Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание

Страуструп Бьерн

9.4.2. Функции-члены и конструкторы

Мы предусмотрели функцию инициализации для типа

Date

, которая проверяет корректность его объектов. Однако функции проверки приносят мало пользы, если мы не можем их использовать. Например, допустим, что мы определили для типа

Date

оператор вывода

<<

(раздел 9.8):

void f

{

Date today;

// ...

cout << today << '\n'; //

использовать объект today

// ...

init_day(today,2008,3,30);

// ...

Date tomorrow;

tomorrow.y = today.y;

tomorrow.m = today.m;

tomorrow.d = today.d+1; // добавляем единицу к объекту today

cout << tomorrow << '\n'; // используем объект tomorrow

}

Здесь мы “забыли” немедленно инициализировать объект

today

, и до вызова функции

init_day

этот объект будет иметь неопределенное значение. Кроме того, “кто-то” решил, что вызывать функцию

add_day

лишняя потеря времени (или просто не знал о ее существовании), и создал объект

tomorrow

вручную. Это плохой и даже очень плохой код. Вероятно, в большинстве случае эта программа будет работать, но даже самые небольшие изменения приведут к серьезным ошибкам. Например, отсутствие инициализации объекта типа

Date

приведет к выводу на экран так называемого “мусора”, а прибавление единицы к члену

d

вообще представляет собой мину с часовым механизмом: когда объект

today

окажется последним днем месяца, его увеличение на единицу приведет к появлению неправильной даты. Хуже всего в этом очень плохом коде то, что он не выглядит плохим.

Такие размышления приводят нас к мысли о необходимости функции инициализации, которую нельзя забыть, и об операциях, которые невозможно пропустить. Основным инструментом в этом механизме являются функции-члены, т.е. функции, объявленные как члены класса внутри его тела. Рассмотрим пример.

// простая структура Date,

// гарантирующая инициализацию с помощью конструктора

// и обеспечивающая удобство обозначений

struct Date {

int y, m, d; // год, месяц, день

Date(int y, int m, int d); // проверяем корректность даты

// и выполняем инициализацию

void add_day(int n); // увеличиваем объект типа Date на n дней

};

Функция-член, имя которой совпадает с именем класса, является особой. Она называется конструктором (constructor) и используется для инициализации (конструирования) объектов класса. Если программист забудет проинициализировать объект класса, имеющего конструктор с аргументом, то компилятор выдаст сообщение об ошибке. Для такой инициализации существует специальная синтаксическая конструкция.

Date my_birthday; //

ошибка: объект my_birthday не инициализирован

Date today(12,24,2007); // Ой! Ошибка на этапе выполнения

Date last(2000, 12, 31); // OK (разговорный стиль)

Date christmas = Date(1976,12,24); // также OK (многословный стиль)

Попытка объявить объект

my_birthday

провалится, поскольку мы не указали требуемое начальное значение. Попытку объявить объект

today

компилятор пропустит, но проверочный код в конструкторе на этапе выполнения программы обнаружит неправильную дату ((

12,24,2007

) — 2007-й день 24-го месяца 12-го года).

Определение объекта

last

содержит в скобках сразу после имени переменной начальное значение — аргументы, требуемые конструктором класса

Date

. Этот стиль инициализации переменных класса, имеющего конструктор с аргументами, является наиболее распространенным. Кроме того, можно использовать более многословный стиль, который позволяет явно продемонстрировать создание объекта (в данном случае

Date(1976,12,24)

) с последующей инициализацией с помощью синтаксиса инициализации

=

. Если вы действительно пишете в таком стиле, то скоро устанете от него.

Теперь можно попробовать использовать вновь определенные переменные.

last.add_day(1);

add_day(2); // ошибка: какой объект типа Date?

Обратите внимание на то, что функция-член

add_day

вызывается из конкретного объекта типа

Date

с помощью точки, означающей обращение к члену класса. Как определить функцию-член класса, показано в разделе 9.4.4.

9.4.3. Скрываем детали

Остается одна проблема: что произойдет, если мы забудем использовать функцию-член

add_day

? Что произойдет, если кто-то решит непосредственно изменить месяц? Оказывается, мы забыли предусмотреть возможности для выполнения этой операции.

Date birthday(1960,12,31); // 31 декабря 1960 года

++birthday.d; // Ой! Неправильная дата

Date today(1970,2,3);

today.m = 14; // Ой! Неправильная дата

// today.m == 14

Поскольку мы хотим сделать представление типа

Date

доступным для всех, кто-нибудь — вольно или невольно — может сделать ошибку; иначе говоря, сделать нечто, что приведет к созданию неправильной даты. В данном случае мы создали объект типа

Date

со значением, которое не соответствует календарю. Такие неправильные объекты являются минами с часовым механизмом; через какое-то время кто-нибудь, не ведая того, обязательно воспользуется некорректным значением и получит сообщение об ошибке на этапе выполнения программы или — что еще хуже — получит неверные результаты. Все это лишь вопрос времени.