<< Пред. стр. 92 (из 121) След. >>
Список литературы по разделу
// правильно: при виртуальном наследовании неоднозначности нет
// вызывается Bear::onExhibit()
yolo.onExhibit();
Если два или более классов на одном и том же уровне наследования замещают некоторый член виртуального базового, то в производном они будут иметь одинаковый вес. Например, если в Raccoon также определен член onExhibit(), то при обращении к нему из Panda придется квалифицировать имя с помощью оператора разрешения области видимости:
bool Panda::onExhibit()
{
return Bear::onExhibit() &&
Raccoon::onExhibit() &&
! _sleeping;
}
Упражнение 18.13
Дана иерархия классов:
class Class { ... };
class Base : public Class { ... };
class Derived1 : virtual public Base { ... };
class Derived2 : virtual public Base { ... };
class MI : public Derived1,
public Derived2 { ... };
class Final : public MI, public Class { ... };
В каком порядке вызываются конструкторы и деструкторы при определении объекта Final?
Сколько подобъектов класса Base содержит объект Final? А сколько подобъектов Class?
Какие из следующих присваиваний вызывают ошибку компиляции?
Base *pb;
MI *pmi;
Class *pc;
Derived2 *pd2;
(i) pb = new Class; (iii) pmi = pb;
(ii) pc = new Final; (iv) pd2 = pmi;
Упражнение 18.14
Дана иерархия классов:
class Base {
public:
bar( int );
// ...
protected:
int ival;
// ...
};
class Derived1 : virtual public Base {
public:
bar( char );
foo( char );
// ...
protected:
char cval;
// ...
};
class Derived2 : virtual public Base {
public:
foo( int );
// ...
protected:
int ival;
char cval;
// ...
};
class VMI : public Derived1, public Derived2 {};
К каким из унаследованных членов можно обращаться из класса VMI, не квалифицируя имя? А какие требуют квалификации?
Упражнение 18.15
Дан класс Base с тремя конструкторами:
class Base {
public:
Base();
Base( string );
Base( const Base& );
// ...
protected:
string _name;
};
Определите соответствующие конструкторы для каждого из следующих классов:
(a) любой из
class Derived1 : virtual public Vase { ... };
class Derived2 : virtual public Vase { ... };
(b) class VMI : public Derived1, public Derived2 { ... };
(c) class Final : public VMI { ... };
18.6. Пример множественного виртуального наследования A
Мы продемонстрируем определение и использование множественного виртуального наследования, реализовав иерархию шаблонов классов Array (см. раздел 2.4) на основе шаблона Array (см. главу 16), модифицированного так, чтобы он стал конкретным базовым классом. Перед тем как приступать к реализации, поговорим о взаимосвязях между шаблонами классов и наследованием.
Конкретизированный экземпляр такого шаблона может выступать в роли явного базового класса:
class IntStack : private Array
{};
Разрешается также произвести его от не шаблонного базового класса:
class Base {};
template
class Derived : public Base {};
Шаблон может выступать одновременно в роли базового и производного классов:
template
class Array_RC : public virtual Array {};
В первом примере конкретизированный типом int шаблон Array служит закрытым базовым классом для не шаблонного IntStack. Во втором примере не шаблонный Base служит базовым для любого класса, конкретизированного из шаблона Derived. В третьем примере любой конкретизированный из шаблона Array_RC класс является производным от класса, конкретизированного из шаблона Array. Так, инструкция
Array_RC ia;
конкретизирует экземпляры шаблонов Array и Array_RC.
Кроме того, сам параметр-шаблон может служить базовым классом [MURRAY93]:
template < typename Type >
class Persistent : public Type { ... };
в данном примере определяется производный устойчивый (persistent) подтип для любого конкретизированного типа. Как отмечает Мюррей (Murray), на Type налагается неявное ограничение: он должен быть типом класса. Например, инструкция
Persistent< int > pi; // ошибка
приводит к ошибке компиляции, поскольку встроенный тип не может быть объектом наследования.
Шаблон, выступающий в роли базового класса, должен квалифицироваться полным списком параметров. Если имеется определение:
template class Base {};
то необходимо писать:
template < class Type >
class Derived : public Base {};
Такая запись неправильна:
// ошибка: Base - это шаблон,
// так что должны быть заданы его аргументы
template < class Type >
class Derived : public Base {};
В следующем разделе шаблон Array, определенный в главе 16, выступает в роли виртуального базового класса для подтипа Array, контролирующего выход за границы массива; для отсортированного подтипа Array; для подтипа Array, который обладает обоими указанными свойствами. Однако первоначальное определение шаблона класса Array для наследования не подходит:
все его члены и вспомогательные функции объявлены закрытыми, а не защищенными;
ни одна из зависящих от типа функций-членов, скажем оператор взятия индекса, не объявлена виртуальной.
Означает ли это, что наша первоначальная реализация была неправильной? Нет. Она была верной на том уровне понимания, которым мы тогда обладали. При реализации шаблона класса Array мы еще не осознали необходимость специализированных подтипов. Теперь, однако, определение шаблона придется изменить так (реализации функций-членов при этом останутся теми же):
#ifndef ARRAY_H
#define ARRAY_H
#include
// необходимо для опережающего объявления operator<<
template class Array;
template ostream&
operator<<( ostream &, Array & );
template
class Array {
static const int ArraySize = 12;
public:
explicit Array( int sz = ArraySize ) { init( 0, sz ); }
Array( const Type *ar, int sz ) { init( ar, sz ); }
Array( const Array &iA ) { init( iA.ia, iA.size()); }
virtual ~Array() { delete[] ia; }
Array& operator=( const Array & );
int size() const { return _size; }
virtual void grow();
virtual void print( ostream& = cout );
Type at( int ix ) const { return ia[ ix ]; }
virtual Type& operator[]( int ix ) { return ia[ix]; }
virtual void sort( int,int );
virtual int find( Type );
virtual Type min();
virtual Type max();
protected:
void swap( int, int );
void init( const Type*, int );
int _size;
Type *ia;
};
#endif
Одна из проблем, связанных с таким переходом к полиморфизму, заключается в том, что реализация оператора взятия индекса перестала быть встроенной и сводится теперь к значительно более дорогому вызову виртуальной функции. Так, в следующей функции, на какой бы тип она ни ссылалась, было бы достаточно встроенного чтения элемента:
int find( const Array< int > &ia, int value )
{
for ( int ix = 0; ix < ia.size(); ++ix )
// а теперь вызов виртуальной функции
if ( ia[ ix ] == value )
return ix;
return -1;
}
Для повышения производительности мы включили встроенную функцию-член at(),обеспечивающую прямое чтение элемента.
18.6.1. Порождение класса, контролирующего выход за границы массива
В функции try_array() из раздела 16.13, предназначенной для тестирования нашей предыдущей реализации шаблона класса Array, есть две инструкции:
int index = iA.find( find_val );
Type value = iA[ index ];
find() возвращает индекс первого вхождения значения find_val или -1, если значение в массиве не найдено. Этот код некорректен, поскольку в нем не проверяется, что не была возвращена -1. Поскольку -1 находится за границей массива, то каждая инициализация value может привести к ошибке. Поэтому мы создадим подтип Array, который будет контролировать выход за границы массива, – Array_RC и поместим его определение в заголовочный файл Array_RC.h:
#ifndef ARRAY_RC_H
#define ARRAY_RC_H
#include "Array.h"
template
class Array_RC : public virtual Array {
public:
Array_RC( int sz = ArraySize )
: Array( sz ) {}
Array_RC( const Array_RC& r );
Array_RC( const Type *ar, int sz );
Type& operator[]( int ix );
};
#endif
Внутри определения производного класса каждая ссылка на спецификатор типа шаблона базового должна быть квалифицирована списком формальных параметров:
Array_RC( int sz = ArraySize )
: Array( sz ) {}
Такая запись неправильна:
// ошибка: Array - это не спецификатор типа
Array_RC( int sz = ArraySize ) : Array( sz ) {}
Единственное отличие поведения класса Array_RC от базового состоит в том, что оператор взятия индекса контролирует выход за границы массива. Во всех остальных отношениях можно воспользоваться уже имеющейся реализацией шаблона класса Array. Напомним, однако, что конструкторы не наследуются, поэтому в Array_RC определен собственный набор из трех конструкторов. Мы сделали класс Array_RC виртуальным наследником класса Array, поскольку предвидели необходимость множественного наследования.
Вот полная реализация функций-членов Array_RC, находящаяся в файле Array_RC.C (определения функций класса Array помещены в заголовочный файл Array.C, поскольку мы пользуемся моделью конкретизации шаблонов с включением, описанной в разделе 16.18):
#include "Array_RC.h"
#include "Array.C"
#include
template
Array_RC::Array_RC( const Array_RC &r )
: Array( r ) {}
template
Array_RC::Array_RC( const Type *ar, int sz )
: Array( ar, sz ) {}
template
Type &Array_RC::operator[]( int ix ) {
assert( ix >= 0 && ix < Array::_size );
return ia[ ix ];
}
Мы квалифицировали обращения к членам базового класса Array, например к _size, чтобы предотвратить просмотр Array до момента конкретизации шаблона:
Array::_size;
Мы достигаем этого, включая в обращение параметр шаблона. Таким образом, имена в определении Array_RC разрешаются тогда, когда определяется шаблон (за исключением имен, явно зависящих от его параметра). Если встречается неквалифицированное имя _size, то компилятор должен найти его определение, если только это имя не зависит явно от параметра шаблона. Мы сделали имя _size зависящим от параметра шаблона, предварив его именем базового класса Array. Теперь компилятор не будет пытаться разрешить имя _size до момента конкретизации шаблона. (В определении класса Array_Sort мы приведем другие примеры использования подобных приемов.)
Каждая конкретизация Array_RC порождает экземпляр класса Array. Например:
Array_RC sa;
конкретизирует параметром string как шаблон Array_RC, так и шаблон Array. Приведенная ниже программа вызывает try_array() (реализацию см. в разделе 16.13), передавая ей объекты подтипа Array_RC. Если все сделано правильно, то выходы за границы массивы будут замечены:
#include "Array_RC.C"
#include "try_array.C"
int main()
{
static int ia[] = { 12,7,14,9,128,17,6,3,27,5 };
cout << "конкретизация шаблона класса Array_RC\n";
try_array( iA );
return 0;
}
После компиляции и запуска программа печатает следующее:
конкретизация шаблона класса Array_RC
try_array: начальные значения массива
( 10 )< 12, 7, 14, 9, 128, 17
6, 3, 27, 5 >
try_array: после присваиваний
( 10 )< 128, 7, 14, 9, 128, 128
6, 3, 27, 3 >
try_array: почленная инициализация
( 10 )< 12, 7, 14, 9, 128, 128
6, 3, 27, 3 >
try_array: после почленного копирования
( 10 )< 12, 7, 128, 9, 128, 128
6, 3, 27, 3 >
try_array: после вызова grow
( 10 )< 12, 7, 128, 9, 128, 128
6, 3, 27, 3, 0, 0
0, 0, 0, 0 >
искомое значение: 5 возвращенный индекс: -1
Assertion failed: ix >= 0 && ix < _size
18.6.2. Порождение класса отсортированного массива
Вторая наша специализация класса Array – отсортированный подтип Array_Sort. Мы поместим его определение в заголовочный файл Array_S.h:
#ifndef ARRAY_S_H_
#define ARRAY_S_H_
#include "Array.h"
template
class Array_Sort : public virtual Array {
protected:
void set_bit() { dirty_bit = true; }
void clear_bit() { dirty_bit = false; }
void check_bit() {
if ( dirty_bit ) {
sort( 0, Array::_size-1 );
clear_bit();
}
}
public:
Array_Sort( const Array_Sort& );
Array_Sort( int sz = Array::ArraySize )
: Array( sz )
{ clear_bit(); }
Array_Sort( const Type* arr, int sz )
: Array( arr, sz )
{ sort( 0,Array::_size-1 ); clear_bit(); }
Type& operator[]( int ix )
{ set_bit(); return ia[ ix ]; }
void print( ostream& os = cout ) const
{ check_bit(); Array::print( os ); }
Type min() { check_bit(); return ia[ 0 ]; }
Type max() { check_bit(); return ia[ Array::_size-1 ]; }
bool is_dirty() const { return dirty_bit; }
int find( Type );
void grow();
protected:
<< Пред. стр. 92 (из 121) След. >>
Список литературы по разделу