выделения памяти.

Для реализации объекта используем иерархию с наполнением (рис. 11.20). В качестве базового используем класс TRoomD3, аналогичный TRoomD2, разработанному в предыдущем примере. Единственное отличие этого класса заключается в том, что его деструктор объявлен виртуальным, так как он переопределяется классом TBRoomD, который использует дест­ руктор для освобождения памяти, выделенной под динамическое поле.

Program ex;

Type pTRoomD3=^TRoomD3; TRoomDS =object

length, width:real; {поля: длина и ширина комнаты} function Square:real; virtual; {метод определения площади}

351

Часть 2. Объектно-ориентированное программирование

Function TRoomDS,Square; {метод определения площади}

Begin

Square:= length"^ width; End;

Constructor TRoomDS.Init; {конструктор} Begin

length: ="1; width: =w;

End;

Destructor TRoomD3.Done; Begin

End;

Type pTBRoomD=^TBRoomD; TBRoomD=object(TRoomD3)

pB:pTRoomD3;

function Square:real; virtual;

function BSquare:real; {площадь балкона} constructor Init(l,w:real; lb,wb:real); destructor Done;- virtual;

end; Constructor TBRoomD.Init;

Begin

inherited Init(l, w); if(lb^O)or(wb=OJ thenpB:=nil

else begin

New(pB); ifpB=nil then

begin

WriteLnCHe хватает памяти для размещения поля *); Done; {завершение обработки; не нужно, если такой обработки нет и деструктор пустой}

fail; {отменяет все выполненные заказы на память} end

else pB\Init(lb,wb); end;

End;

Function TBRoomD.BSquare; Begin

ifpBonil then BSquare:=pB\Square else BSquare:^0;

End;

352

//. Иерархии классов

Function TBRoomD, Square; Begin

Square: = inherited Square+BSquare; End;

Destructor TBRoomD.Done;

Begin {освобождаем память, выделенную под динамическое поле} ifpBonil then Dispose(рВ);

End;

Function HeapFuncfsize:Word):integer; far; Begin HeapFunc:=I; end;

Var A: TBRoomD; pBLpTBRoomD; pB2:pTRoomD3;

Begin {берем на себя обработку ошибок выделения памяти}

НеарЕггог: =@HeapFunc;

{статический объект с динамическим полем}

if A.Init(3,2,5.1,2.5J) then {конструктор возвращает true или false} begin

WriteLn(A.Square:6:2,A.BSquare:6:2); {выводим площади}

A.Done; {вызываем деструктор как обычную процедуру} end

else WriieLn('He хватает памяти для размещения объекта, *);

{динамический объект с динамическим полем - указатель типа

{динамический объект с динамическим полем - указатель типа

класса-родителя}

pB2:='new(pTBRoomDJnit(3.2,5.1,2.5J));{nQv^ вернет адрес или nil} ifpB2<>nilthen

begin

WriteLn(pB2^.Square:6:2, {необходимо позднее связывание -

случай 2} pTBRoomD(pB2)^.BSquare:6:2); {явное переопределение типа

указателя, иначе метод класса-потомка для указателя типа класса-родителя не "виден" (см. параграф 11.1)}

Dispose(рВ2,Done); {позднее связывание - случай 2} end

else WriteLn(*He хватает памяти для размещения объекта. ) ;

End

353

Часть 2. Объектно-ориеитироваииое программирование

11.8. Практикум. Создание контейнеров

Контейнером в ООП называют структуру, объединяющую объекты раз­ личных типов (классов). Контейнерный класс - это класс, реализующий кон­ тейнер. Как правило, такой класс включает массив или некую динамическую структуру (например, список или дерево), содержащую указатели на объек­ ты базового класса. Все классы, объекты которых мы собираемся помещать в контейнер, должны наследоваться от данного базового класса. По правилам Borland Pascal указателям на объекты базового класса можно присваивать ад­ реса объектов производных классов, соответственно контейнер может хра­ нить объекты производных классов и манипулировать ими.

Вфункции контейнеров обычно входит создание объектов разных клас­ сов, их последовательная обработка и уничтожение.

Впроцессе создания объектов под них отводят память и выполняют инициализацию полей.

Для выполнения последовательной обработки обычно классы объектов строят таким образом, чтобы они включали методы с одинаковыми именами (полиморфные), возможно выполняющие различные действия для объектов различных классов. Однако при последовательной обработке возможна и проверка типа (класса) конкретного объекта (см. параграф 11.5), и выполне­ ние для него специфических действий.

Уничтожение объектов требует освобождения выделенной памяти, раз­ мер которой при использовании виртуальных методов искусственно увели­ чивается на размер ссылки на ТВМ. Следовательно, базовый класс обяза­ тельно должен включать деструктор, возможно переопределяемый в произ­ водных классах. Причем с учетом возможного переопределения деструктор обязательно должен объявляться виртуальным.

Пример 11.11. Разработать программу, которая осуществляет движение строк по экрану: по горизонтали, по вертикали и по окружности.

В результате объектной декомпозиции получаем объекты четырех ти­ пов: управляющий объект и три объекта-строки, различающиеся законами движения (рис. 11.21).

Управляющий объект можно реализовать как основную программу, не строя соответствующий класс.

Чтобы реализовать заданные законы движения, необходимо каждую строку рассматривать как совокупность символов, перемещающихся по одной^траектории, но с некоторым смещением. В примере, рассмотренном в параграфе 11.6, уже были разработаны классы, реализующие заданные зако­ ны перемещения символов. Используем эти классы для реализации объек­ тов-символов, входящих в объекты-строки. Тогда каждая строка будет пред­ ставлять собой контейнер, который управляет движением своих символов (рис. 11.22), вызывая их методы Move.

