1.5.2 Проверка типа

Необходимость контроля типа при обращениях к виртуальным функциям может оказаться определенным ограничением для разработчиков библиотек. Например, хорошо бы предоставить пользователю класс "стек чего-угодно". Непосредственно в С++ это сделать нельзя. Однако, используя шаблоны типа и наследование, можно приблизиться к той эффективности и простоте проектирования и использования библиотек, которые свойственны языкам с динамическим контролем типов. К таким языкам относится, например, язык Smalltalk, на котором можно описать "стек чего-угодно". Рассмотрим определение стека с помощью шаблона типа:

template < class T > class stack

{

T * p;

int sz;

public:

stack ( int );

~stack ();

void push ( T );

T & pop ();

};

Не ослабляя статического контроля типов, можно использовать такой стек для хранения указателей на объекты типа plane (самолет):

stack < plane * > cs ( 200 );

void f ()

{

cs.push ( new Saab900 ); // Ошибка при трансляции :

// требуется plane*, а передан car*

cs.push ( new Saab37B );

// прекрасно: Saab 37B - на самом

// деле самолет, т.е. типа plane

cs.pop () -> takeoff ();

cs.pop () -> takeoff ();

}

Если статического контроля типов нет, приведенная выше ошибка обнаружится только при выполнении программы:

// пример динамическое контроля типа

// вместо статического; это не С++

Stack s; // стек может хранить указатели на объекты

// произвольного типа

void f ()

{

s.push ( new Saab900 );

s.push ( new Saab37B );

s.pop () -> takeoff (); // прекрасно: Saab 37B - самолет

cs.pop () -> takeoff (); // динамическая ошибка:

// машина не может взлететь

}

Для способа определения, допустима ли операция над объектом, обычно требуется больше дополнительных расходов, чем для механизма вызова виртуальных функций в С++.

Рассчитывая на статический контроль типов и вызов виртуальных функций, мы приходим к иному стилю программирования, чем надеясь только на динамический контроль типов. Класс в С++ задает строго определенный интерфейс для множества объектов этого и любого производного класса, тогда как в Smalltalk класс задает только минимально необходимое число операций, и пользователь вправе применять незаданные в классе операции. Иными словами, класс в С++ содержит точное описание операций, и пользователю гарантируется, что только эти операции транслятор сочтет допустимыми.

1.5.3 Множественное наследование

Если класс A является базовым классом для B, то B наследует атрибуты A. т.е. B содержит A плюс еще что-то. С учетом этого становится очевидно, что хорошо, когда класс B может наследовать из двух базовых классов A1 и A2. Это называется множественным наследованием.

Приведем некий типичный пример множественного наследования. Пусть есть два библиотечных класса displayed и task. Первый представляет задачи, информация о которых может выдаваться на экран с помощью некоторого монитора, а второй - задачи, выполняемые под управлением некоторого диспетчера. Программист может создавать собственные классы, например, такие:

class my_displayed_task: public displayed, public task

{

// текст пользователя

};

class my_task: public task {

// эта задача не изображается

// на экране, т.к. не содержит класс displayed

// текст пользователя

};

class my_displayed: public displayed

{

// а это не задача

// т.к. не содержит класс task

// текст пользователя

};

Если наследоваться может только один класс, то пользователю доступны только два из трех приведенных классов. В результате либо получается дублирование частей программы, либо теряется гибкость, а, как правило, происходит и то, и другое. Приведенный пример проходит в С++ безо всяких дополнительных расходов времени и памяти по сравнению с программами, в которых наследуется не более одного класса. Статический контроль типов от этого тоже не страдает.

Все неоднозначности выявляются на стадии трансляции:

class task

{

public:

void trace ();

// ...

};

class displayed

{

public:

void trace ();

// ...

};

class my_displayed_task:public displayed, public task

{

// в этом классе trace () не определяется

};

void g ( my_displayed_task * p )

{

p -> trace (); // ошибка: неоднозначность

}

В этом примере видны отличия С++ от объектно-ориентированных диалектов языка Лисп, в которых есть множественное наследование. В этих диалектах неоднозначность разрешается так: или считается существенным порядок описания, или считаются идентичными объекты с одним и тем же именем в разных базовых классах, или используются комбинированные способы, когда совпадение объектов доля базовых классов сочетается с более сложным способом для производных классов. В С++ неоднозначность, как правило, разрешается введением еще одной функции:

class my_displayed_task:public displayed, public task

{

// ...

public:

void trace ()

{

// текст пользователя

displayed::trace (); // вызов trace () из displayed

task::trace (); // вызов trace () из task

}

// ...

};

void g ( my_displayed_task * p )

{

p -> trace (); // теперь нормально

}