Джесс Либерти - Освой самостоятельно С++ за 21 день.

• Название: Освой самостоятельно С++ за 21 день.
• Автор: Джесс Либерти
• Жанр: Программирование

В книге широко представлены возможности новейшей версии программного продукта Microsoft Visual C++. Подробно описаны средства и подходы программирования современных профессиональных приложений. Материалы книги дополнены многочисленными демонстрационными программами, в процессе разработки которых максимально используются возможности программных инструментов Microsoft Visual Studio. Особое внимание уделено новинкам версии 6.0 и новейшим технологиям объектно-ориентированного программирования, включая использование библиотеки MFC и шаблонов классов, а также создание связанных списков. Отдельное занятие посвящено вопросам объектно-ориентированного анализа и проектирования приложений. Подробно рассмотрены все средства и подходы конструирования собственных пользовательских классов.

Книга рассчитана на широкий круг читателей, интересующихся современными проблемами программирования.

---

1: // Листинг 14.11. Массивы указателей на функции-члены

2:

3: #include <iostream.h>

4:

5: class Dog

6: {

7:    public:

8:       void Speak()const { cout << "Woof!\n"; }

9:       void Move() const { cout << "Walking to heel...\n"; }

10:      void Eat() const { cout << "Gobbling food...\n"; }

11:      void Growl() const { cout << "Grrrrr\n"; }

12:      void Whimper() const { cout << "Whining noises...\n"; }

13:      void RollOver() const { cout << "Rolling over...\n"; }

14:      void PlayDead() const { cout << "Is this the end of Little Caesar?\n";

15: };

16:

17: typedef void (Dog::*PDF)()const;

18: int main()

19: {

20:    const int MaxFuncs = 7;

21:    PDF DogFunctions[MaxFuncs] =

22:    { Dog::Speak,

23:      Dog::Move,

24:      Dog::Eat,

25:      Dog::Growl,

26:      Dog::Whimper,

27:      Dog::RollOver,

28:      Dog::PlayDead };

29:

30:    Dog* pDog =0;

31:    int Method;

32:    bool fQuit = false;

33:

34:    while (!fQuit)

35:    {

36:       cout << "(0)Quit (1)Speak (2)Move (3)Eat (4)Growl";

37:       cout << " (5)Whimper (6)Roll Over (7)Play Dead: ";

38:       cin >> Method;

39:       if (Method == 0)

40:       {

41:          fQuit = true;

42:       }

43:       else

44:       {

45:          pDog = new Dog;

46:          (pDog->*DogFunctions[Method-1])();

47:          delete pDog;

48:       }

49:    }

50:    return 0;

51: }

Результат:

(0)Quit (1)Speak (2)Move (3)Eat (4)Growl (5)Whimper (6)Roll 0ver (7)Play

Dead: 1

Woof!

(0)Quit (1)Speak (2)Move (3)Eat (4)Growl (5)Whimper (6)Roll 0ver (7)Play

Dead: 4

Grrr

(0)Quit (1)Speak (2)Move (3)Eat (4)Growl (5)Whimper (6)Roll 0ver (7)Play

Dead: 7

Is this the end of Little Caesar?

(0)Quit (1)Speak (2)Move (3)Eat (4)Growl (5)Whimper (6)Roll 0ver (7)Play

Dead: 0

Анализ: В строках 5—15 создается класс Dog, содержащий семь функций-членов, характеризующихся одинаковыми сигнатурой и типом возврата. В строке 17 с помощью typedef объявляется тип PDF константных указателей на функции-члены Dog, которые не принимают и не возвращают никаких значений.

В строках 21-28 объявляется массив DogFunctions, предназначенный для хранения указателей на семь функций-членов.

В строках 36 и 37 пользователю предлагается выбрать метод. Выбор любого элемента, кроме Quit, приводит к созданию объекта класса Dog, после чего из массива вызывается соответствующий метод (строка 46). Ниже представлена еще одна строка, которая может немного смутить ваших знакомых программистов, работающих с C++:

(pDog->*-DogFunctions[Method-1])();

Это выражение, безусловно, немного экзотично, но с его помощью можно создать таблицу функций-членов, что сделает код программы проще и читабельнее.

Рекомендуется:Используйте указатели на функции- члены для вызова методов в объектах класса. Используйте typedef, чтобы упростить объявление указателя на функцию-член.

Не рекомендуется:Не злоупотребляйте созданием указателей на функции-члены, если беэ них можно обойтись.

Резюме

Сегодня вы познакомились с созданием статических переменных-членов класса, которые, в отличие от обычных переменных-членов, принадлежат всему классу, а не отдельному объекту. Если статическая переменная-член объявлена как public, то обратиться к ней можно просто по имени, даже не используя объектов класса, которому принадлежит эта переменная.

