Программирование для карманных компьютеров

Волков Владимир

6. Чтобы использовать этот класс, потребуется сделать несколько дополнительных изменений. Прежде всего в начале файла OOPl.cpp в список директив #include нужно добавить следующую директиву:

#include «DogClass.h»

7. В разделе, обозначенном комментарием // Global Variables, нужно добавить объявление указателя на класс.

Dog *MyDog;

8. Изменить процедуру обратного вызова для диалогового окна, чтобы она выглядела так, как показано в листинге 5.3. Листинг 5.3

LRESULT CALLBACK About(HWND hDlg, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)

{

SHINITDLGINFO shidi;

int wmId, wmEvent;

switch (message)

{

case WM_INITDIALOG:

// Create a Done button and size it.

shidi.dwMask = SHIDIM_FLAGS;

shidi.dwFlags = SHIDIF_DONEBUTTON | SHIDIF_SIPDOWN | SHIDIF_SIZEDLGFULLSCREEN;

shidi.hDlg = hDlg;

SHInitDialog(&shidi);

return TRUE;

case WM_COMMAND:

wmId = LOWORD(wParam);

wmEvent = HIWORD(wParam);

switch (wmId)

{

case IDC_BUTTON1:

MyDog = new Dog;

break;

case IDC_BUTTON2:

delete MyDog;

MyDog = NULL;

break;

case IDC_BUTTON3:

MyDog->age = 200;

break;

case IDC_BUTTON4:

MyDog->Speak;

break;

}

if (LOWORD(wParam) == IDOK)

{

EndDialog(hDlg, LOWORD(wParam));

return TRUE;

}

break;

}

return FALSE;

}

9. Скомпилировать

и запустить проект. После выполнения команды меню Tools ? About на экран будет выведено диалоговое окно с кнопками. Нужно нажать кнопку Create, а затем кнопку Call. На экран будет выведено сообщение Мой возраст 12 лет. Теперь нужно нажать кнопку Assign, а затем снова нажать кнопку Call. На экран будет выведено сообщение Мой возраст 200 лет.

10. Теперь нужно нажать кнопки Destroy и Call. На экране будет отображено сообщение об ошибке. Нужно подтвердить сообщение об ошибке в среде eVC и продолжить выполнение программы, нажав на клавишу F5. Нажатие кнопки Assign снова приведет к отображению сообщение об ошибке. Щелчком на кнопке Stop Debugging на панели отладки нужно остановить выполнение программы.

Конечно, было бы неплохо детально рассмотреть порядок работы приложения.

Щелчок на кнопке Create создает объект типа Dog. Это значит, что из класса Dog вызывается специальный метод Dog, который выделяет в памяти место для хранения экземпляра класса, создает структуру, описанную в классе Dog, инициализирует поля класса, а затем возвращает указатель на выделенную память в переменную MyDog. С этого момента разработчик может обращаться при помощи оператора – > к полям и методам объекта MyDog.

Метод Dog является конструктором класса. Имя конструктора класса всегда совпадает с именем класса. Он выделяет память, создает в ней структуру и инициализирует поля класса. Кроме этого, в конструкторе может выполняться дополнительная работа, например захват необходимой памяти. Если в классе не объявить конструктор, то синтаксис создания объекта не изменится. Просто вместо явно объявленного конструктора будет вызван конструктор по умолчанию. Конструктор по умолчанию тоже выделит память, создаст структуру класса, инициализирует все переменные пустыми значениями и возвратит указатель в переменную MyDog. Но в этом случае у разработчика не будет возможности задавать значения полей и выполнять дополнительные действия во время работы конструктора.

Обработчики кнопок Assign и Call обращаются соответственно к полю Age и методу Speak созданного объекта MyDog. Кнопка Destroy уничтожает объект, возвращая выделенную память операционной системе. После уничтожения объекта обращение к его полю и методу вызывает ошибку. Во время уничтожения объекта вызывается его метод ~Dog, который является деструктором класса. В этом методе можно выполнить дополнительные действия, например освобождение захваченной конструктором памяти.