354

Рис. 11.21. Объектная декомпозиция предметной области программы «Перемещение строк»

Ниже приведен текст программы.

Program ex; Uses crtyGraph;

Type pChar^'^TChar;

{описание абстрактного класса}

Рис. 11.22. Диаграмма классов профаммы «Перемещение строк»

355

Часть 2. Объектно-ориентированное программирование

Constructor TCharlnit; Begin

ch:=ach;

x:'=ax;

у—ay:

End;

Procedure TCharRel; Begin End;

Procedure TCharMove; Begin

SetColor(GetBkColor);

OuttextXY(x,ych);

Rel(t); {изменяем координаты}

SetColor(ord(ch) mod 16); OutTextXY(x,ych);

End;

Destructor TChar.Done;

Begin End; {деструктор пустой, так как объект не содержит объектных полей}

Туре pLChar=^TLineChar;

{описание класса символа, перемещающегося по горизонтали}

TLineChar=object(TChar)

xn.'integer;

constructor Init(ach:char;ах.ау:integer); procedure Rel(t:integer); virtual;

End;

Constructor TLineCharlnit; Begin

inherited Init(ackax,ay); xn:=ax;

End;

Procedure TLineChanRel; Begin

x:=(xn-^t) mod GetMaxX; End;

Type p VChar=^TVLineChar;

{описание класса символа, перемещающегося по вертикали}

TVLineChar=obJect(TChar)

yn:integer;

constructor Init(ach:char;ax,ay :integer); procedure Relft:integer); virtual;

End;

356

//. Иерархии классов

Constructor TVLineCharlnit;

Begin

inherited Init(ach,ax,ay);

yn:=ay;

End;

Procedure TVLineCharRel;

Begin

y:=(yn+t) mod GetMaxY;

End;

Type pCChar=^TCirChar;

{описание класса символа, перемещающегося по окружности}

TCirChar=object(TChar)

хс,ус,г:integer; tO:real;

constructor Init(ach:char;axc,ayc,ar:integer;atO:real);

procedure Rel(t:integer); virtual;

End;

Constructor TCirChar.Init;

Begin

inherited Init(ach,axc+round(ar*sin(atO)),ayc-^ round(ar* cos(atO)));

xc:=axc;

yc:=ayc;

r:=ar;

tO:=atO;

End;

Procedure TCirChanRel;

Begin

x:=xc+Round(r*sin(tO+t*0.05));

y:=yc+Round(r*cos(tO-^t*0.05));

End;

357

Часть 2, Объектно-ориентированное программирование

for 1:=^] to п do begin

case tmove of

l:masfiJ:=new(pLCharJnit(asfiJ, 9*i, GetMaxYdiv 2)); 2:mas[i]:=new(pVCharJnit(as[i], GetMaxXdiv 2'n*5-^J04 0)); 3:masfiJ:=new(pCCharJnit(asfiJ, GetMaxXdiv 2, GetMaxYdiv 2,

100, 2*pi^(H)/n));

end;

end;

End;

Procedure TStringMove; Var i:integer;

Begin

for i:==n downto J do masfiJ\Move(t); End;

Procedure TString.Done; Var i:integer;

Begin

for i:=] to n do dispose(masfiJ,Done); End;

Var s:string; M:array[L.3] ofTString; ij,dr,md:integer; Begin

Write(*Введите строку до 10 символов:'); ReadLn(s);

InitGraph(dr,md, 'd:\bp\bgi'); for i:=l to 3 do MfiJJnitfsJ); t:-0;

while not KeyPressed and (t< =1000) do

CloseGraph;

End

В нашем случае каждая строка содержит символы - объекты одного класса, но это вовсе не обязательно, просто, если в нашей задаче объектысимволы будут разных типов, то буквы строки будут «разлетаться» в разные стороны.

358

12. РАЗРАБОТКА БИБЛИОТЕКИ ИНТЕРФЕЙСНЫХ КОМПОНЕНТОВ

Создание пользовательских интерфейсов - одна из наиболее трудоемких задач про­ граммирования, и для ее решения успешно применяют средства ООП. Современный профаммист, работающий в одной из профессиональных сред профаммирования, при написании профаммы с развитым интерфейсом обычно использует большие и достаточ­ но сложные библиотеки классов для реализации интерфейсных компонентов. Прежде чем изучать подобные библиотеки, желательно ознакомиться с общими принципами их построения. С этой целью попытаемся разработать упрощенный вариант такой библио­ теки.

12.1. Анализ реальной программы и определение основных интерфейсных компонентов

Создание библиотеки универсальных интерфейсных элементов начнем с того, что на примере конкретной задачи выясним, какие элементы целесооб­ разно в такую библиотеку включать.

Пример 12.1. Разработать программу «Записная книжка», которая долж­ на осуществлять: создание новой книжки (файла), добавление записей (фа­ милии, имени и телефона), поиск записей по фамилии и/или имени.

По сути дела данная программа должна обеспечивать удобный интер­ фейс для хранения и поиска информации в некотором файле. Разработку на­ чинаем с уточнения интерфейса.

Главное меню программы в соответствии с условием задачи должно вы­ зывать основные функции для работы с «Записной книжкой» (рис. 12.1). Вы­ бор функции будем осуществлять клавишами горизонтального перемещения курсора, а ее вызов - нажатием клавиши Enter. Для выхода из программы предусмотрим специальный пункт меню, но будем осуществлять завершение программы или возврат из функций и по нажатию клавиши Esc.

Диаграмма переходов состояний интерфейса, отражающая процесс ра­ боты пользователя с программой, приведена на рис. 12.2.

360