C++. Сборник рецептов - [118]

Пример 8.11. Использование чистого интерфейса

class Person {
public:
 virtual void eat() = 0;
 virtual void sleep() = 0;
 virtual void walk() = 0;
 virtual void jump() = 0;
};

class IAirborne {
public:
 virtual void fly() = 0;
 virtual void up() = 0;
 virtual void down() = 0;
};

class Superhero : public Person, // Супергерой «является» человеком
              public IAirborne { // и летает
public:
 virtual void eat();
 virtual void sleep();
 virtual void walk();
 virtual void jump();
 virtual void fly();
 virtual void up();
 virtual void down();
 virtual ~Superhero();
};

void Superhero::fly() {
 // ...
}

// Все виртуальные методы реализуем в родительских классах супергероя...
int main() {
 Superhero superman;
 superman.walk(); // Супермен может ходить как человек
 superman.fly();  // или летать как птица
}

Однако летать может огромное количество объектов, так что не стоит называть этот интерфейс, например, IBird. IAirborne указывает, что всё, что поддерживает этот интерфейс, может летать. Все, что он делает, — это позволяет клиентскому коду быть уверенным, что если он работает с объектом, наследуемым от IAirborne, клиентский код может вызвать методы fly, up и down.

Второе различие состоит в том, что ABC может определить абстрактную сущность, которая не имеет смысла как объект, так как она, по сути, является обобщением. В этом случае проверка на принадлежность при наследовании выполняется, но ABC — это абстракция, так как сам по себе он не содержит реализаций, которые могут наследоваться объектами. Рассмотрим класс AbstractConfigFile из примера 8.10. Имеет ли смысл создавать объект типа AbstractConfigFile? Нет, имеет смысл только создавать различные виды настроечных файлов, которые имеют конкретное представление.

Вот краткий перечень правил, касающихся абстрактных классов и чисто виртуальных функций. Класс является абстрактным, если:

• он объявляет, по крайней мере, одну чисто виртуальную функцию;

• он наследует, но не реализует, по крайней мере, одну чисто виртуальную функцию.

Создавать объекты абстрактного класса нельзя. Однако абстрактный класс может:

• содержать данные-члены;

• содержать не-виртуальные методы;

• предоставлять реализации для чисто виртуальных функций;

• делать большую часть из того, что может делать обычный класс.

Другими словами, с ними можно делать почти все, что можно делать с обычными классами, кроме создания объектов этих классов.

Когда дело доходит до реализации, использование ABC в C++ требует осторожности. Используется ли ABC как чистый интерфейс или нет, зависит от вас. Например, предположим на мгновение, что в примере с супергероем я решил, что класс Person должен быть абстрактным, но так как все виды людей имеют имя и фамилию, я добавил в класс эти два члена и связал с ними методы их задания и получения, так что авторам подклассов этого делать уже не требуется.

class Person {
public:
 virtual void eat() = 0;
 virtual void sleep() = 0;
 virtual void walk() = 0;
 virtual void jump() = 0;
 virtual void setFirstName(const string& s) {firstName_ = s;}
 virtual void setLastName(const string& s) {lastName_ = s;}
 virtual string getFirstName() {return(firstName_);}
 virtual string getLastName() {return(lastName_);}
protected:
 string firstName_;
 string lastName_;
};

Теперь, если подкласс Superhero хочет переопределить одну из этих функций, то он может это сделать. Все, что он должен сделать, чтобы указать, какая версия должна вызываться, — это использовать имя базового класса. Например:

string Superhero::getLastName() {
 return(Person::getLastName() + " (Superhero)");
}

Кстати, эти функции также можно сделать чисто виртуальными и предоставить реализацию по умолчанию. Для этого после объявления требуется использовать запись вида =0, а собственно определение поместить куда-либо еще, как здесь.

class Person {
 // ...
 virtual void setFirstName(const string& s) = 0;
 // ...
 Person::setFirstName(const string& s) {
  firstName_ = s;
 }

Сделав так, вы заставите подклассы переопределять этот метод, но они, если это требуется, по-прежнему могут вызвать версию по умолчанию, использовав для этого полное имя класса.

Наконец, если в базовом классе создать виртуальный деструктор (чистый или нет), то потребуется предоставить тело для него. Это требуется потому, что деструктор подкласса автоматически вызывается деструктором базового класса.

8.11. Написание шаблона класса

Проблема

Имеется класс, чьи члены в различных ситуациях должны иметь разные типы, а использование обычного полиморфного поведения очень сложно или сильно избыточно. Другими словами, как разработчик класса, вы хотите, чтобы пользователь класса при создании объектов этого класса мог выбрать типы различных его частей, вместо того чтобы указывать их при первоначальном определении класса.

Решение

Для параметризации типов, которые используются при объявлении членов класса (и в других случаях), используйте шаблон класса. Это значит, что требуется написать класс с заполнителями типов, оставив, таким образом, выбор используемых типов на усмотрение пользователя класса. В примере 8.12 показан пример класса узла дерева, который может указывать на любой тип.