Программирование на Visual C++. Архив рассылки

Jenter Алекс

СТАТЬЯ 

Эффективное использование C++

Создание классов-оберток для стандартных типов данных

Автор: Илья Жарков

Большое распространение технологии COM и повальное увлечение всех начинающих программистов языками программирования высокого уровня (я имею ввиду Visual Basic & Delphi), приводит к тому, что в массовом сознании закрепляется твердое убеждение, что те средства, которые используются в данных технологиях и языках, является единственно верными и правильными. А что происходит,

когда программист "взрослеет"? Он, в погоне за новыми возможностями, устремляется к другим языкам, например к C++. Но тут оказывается, что в этом языке нет привычных ему средств или их реализация не лежит на поверхности. Как всегда в программировании нет времени на детальное изучение возможностей языка (печально, если оно так и не появляется) – программу надо сдать завтра в 8 утра и не часом позже. Вот так и начинается повторное изобретение велосипеда. 

Данная статья, я надеюсь, будет полезна программистам, начинающим изучать язык программирования C++, а также тем, кто хочет научиться использовать его возможности наиболее эффективным образом. Тут вы сможете прочитать о создании специальных классов, упрощающих использование стандартных типов данных и называемых "классами-обертками". Такие "классы-обертки" работают подобно нетипизированным переменным языка Visual Basic – производят нужные преобразования из одного типа в другой, а также хранят в себе несколько переменных разного типа. 

У каждого поколения программистов возникали проблемы с передачей функциям в качестве параметров большого количества переменных. На языке C эта проблема решалась созданием структуры, содержащей в себе все необходимые параметры. Реализовывалось это так: 

struct Value {

 int nVal;

 char *str;

};

А использовалось следующим образом: 

void init(Value* val) {

 val.nVal=10;

 val.str=(char*)malloc(50);

}

 

То же самое, конечно, можно написать и на C++, но он предоставляет гораздо более мощное средство под названием класс. Этот пример можно переписать так (забегая немного вперед, скажу, что на практике чаще всего используются классы, подобные этому): 

class CValue {

 int nVal;

 char* str;

public:

 CValue { nVal=0; str=NULL; }

 ~CValue { delete[] str; }

 CValue& Val(int val) { nVal=val; return *this; }

 CValue& Str(const char* string) {

delete[] str;

str=new char[strlen(string)+1];

strcpy(str, string);

return *this;

 }

 int Val const { return nVal; }

 char* Str const { return str; }

};

 

Вы спросите, что нам дает такое, казалось бы, громоздкое повторение предыдущей маленькой структуры. В первую очередь, контроль за значениями, хранящимися в переменных. Мы можем, например, ограничить диапазон переменной nVal

значениями от 3 до 11, включив соответствующую проверку в функцию CValue& Val(int val). Благодаря спецификаторам доступа public и private (используемый неявно в начале класса) исключается несанкционированный доступ к переменным класса. Но не менее важно и то, что их значения не примут случайное значение (благодаря конструктору) и не произойдет утечки памяти (благодаря деструктору). Кроме этого очень сильно упрощается использование такой структуры. 

CValue value;

// так происходит инициализация

value.Val(10).Str("string");

// так значения используются

int n=value.Val;

char *str=value.Str;

 

Каскадный вызов функций при инициализации возможен благодаря тому, что они возвращают ссылку на свой экземпляр класса. Это, в случае частого использования, может приводить к значительному ускорению работы программы и к получению более оптимального кода, генерируемого компилятором. 

Теперь воспользуемся таким средством C++ как перегрузка операторов и добавим в наш класс следующие функции: 

class CValue {

 ...

public:

 CValue& operator=(int val) { return Val(val); }

 CValue& operator=(const char* string) { return Str(string); }

 operator int const { return nVal; }

 operator char* const { return str; }

};

Это дало нам еще один способ использования объектов этого типа:

CValue value;

// инициализация

value=20;

// происходит вызов перегруженной

// функции CValue::operator=(int val)

value="string";

// происходит вызов перегруженной

// функции CValue::operator=(char* string)

// вот так теперь можно получить значения

// соответствующих переменных класса

int n=value; // неявное преобразование value к типу int

// n будет равно value.nVal

char *str=value; // неявное преобразование value к типу char*

// str будет равно value.str

 

Неправда ли это становится очень похоже на Бейсик? В конце приведу еще один пример типа, который можно использовать способом, аналогичным при использовании переменных в VB. Как известно, VB "равнодушен" к типу переменных – переменной можно присвоить и 5 и "25". В одном случае произойдет неявное преобразование из строки в число, в другом наоборот. То есть, я хочу сказать, что VB является языком со слабым контролем типов в отличие от C++, обладающим строгим контролем типов. Если кто-то скажет, что это – недостаток, то я его адресую к [1]. Примером, как можно "обойти" этот "недостаток", может служить этот шаблонный класс: