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.

---

Рекомендуется:Перегружайте операторы, если код программы после этого станет четче и понятнее. Возвращайте объекты класса из перегруженных операторов.

Не рекомендуется:Не увлекайтесь созданием перегруженных операторов, выполняющих несвойственные им функции.

Оператор присваивания

 Четвертая, и последняя, функция, предоставляемая компилятором для работы с объектами, если, конечно, вы не задали никаких дополнительных функций, это функция оператора присваивания (operator=()). Этот оператор используется всякий раз, когда нужно присвоить объекту новое значение, например:

CAT catOne(5,7);

CAT catTwo(3,4);

//...другие строки программы

catTwo = catOne

В данном примере создан объект catOne, переменной которого itsAge присвоено значение 5, а переменной itsWeigth — 7. Затем создается объект catTwo со значениями переменных соответственно 3 и 4.

Через некоторое время объекту catTwo присваиваются значения объекта catOne. Что произойдет, если переменная itsAge является указателем, и что происходит со старыми значениями переменных объекта catTwo?

Работа с переменными-членами, которые хранят свои значения в области динамической памяти, рассматривалась ранее при обсуждении использования конструктора- копировщика (см. также рис. 10.1 и 10.2).

В C++ различают поверхностное и глубинное копирование данных. При поверхностном копировании происходит передача только адреса от одной переменной к другой, в результате чего оба объекта указывают на одни и те же ячейки памяти. В случае глубинного копирования действительно происходит копирование значений переменных из одной области памяти в другую. Различия между этими методами копирования показаны на рис. 10.3.

Все вышесказанное справедливо для присвоения данных. В случае использования оператора присваивания, процесс обмена данных протекает с некоторыми особенностями. Так, объект catTwo уже существует вместе со своими переменными, для каждой из которых выделены определенные ячейки памяти. В случае присвоения объекту новых значений предварительно необходимо освободить эти ячейки памяти. Что произойдет, если выполнить присвоение объекта catTwo самому себе:

catTwo = catTwo

Вряд ли такая строка в программе может иметь смысл, но в любом случае программа должна уметь поддерживать подобные ситуации. Дело в том, что присвоение объекта самому себе может произойти по ошибке в случае косвенного обращения к указателю, который ссылается на тот же объект.

Если не предусмотреть поддержку такой ситуации, то оператор присваивания сначала очистит ячейки памяти объекта catTwo, а затем попытается присвоить объекту catTwo свои собственные значения, которых уже не будет и в помине.

Чтобы предупредить подобную ситуацию, ваш оператор присваивания прежде всего должен определить, не совпадают ли друг с другом объекты по обе стороны от оператора присваивания. Это можно осуществить с помощью указателя this, как показано в листинге 10.15.

Листинг 10.15. Оператор присваивания

1: // Листинг 10.15.

2: // Конструктор-копировщик

3:

4: #include <iostream.h>

5:

6: class CAT

7: {

8:    public:

9:       CAT(); // конструктор по умолчанию

10:      // конструктор-копировщик и деструктор пропущены!

11:      int GetAge() const { return *itsAge; }

12:      int GetWeight() const { return *itsWeight; }

13:      void SetAge(int age) { *itsAge = age; }

14:      CAT & operator=(const CAT &);

15:

16:   private:

17:      int *itsAge;

18:      int *itsWeight;

19: };

20:

21: CAT::CAT()

22: {

23:    itsAge = new int;

24:    itsWeight = new int;

25:    *itsAge = 5;

26:    *itsWeight = 9;

27: }

28:

29:

30: CAT & CAT::operator=(const CAT & rhs)

31: {

32:    if (this == &rhs)

33:       return *this;

34:    *itsAge = rhs.GetAge();

35:    *itsWeight = rhs.GetWeight();

36:    return *this;

37: }

38:

39:

40: int main()

41: {

42:    CAT frisky;

43:    cout << "frisky's age: " << frisky.GetAge() << endl;

44:    cout << "Setting frisky to 6...\n";

45:    frisky.SetAge(6);

46:    CAT whiskers;

47:    cout << "whiskers' age: " << whiskers.GetAge() << endl;

48:    cout << "copying frisky to whiskers...\n";

49:    whiskers = frisky;

50:    cout << "whiskers' age: " << whiskers.GetAge() << endl;

51:    return 0;

52: }

Результат:

frisky's age: 5

Setting frisky to 6. . .

whiskers' age: 5

copying frisky to whiskers...

whiskers' age: 6

Анализ: В листинге 10.15 вновь используется класс CAT. Чтобы не повторяться, в данном коде пропущены объявления конструктора-копировщика и деструктора. В строке 14 объявляется оператор присваивания, определение которого представлено в строках 30—37.