Статические переменные-члены можно использовать в качестве счетчиков объектов класса. Поскольку они не являются частями объектов, при их объявлении не происходит автоматическое резервирование памяти, как при объявлении обычных переменных-членов. Поэтому в программе за пределами объявления класса обязательно должна быть строка, в которой происходит определение и инициализация статической переменной-члена.

Статические функции-члены также принадлежат всему классу, подобно статическим переменным-членам. Вызвать статическую функцию-член класса можно даже в том случае, если не было создано ни одного объекта этого класса. Сами же эти функции могут использоваться для открытия доступа к статическим переменным-членам. Поскольку статические переменные-члены не имеют указателя this, они не могут использовать обычные переменные-члены.

Из-за отсутствия указателя this статические функции-члены не могут объявляться как const. Дело в том, что при объявлении функции-члена со спецификатором const устанавливается, что указатель this этой функции является константным.

Кроме того, вы узнали, как объявлять и использовать указатели на обычные функции и на функции-члены, а также познакомились с созданием массивов этих указателей и с передачей указателей на функции в другие функции.

Как указатели на функции, так и указатели на функции-члены могут использоваться для создания таблиц функций, что облегчает управление их вызовом в процессе выполнения программы. Это придает программе гибкость и делает программный код более читабельным.

Вопросы и ответы

Зачем использовать статические данные, если есть глобальные?

Область видимости статических данных ограничивается классом. Обращаться к статической переменной-члену следует из объектов класса, либо из внешнего кода программы, явно указав имя класса (в случае, если статическая переменная-член описана как public), либо с помощью открытой статической функции-члена этого класса. Статические переменные-члены относятся к типу данных того класса, которому они

принадлежат. Ограничение доступа к членам класса, вызванное строгим контролем за типом данных в C++, делает использование статических переменных-членов более безопасным по сравнению с глобальными данными.

Зачем использовать статические функции-члены, если можно воспользоваться глобальными функциями?

Статические функции-члены принадлежат классу и могут вызываться только с помощью объектов класса или с явным указанием имени класса, например:

ClassName::FunctionName().

Насколько часто в программах используются указатели на функции и указатели на функции-члены?

Такие указатели используются достаточно редко. Это дело вкуса программиста. Даже в сложных и мощных программах без них можно вполне обойтись.

Коллоквиум

В этом разделе предлагаются вопросы для самоконтроля и укрепления полученных знаний и приводится несколько упражнений, которые помогут закрепить ваши практические навыки. Попытайтесь самостоятельно ответить на вопросы теста и выполнить задания, а потом сверьте полученные результаты с ответами в приложении Г. Не приступайте к изучению материала следующей главы, если для вас остались неясными хотя бы некоторые из предложенных ниже вопросов.

Контрольные вопросы

1. Могут ли статические переменные-члены быть закрытыми?

2. Объявите статическую переменную-член.

3. Объявите статическую функцию.

4. Объявите указатель на функцию, принимающую параметр типа int и возвращающую значение типа long.

5. Измените указатель, созданный в задании 4, на указатель на функцию-член класса Car.

6. Объявите массив из десяти указателей, созданных в задании 5.

Упражнения

1. Напишите короткую программу, объявляющую класс с одной обычной переменной-членом и одной статической переменной-членом. Создайте конструктор, выполняющий инициализацию переменной-члена и приращение статической переменной-члена. Затем опишите деструктор, который уменьшает на единицу значение статической переменной.

2. Используя программный блок из упражнения 1, напишите короткую выполняемую программу, которая создает три объекта, а затем выводит значения их переменных-членов и статической переменной-члена класса. Затем последовательно удаляйте объекты и выводите на экран значение статической переменной-члена.

3. Измените программу упражнения 2 таким образом, чтобы доступ к статической переменной-члену осуществлялся с помощью статической функции-члена. Сделайте статическую переменную-член закрытой.

4. Создайте в программе упражнения 3 указатель на функцию-член для доступа к значению нестатической переменной-члена и воспользуйтесь им для вывода этих значений на печать.

5. Добавьте две дополнительные переменные-члена к классу из предыдущих заданий. Добавьте методы доступа, возвращающие значения всех этих переменных. Все функции-члены должны возвращать значения одинакового типа и иметь одинаковую сигнатуру. Для доступа к этим методам используйте указатель на функцию-член.

Подведение итогов

В этой главе вашему вниманию предлагается достаточно мощная программа, в которой используется большинство средств и подходов программирования, освоенных вами в течение двух недель.

В этой программе используются связанные списки, виртуальные функции, чистые виртуальные функции, замещения функций, полиморфизм, открытое наследование, перегрузка функций, вечные циклы, указатели, ссылки и многие другие знакомые вам средства. Обратите внимание, что представленный здесь связанный список отличается от рассмотренных ранее. Язык C++ предоставляет множество способов достижения одной и той же цели.