Часть

Снова о типах

О проектировании иерархий классов написано столько, что я даже не знаю, с чего начать. Большая часть подобной литературы не имеет отношения к специфике С++, и ее можно пропустить. Однако из того, что осталось, некоторые темы не получили должного внимания. Среди тем, имеющих особое значение для программирования на С++, - особая разновидность иерархии классов, так называемая гомоморфная иерархия. Существует и другая интересная концепция - для клиента указатель может выглядеть как настоящий, «честный» объект, а не как путь к нему. Эти две темы станут основными в этой части. Заодно мы, как всегда, исследуем ряд боковых тропинок, уводящих в сторону от главной дороги.

Множественная передача

Когда речь заходит об иерархии классов, сразу же хочется разразиться трескучей речью об объектно-ориентированном дизайне. Однако я справлюсь с искушением и ограничусь лишь той частью темы, которая развивает потенциал С++, а именно гомоморфными иерархиями. За длинным термином прячется простая концепция - иерархия классов с одинаковым открытым интерфейсом, унаследованным от общего базового класса. Суть проста, но возможности огромны.

Немедленно возникает первый вопрос: как выполнять передачу вызовов функций, когда единственное, что вам известно об аргументах, - все они происходят от некоторого общего предка? «Силовое» решение с конструкцией switch/case, нередко встречающееся в реальных программах, обычно удается заменить намного более элегантной, быстрой и простой в сопровождении архитектурой, известной под названием множественной передачи (multiple dispatch).

В этой и следующей главе мы временно отвлечемся от навязчивой темы - указателей. Поклонники указателей, не отчаивайтесь! В главе 1 2 гомоморфизм и умные указатели объединятся в новой разновидности умных указателей настолько умных, что вы даже не будете подозревать об их присутствии.

Гомоморфные иерархии классов

Во главе гомоморфной иерархии классов всегда стоит абстрактный базовый класс, который определяет открытый интерфейс своих предков. Из чисто сентиментальных побуждений я назову этот класс-предок «дедушкой» (Grandpa). Как правило, Grandpa является чисто абстрактным классом - то есть он не содержит ни одной переменной, а все его функции являются виртуальными.

class Grandpa {

public: Закрытые и защищенные члены отсутствуют virtual void Fn1() = 0; virtual void Fn2(int) = 0;

Разумеется, классу Grandpa не нужны конструкторы. Наличие чисто виртуальных членов гарантирует, что экземпляры Grandpa непосредственно никогда создаваться не будут. Для чисто абстрактных базовых классов я иногда использую другой, неформальный термин - «класс-пенсионер». Вероятно, такие классы делали что-то полезное на ранних стадиях цикла разработки, но теперь они служат всего лишь для абстрактного объединения семейства.

Это еще не обеспечивает гомоморфизма. Все зависит от того, как от Grandpa порождаются новые классы. Гомоморфными по отношению к Grandpa называются производные классы, в которые не добавляется никаких открытых членов. Они могут иметь любые закрытые и защищенные члены, но только не новые открытые.

class Dad : public Grandpa { private:

О чем папа никогда не рассказывал