В строке 32 выполняется проверка того, не является ли объект, которому будет присвоено значение, тем же самым объектом класса CAT, чье значение будет присвоено. Чтобы проверить это, сравниваются адреса в указателях rhs и this.

Безусловно, оператор присваивания (=) может быть произвольно перегружен таким образом, чтобы отвечать представлениям программиста, что означает равенство объектов.

Операторы преобразований

Что происходит при попытке присвоить значение переменой одного из базовых типов, таких как int или unsigned short, объекту класса, объявленного пользователем? В листинге 10.16 мы опять вернемся к классу Counter и попытаемся присвоить объекту этого класса значение переменной типа int.

Предупреждение:Листинг 10.16 не компилируйте!

Листинг 10.16. Попытка присвоить объекту класса Counter значение переменной типа int

1: // Листинг 10.16.

2: // Эту программу не компилируйте!

3:

4: int

5: #include <iostream.h>

6:

7: class Counter

8: {

9:    public:

10:      Counter();

11:      ~Counter(){ }

12:      int GetItsVal()const { return itsVal; }

13:      void SetItsVal(int x) { itsVal = x; }

14:   private:

15:      int itsVal;

16:

17: };

18:

19: Counter::Counter():

20: itsVal(0)

21: { }

22:

23: int main()

24: {

25:    int theShort = 5;

26;    Counter theCtr = theShort;

27:    cout << "theCtr: " << theCtr.GetItsVal() << endl;

28:    return 0;

29: }

Результат:

Компилятор покажет сообщение об ошибке, поскольку не сможет преобразовать тип int в Counter.

Анализ: Класс Counter, определенный в строках 7—17, содержит только один конструктор, заданный по умолчанию. В нем не определено ни одного метода преобразования данных типа int в тип Counter, поэтому компилятор обнаруживает ошибку в строке 26. Компилятор ничего не сможет поделать, пока не получит четких инструкций, что данные типа int необходимо взять и присвоить переменной-члену itsVal.

В листинге 10.17 эта ошибка исправлена с помощью оператора преобразования типов. Определен конструктор, который создает объект класса Counter и присваивает ему полученное значение типа int.

Листинг 10.17. Преобразование int в Counter  

1: // Листинг 10.17.

2: // Использование конструктора в качестве оператора преобразования типа

3:

4: int

5: #include <iostream.h>

6:

7: class Counter

8: {

9:    public:

10:      Counter();

11:      Counter(int val);

12:      ~Counter(){ }

13:      int GetItsVal()const { return itsVal; }

14:      void SetItsVal(int x) { itsVal = x; }

15:   private:

16:      int itsVal;

17:

18: };

19:

20: Counter::Counter():

21: itsVal(0)

22: { }

23:

24: Counter::Counter(intval):

25: itsVal(val)

26: { }

27:

28:

29: int main()

30: {

31:    int theShort = 5;

32:    Counter theCtr = theShort;

33:    cout << "theCtr: " << theCtr.GetItsVal() << endl;

34:    return 0;

35: }

Результат:

the Ctr: 5

Анализ: Важные изменения произошли в строке 11, где конструктор перегружен таким образом, чтобы принимать значения типа int, а также в строках 24—26, где данный конструктор применяется. В результате выполнения конструктора переменной-члену класса Counter присваивается значение типа int.

Для присвоения значения программа обращается к конструктору, в котором присваиваемое значение передается в качестве аргумента. Процесс осуществляется в несколько шагов.

Шаг 1: создание переменной класса Counter с именем theCtr.

Это то же самое, что записать: int x = 5, где создается целочисленная переменная x и ей присваивается значение 5. Но в нашем случае создается объект theCtr класса Counter, который инициализируется переменной theShortTHna short int.

Шаг 2: присвоение объекту theCtr значения переменной theShort.

Но переменная относится к типу short, а не Counter! Первое, что нужно сделать, — это преобразовать ее к типу Counter. Компилятор может делать некоторые преобразования автоматически, но ему нужно точно указать, чего от него хотят. Именно для инструктирования компилятора создается конструктор класса Counter, который содержит единственный параметр, например типа short: