Виртуальное наследование
Базовый класс можно объявить виртуальным базовым классом, используя запись:
class Student : virtual Person
{
};
class Librarian : virtual Person
{
};
Гарантировано, что объект виртуального базового класса будет содержаться в объекте выведенного класса (см. рис. 6.4) один раз. Платой за виртуальность базового класса являются дополнительные накладные расходы при обращениях к его атрибутам и методам наследования.
Рис. 7.4 – Структура объекта StudentLibrarian при виртуальном множественном наследовании.
Интерфейс и состояние объекта
Основной характеристикой класса с точки зрения его использования является интерфейс, т.е. перечень методов, с помощью которых можно обратиться к объекту данного класса. Кроме интерфейса, объект обладает текущим значением или состоянием, которое он хранит в атрибутах класса. В Си++ имеются богатые возможности, позволяющие следить за тем, к каким частям класса можно обращаться извне, т.е. при использовании объектов, и какие части являются "внутренними", необходимыми лишь для реализации интерфейса.
Определение класса можно поделить на три части – внешнюю, внутреннюю и защищенную. Внешняя часть предваряется ключевым словом public , после которого ставится двоеточие. Внешняя часть – это определение интерфейса. Методы и атрибуты, определенные во внешней части класса, доступны как объектам данного класса, так и любым функциям и объектам других классов. Определением внешней части мы контролируем способ обращения к объекту. Предположим, мы хотим определить класс для работы со строками текста. Прежде всего, нам надо соединять строки, заменять заглавные буквы на строчные и знать длину строк. Соответственно, эти операции мы поместим во внешнюю часть класса:
class String
{
public:
// добавить строку в конец текущей строки
void Concat(const String& str);
// заменить заглавные буквы на строчные
void ToLower(void);
int GetLength(void) const;
// сообщить длину строки
. . .
};
Внутренняя и защищенная части класса доступны только при реализации методов этого класса. Внутренняя часть предваряется ключевым словом private, защищенная – ключевым словом protected.
class String
{
public:
// добавить строку в конец текущей строки
void Concat(const String& str);
// заменить заглавные буквы на строчные
void ToLower(void);
int GetLength(void) const;
// сообщить длину строки
private:
char* str;
int length;
};
В большинстве случаев атрибуты во внешнюю часть класса не помещаются, поскольку они представляют состояние объекта, и возможности их использования и изменения должны быть ограничены. Представьте себе, что произойдет, если в классе String будет изменен указатель на строку без изменения длины строки, которая хранится в атрибуте length.
Объявляя атрибуты str и length как private, мы говорим, что непосредственно к ним обращаться можно только при реализации методов класса, как бы изнутри класса (private по-английски – частный, личный). Например:
int
String::GetLength(void) const
{
return length;
}
Внутри определения методов класса можно обращаться не только к внутренним атрибутам текущего объекта, но и к внутренним атрибутам любых других известных данному методу объектов того же класса. Реализация метода Concat будет выглядеть следующим образом:
void
String::Concat(const String& x)
{
length += x.length;
char* tmp = new char[length + 1];
::strcpy(tmp, str);
::strcat(tmp, x.str);
delete [] str;
str = tmp;
}
Однако если в программе будет предпринята попытка обратиться к внутреннему атрибуту или методу класса вне определения метода, компилятор выдаст ошибку, например:
main()
{
String s;
if (s.length > 0) // ошибка
. . .
}
Разница между защищенными (protected) и внутренними атрибутами была описана в предыдущей лекции, где рассматривалось создание иерархий классов.
При записи классов мы помещаем первой внешнюю часть, затем защищенную часть и последней – внутреннюю часть. Дело в том, что внешняя часть определяет интерфейс, использование объектов данного класса. Соответственно, при чтении программы эта часть нужна прежде всего. Защищенная часть необходима при разработке зависимых от данного класса новых классов. И внутреннюю часть требуется изучать реже всего – при разработке самого класса.
