Тема 6. Классы в программных модулях. Разграничение доступа к атрибутам объектов. Указатели на методы объектов

Классы очень удобно собирать в модули. При этом их описание помещается в секцию interface, а код методов — в секцию implementation. Создавая модули классов, нужно придерживаться следующих правил:

• все классы, предназначенные для использования за пределами модуля, следует определять в секции interface;

• описание классов, предназначенных для употребления внутри модуля, следует располагать в секции implementation;

• если модуль B использует модуль A, то в модуле B можно определять классы, порожденные от классов модуля A.

Соберем рассмотренные ранее классы TTextReader, TDelimitedReader и TFixedReader в отдельный модуль ReadersUnit:

unit ReadersUnit;

interface

type

TTextReader = class

private

// Поля

FFile: TextFile;

FItems: array of string;

FActive: Boolean;

// Методы

procedure PutItem(Index: Integer; const Item: string);

// Методы чтения и записи свойств

procedure SetActive(const AActive: Boolean);

function GetItemCount: Integer;

function GetEndOfFile: Boolean;

protected

// Методы чтения и записи свойств

function GetItem(Index: Integer): string;

// Абстрактные методы

function ParseLine(const Line: string): Integer; virtual; abstract;

public

// Конструкторы и деструкторы

constructor Create(const FileName: string);

destructor Destroy; override;

// Методы

function NextLine: Boolean;

// Свойства

property Active: Boolean read FActive write SetActive;

property Items[Index: Integer]: string read GetItem; default;

property ItemCount: Integer read GetItemCount;

property EndOfFile: Boolean read GetEndOfFile;

end;

TDelimitedReader = class(TTextReader)

private

// Поля

FDelimiter: Char;

protected

// Методы

function ParseLine(const Line: string): Integer; override;

public

// Конструкторы и деструкторы

constructor Create(const FileName: string; const ADelimiter: Char = ';');

// Свойства

property Delimiter: Char read FDelimiter;

end;

TFixedReader = class(TTextReader)

private

// Поля

FItemWidths: array of Integer;

protected

// Методы

function ParseLine(const Line: string): Integer; override;

public

// Конструкторы и деструкторы

constructor Create(const FileName: string;

const AItemWidths: array of Integer);

end;

TMyReader = class(TDelimitedReader)

property FirstName: string index 0 read GetItem;

property LastName: string index 1 read GetItem;

property Phone: string index 2 read GetItem;

end;

implementation

{ TTextReader }

constructor TTextReader.Create(const FileName: string);

begin

inherited Create;

AssignFile(FFile, FileName);

FActive := False;

end;

destructor TTextReader.Destroy;

begin

Active := False;

inherited;

end;

function TTextReader.GetEndOfFile: Boolean;

begin

Result := Eof(FFile);

end;

function TTextReader.GetItem(Index: Integer): string;

begin

Result := FItems[Index];

end;

function TTextReader.GetItemCount: Integer;

begin

Result := Length(FItems);

end;

function TTextReader.NextLine: Boolean;

var

S: string;

N: Integer;

begin

Result := not EndOfFile;

if Result then // Если не достигнут конец файла

begin

Readln(FFile, S); // Чтение очередной строки из файла

N := ParseLine(S); // Разбор считанной строки

if N <> ItemCount then

SetLength(FItems, N); // Отсечение массива (если необходимо)

end;

end;

procedure TTextReader.PutItem(Index: Integer; const Item: string);

begin

if Index > High(FItems) then // Если индекс выходит за границы массива,

SetLength(FItems, Index + 1); // то увеличение размера массива

FItems[Index] := Item; // Установка соответствующего элемента

end;

procedure TTextReader.SetActive(const AActive: Boolean);

begin

if Active <> AActive then // Если состояние изменяется

begin

if AActive then

Reset(FFile) // Открытие файла

else

CloseFile(FFile); // Закрытие файла

FActive := AActive; // Сохранение состояния в поле

end;

end;

{ TDelimitedReader }

constructor TDelimitedReader.Create(const FileName: string;

const ADelimiter: Char = ';');

begin

inherited Create(FileName);

FDelimiter := ADelimiter;

end;

function TDelimitedReader.ParseLine(const Line: string): Integer;

var

S: string;

P: Integer;

begin

S := Line;

Result := 0;

repeat

P := Pos(Delimiter, S); // Поиск разделителя

if P = 0 then // Если разделитель не найден, то считается, что

P := Length(S) + 1; // разделитель находится за последним символом

PutItem(Result, Copy(S, 1, P - 1)); // Установка элемента

Delete(S, 1, P); // Удаление элемента из строки

Result := Result + 1; // Переход к следующему элементу

until S = ''; // Пока в строке есть символы

end;

{ TFixedReader }

constructor TFixedReader.Create(const FileName: string;

const AItemWidths: array of Integer);

var

I: Integer;

begin

inherited Create(FileName);

// Копирование AItemWidths в FItemWidths

SetLength(FItemWidths, Length(AItemWidths));

for I := 0 to High(AItemWidths) do

FItemWidths[I] := AItemWidths[I];

end;

function TFixedReader.ParseLine(const Line: string): Integer;

var

I, P: Integer;

begin

P := 1;

for I := 0 to High(FItemWidths) do

begin

PutItem(I, Copy(Line, P, FItemWidths[I])); // Установка элемента

P := P + FItemWidths[I]; // Переход к следующему элементу

end;

Result := Length(FItemWidths); // Количество элементов постоянно

end;

end.

Как можно заметить, в описании классов присутствуют новые ключевые слова private, protected и public. С их помощью регулируется видимость частей класса для других модулей и основной программы. Назначение каждого ключевого слова поясняется ниже.

Разграничение доступа к атрибутам объектов

Программист может разграничить доступ к атрибутам своих объектов для других программистов (и себя самого) с помощью специальных ключевых слов: private, protected, public, published (последнее не используется в модуле ReadersUnit).

• Private. Все, что объявлено в секции private недоступно за пределами модуля. Секция private позволяет скрыть те поля и методы, которые относятся к так называемым особеностям реализации. Например, в этой секции класса TTextReader объявлены поля FFile, FActive и FItems, а также методы PutItem, SetActive, GetItemCount и GetEndOfFile.

• Public. Поля, методы и свойства, объявленные в секции public не имеют никаких ограничений на использование, т.е. всегда видны за пределами модуля. Все, что помещается в секцию public, служит для манипуляций с объектами и составляет программный интерфейс класса. Например, в классе TTextReader в эту секцию помещены конструктор Create, метод NextLine, свойства Active, Items, ItemCount.

• Protected. Поля, методы и свойства, объявленные в секции protected, видны за пределами модуля только потомкам данного класса; остальным частям программы они не видны. Так же как и private, директива protected позволяет скрыть особенности реализации класса, но в отличие от нее разрешает другим программистам порождать новые классы и обращаться к полям, методам и свойствам, которые составляют так называемый интерфейс разработчика. В эту секцию обычно помещаются виртуальные методы. Примером такого метода является ParseLine.

• Published. Устанавливает правила видимости те же, что и директива public. Особенность состоит в том, что для элементов, помещенных в секцию published, компилятор генерирует информацию о типах этих элементов. Эта информация доступна во время выполнения программы, что позволяет превращать объекты в компоненты визуальной среды разработки. Секцию published разрешено использовать только тогда, когда для самого класса или его предка включена директива компилятора $TYPEINFO.

Перечисленные секции могут чередоваться в объявлении класса в произвольном порядке, однако в пределах секции сначала следует описание полей, а потом методов и свойств. Если в определении класса нет ключевых слов private, protected, public и published, то для обычных классов всем полям, методам и свойствам приписывается атрибут видимости public, а для тех классов, которые порождены от классов библиотеки VCL, — атрибут видимости published.

Внутри модуля никакие ограничения на доступ к атрибутам классов, реализованных в этом же модуле, не действуют. Кстати, это отличается от соглашений, принятых в некоторых других языках программирования, в частности в языке C++.

Указатели на методы объектов

В языке Delphi существуют процедурные типы данных для методов объектов. Внешне объявление процедурного типа для метода отличается от обычного словосочетанием of object, записанным после прототипа процедуры или функции:

type

TReadLineEvent = procedure (Reader: TTextReader; const Line: string) of object;

Переменная такого типа называется указателем на метод (method pointer). Она занимает в памяти 8 байт и хранит одновременно ссылку на объект и адрес его метода.

type

TTextReader = class

private

FOnReadLine: TReadLineEvent;

...

public

property OnReadLine: TReadLineEvent read FOnReadLine write FOnReadLine;

end;

Методы объектов, объявленные по приведенному выше шаблону, становятся совместимы по типу со свойством OnReadLine.

type

TForm1 = class(TForm)

procedure HandleLine(Reader: TTextReader; const Line: string);

end;

var

Form1: TForm1;

Reader: TTextReader;

Если установить значение свойства OnReadLine:

Reader.OnReadLine := Form1.HandleLine;

и переписать метод NextLine,

function TTextReader.NextLine: Boolean;

var

S: string;

N: Integer;

begin

Result := not EndOfFile;

if Result then // Если строки для считывания еще есть, то

begin

Readln(FFile, S); // Считывание очередной строки

N := ParseLine(S); // Выделение элементов строки (разбор строки)

if N <> ItemCount then

SetLength(FItems, N);

if Assigned(FOnReadLine) then

FOnReadLine(Self, S); // уведомление о чтении очередной строки

end;

end;

то объект Form1 через метод HandleLine получит уведомление об очередной считанной строке. Обратите внимание, что вызов метода через указатель происходит лишь в том случае, если указатель не равен nil. Эта проверка выполняется с помощью стандартной функции Assigned, которая возвращает True, если ее аргумент является связанным указателем.

Описанный выше механизм называется делегированием, поскольку он позволяет передать часть работы другому объекту, например, сосредоточить в одном объекте обработку событий, возникающих в других объектах. Это избавляет программиста от необходимости порождать многочисленные классы-наследники и перекрывать в них виртуальные методы. Делегирование широко применяется в среде Delphi. Например, все компоненты делегируют обработку своих событий той форме, в которую они помещены.