Разработчик может объявить несколько объектных переменных типа Dog, вызвать для каждой из них конструктор и создать несколько объектов типа Dog. Каждый из объектов далее может вести независимую жизнь. Таким образом, можно считать, что класс – это шаблон, по которому создаются объекты. А объект – это структура, для которой выделена память при помощи совместного действия оператора new и конструктора класса.

Наследование

Наследуя функциональность существующего родительского класса (который носит название «базовый класс»), разработчик получает для дочернего класса все свойства и методы родителя. Их даже не надо объявлять и реализовывать.

Помимо этого разработчик может добавить в дочерний класс другие методы и свойства. Это иллюстрируется в продолжении упражнения.

Упражнение 5.1 (продолжение)

11. В файле DogClass.h нужно дописать в конец файла объявление еще одного класса CleverDog. Этот класс имитирует поведение собаки, которая не только знает свой возраст и умеет говорить, но еще и умеет складывать и умножать целые числа. Объявление соответствующего класса приведено в листинге 5.4.

Листинг 5.4

class CleverDog: public Dog {

public:

void Add(int x, int y){

int i = x+y;

char mm[32];

wchar_t *szStr = L"";

wchar_t mstr[32];

sprintf(mm,"Результат сложения: %d\n", i);

mbstowcs(mstr, mm, 32);

szStr = mstr;

MessageBox(NULL, szStr, TEXT(«TUT»), 0);

};

void Mult(int x, int y){

int i = x*y;

char mm[32];

wchar_t *szStr = L"";

wchar_t mstr[32];

sprintf(mm,"Результат умножения: %d\n", i);

mbstowcs(mstr, mm, 32);

szStr = mstr;

MessageBox(NULL, szStr, TEXT(«TUT»), 0);

};

};

12. В файле OOP1.cpp нужно заменить объявление Dog *MyDog; на объявление переменной CleverDog *MyDog;.

13. Нужно изменить вызов конструктора при щелчке на кнопке Create, как это показано в листинге 5.5.

Листинг 5.5

case IDC_BUTTON1:

MyDog = new CleverDog;

break;

14. Теперь нужно запустить программу и последовательно нажать кнопки Create, Assign, Call и Destroy. Легко заметить, что поведение программы не изменилось, хотя в классе CleverDog не объявлено поле Age и метод Speak. Они наследуются от класса Dog. Факт наследования определяется при объявлении класса:

class CleverDog: public Dog { …

15. Добавить вызов новых методов к обработчику нажатия кнопки Call, как показано в листинге 5.6. Листинг 5.6

case IDC_BUTTON4:

MyDog->Speak;

MyDog->Add(10, 20);

MyDog->Mult(6, 7);

break;

16. Скомпилировать и запустить проект. Последовательное нажатие кнопок Create, Assign, Call и Destroy показывает, что вызов унаследованных и добавленных методов происходит одинаково успешно.

В классе CleverDog можно объявить конструктор и деструктор. В этом случае вызов конструкторов и деструкторов будет происходить в следующем порядке:

При создании:

? вызов конструктора Dog.

? вызов конструктора CleverDog.

При уничтожении:

? вызов деструктора CleverDog.

? вызов деструктора Dog.

Независимо от количества ступеней наследования при вызове конструкторов всегда действует правило «Последовательно вызываются конструкторы от базового класса, лежащего в основе иерархии, до текущего класса», а при вызове деструкторов все происходит в обратном порядке, сначала вызывается деструктор текущего класса, затем его базового класса и далее до класса, лежащего в основе иерархии.

Полиморфизм

Полиморфизм является способностью разных объектов выполнять одни и те же команды, но при этом каждый объект может поддерживать свой метод реализации полученной команды. Следующее упражнение проиллюстрирует применение полиморфизма в eVC.

Упражнение 5.1 (продолжение)

17. Добавить в файл DogClass.h еще один класс, как показано в листинге 5.7. Добавленный класс полностью идентичен классу CleverDog, за тем исключением, что новая собака путает сложение и умножение.

Листинг 5.7

class StupidDog: public Dog {

public:

void Add(int x, int y){

int i = x*y;

char mm[32];

wchar_t *szStr = L"";

wchar_t mstr[32];

sprintf(mm,"Результат сложения: %d\n", i);

mbstowcs(mstr, mm, 32);

szStr = mstr;

MessageBox(NULL, szStr, TEXT(«TUT»), 0);

};

void Mult(int x, int y){

int i = x+y;

char mm[32];

wchar_t *szStr = L"";

wchar_t mstr[32];

sprintf(mm,"Результат умножения: %d\n", i);

mbstowcs(mstr, mm, 32);

szStr = mstr;

MessageBox(NULL, szStr, TEXT(«TUT»), 0);

};

};

18. В

конец класса Dog нужно дописать два новых объявления, как показано в листинге 5.8. Листинг 5.8

virtual void Add(int x, int y) = 0;

virtual void Mult(int x, int y) = 0;

19. В файле OOP1.cpp нужно заменить объявление переменных типа CleverDog объявлением массива объектных переменных типа Dog, как это показано в листинге 5.9. Листинг 5.9

// Global Variables:

HINSTANCE g_hInst;

HWND g_hwndCB;

Dog *Dogs[4];

20. Изменить код обработчиков нажатий кнопок, как показано в листинге 5.10. Листинг 5.10

int i;

case IDC_BUTTON1:

Dogs[0] = new CleverDog;

Dogs[1] = new StupidDog;

Dogs[2] = new CleverDog;

Dogs[3] = new StupidDog;

break;

case IDC_BUTTON2:

for(i = 0; i<4; i++) {

delete Dogs[i];

Dogs[i] = NULL;

}

break;

case IDC_BUTTON3:

Dogs[0]->age = 200;

break;

case IDC_BUTTON4:

for(i = 0; i<4; i++)

Dogs[i]->Mult(20, 10);

break;

21. Скомпилировать и запустить программу. Для проверки работы нужно последовательно нажать кнопки Create, Call и Destroy. После нажатия кнопки Call вы должны получить два сообщения с правильным ответом 200 и два сообщения с неправильным ответом 30.

В классах CleverDog и StupidDog есть методы с одинаковыми именами и сигнатурами. Правда, реализация этих методов отличается, так как объект StupidDog путает умножение и сложение.

Язык C++ позволяет производить «тихое» приведение типа объекта к типу базового класса. Именно это сделало возможным поместить все объекты CleverDog и StupidDog в один массив объектов типа Dog. Но изначально в классе Dog не было методов Add и Mult, и вызвать их инструкцией Dogs[i]->Mult было невозможно. Чтобы исправить этот досадный недостаток, в классе Dog эти методы были объявлены. Но реализация этих методов отсутствует, так как она нужна только дочерним классам. Такие методы без реализации называются абстрактными методами, и класс, в котором есть хотя бы один абстрактный метод, тоже становится абстрактным. Абстрактный класс не может порождать объекты, зато он может гарантировать полиморфное поведение своих наследников. Чтобы при вызове в таком полиморфном стиле объект знал «свой» метод, метод должен быть объявлен как virtual (виртуальный), что и было сделано в рассматриваемом примере. Виртуальный метод сохраняет свою виртуальность далее по всей иерархии наследования.

Инкапсуляция

Поскольку принцип инкапсулирования говорит нам о сокрытии от внешнего мира деталей реализации класса (объекта) и о его независимом поведении, то в языке программирования для достижения этих целей должны существовать определенные технологии.

К подобным методикам можно отнести использование конструкторов и деструкторов. Эти методы позволяют подготовить объект к работе и осуществить «уборку рабочего места» к моменту, когда объект завершает свое существование.

Также инкапсуляция позволяет назначать методам и полям класса области видимости. Области видимости определяются директивами private, protected, public и friend. Эти модификаторы будут рассматриваться ниже.

Модификатор private

Все члены класса, объявленные после этой директивы, видимы только для членов этого класса. Это значит, что любые методы класса могут вызывать private-методы и изменять или читать private-поля данного класса, но ни один класс (или объект) извне не может получить доступ к данным полям и методам. Таким образом, члены класса, помещенные в раздел private, предназначаются исключительно для использования внутри класса. Для внешних структур они невидимы. По умолчанию, все члены класса являются private, если явно не указано, к какой области видимости они принадлежат.

Модификатор protected

Члены класса, объявленные как protected, сохраняют все ограничения членов класса, объявленных как private, но дочерние классы могут к ним обращаться.

Таким образом, раздел protected предназначен для создания расширенной зоны видимости для наследников данного класса и одновременно реализует защиту от внешнего доступа со стороны объектов, не являющихся наследниками данного класса.

Модификатор public

Эти члены класса видимы всем и отовсюду, и являются интерфейсом класса, то есть набором полей и методов, специально определенных для взаимодействия с внешним миром.

Модификатор friend

От обсуждения предыдущих трех директив возникает устойчивое впечатление, что классы в своем поведении очень похожи на людей. У них есть приватная зона, куда не допускается никто, зона ограниченного доступа, куда допускаются только «члены семьи», и публичная зона, которую показывают всем. Еще большее сходство с людьми классы обретают тогда, когда мы узнаем, что они могут дружить. То есть реализация языка C++ позволяет совершенно посторонним классам по-дружески (friend) получать доступ к подробностям реализации класса. Можно объявить с этим модификатором как отдельные члены класса, так и весь класс целиком. Директива friend предназначена для обеспечения доступа к отдельным классам, к private и protected областям текущего класса, к отдельным членам из этих областей, или ко всем членам класса сразу.

Упражнение 5.1 (продолжение)

22. В ранее созданном классе Dog нужно перенести поле age из области public в область private, как показано в листинге 5.11.

Листинг 5.11

class Dog {

private:

int age;

public:

Dog;

…

23. Теперь нужно попробовать откомпилировать проект. Но будет выведено сообщение об ошибке \'age\': cannot access private member declared in class \'Dog\'. Член класса с модификатором private не виден извне, и попытка получить к нему доступ в коде обработчика кнопки Assign обречена на неудачу.

24. Переместить поле age в область protected, как показано в листинге 5.12.

Листинг 5.12

class Dog {

protected:

int age;

public:

Dog;

…

25. Попытка откомпилировать проект закончится так же, как и предыдущая, поскольку снова происходит обращение к полю protected извне класса. Когда поле находилось в зоне public, такой ошибки не было.

26. Изменить метод Add класса CleverDog, как показано в листинге 5.13.

Листинг 5.13

class CleverDog: public Dog {

void Add(int x, int y){

age= 200;

};

27. Изменить обработчик щелчка на кнопке Assign, как показано в листинге 5.14. Листинг 5.14

case IDC_BUTTON3:

Dogs[0]->Add(0,0);

break;

28. После внесения этих изменений проект нормально компилируется, и нажатие кнопки Assign не приводит к возникновению ошибки. Поскольку класс Dog является базовым классом для CleverDog, то метод Add дочернего класса получает доступ к полю age, объявленному в секции protected базового класса.

Перегрузка методов

Гибкость использования классов расширяется за счет использования перегрузки методов. Перегрузка методов позволяет объявлять в одном классе несколько методов с одним и тем же именем, но разным составом параметров. Этот принцип иллюстрируется в упражнении.

Упражнение 5.1 (продолжение)

29. Добавить в класс Dog еще один метод Speak, объявление которого приведено в листинге 5.15. Этот метод почти ничем не отличается от уже существовавшего метода Speak, кроме того, что он принимает в качестве параметра целое число и отображает его значение.

Листинг 5.15

void Speak(int x){

char mm[32];

wchar_t *szStr = L"";

wchar_t mstr[32];

sprintf(mm,"Перегрузка, значение параметра: %d", x);

mbstowcs(mstr, mm, 32);

szStr = mstr;

MessageBox(NULL, szStr, TEXT(«TUT»), 0);

};