1: // Листинг 14.11. Массивы указателей на функции-члены
2:
3: #include <iostream.h>
4:
5: class Dog
6: {
7: public:
8: void Speak()const { cout << "Woof!n"; }
9: void Move() const { cout << "Walking to heel...n"; }
10: void Eat() const { cout << "Gobbling food...n"; }
11: void Growl() const { cout << "Grrrrrn"; }
12: void Whimper() const { cout << "Whining noises...n"; }
13: void RollOver() const { cout << "Rolling over...n"; }
14: void PlayDead() const { cout << "Is this the end of Little Caesar?n";
15: };
16:
17: typedef void (Dog::*PDF)()const;
18: int main()
19: {
20: const int MaxFuncs = 7;
21: PDF DogFunctions[MaxFuncs] =
22: { Dog::Speak,
23: Dog::Move,
24: Dog::Eat,
25: Dog::Growl,
26: Dog::Whimper,
27: Dog::RollOver,
28: Dog::PlayDead };
29:
30: Dog* pDog =0;
31: int Method;
32: bool fQuit = false;
33:
34: while (!fQuit)
35: {
36: cout << "(0)Quit (1)Speak (2)Move (3)Eat (4)Growl";
37: cout << " (5)Whimper (6)Roll Over (7)Play Dead: ";
38: cin >> Method;
39: if (Method == 0)
40: {
41: fQuit = true;
42: }
43: else
44: {
45: pDog = new Dog;
46: (pDog->*DogFunctions[Method-1])();
47: delete pDog;
48: }
49: }
50: return 0;
51: }
Результат:
(0)Quit (1)Speak (2)Move (3)Eat (4)Growl (5)Whimper (6)Roll 0ver (7)Play
Dead: 1
Woof!
(0)Quit (1)Speak (2)Move (3)Eat (4)Growl (5)Whimper (6)Roll 0ver (7)Play
Dead: 4
Grrr
(0)Quit (1)Speak (2)Move (3)Eat (4)Growl (5)Whimper (6)Roll 0ver (7)Play
Dead: 7
Is this the end of Little Caesar?
(0)Quit (1)Speak (2)Move (3)Eat (4)Growl (5)Whimper (6)Roll 0ver (7)Play
Dead: 0
Анализ: В строках 5—15 создается класс Dog, содержащий семь функций-членов, характеризующихся одинаковыми сигнатурой и типом возврата. В строке 17 с помощью typedef объявляется тип PDF константных указателей на функции-члены Dog, которые не принимают и не возвращают никаких значений.
В строках 21-28 объявляется массив DogFunctions, предназначенный для хранения указателей на семь функций-членов.
В строках 36 и 37 пользователю предлагается выбрать метод. Выбор любого элемента, кроме Quit, приводит к созданию объекта класса Dog, после чего из массива вызывается соответствующий метод (строка 46). Ниже представлена еще одна строка, которая может немного смутить ваших знакомых программистов, работающих с C++:
(pDog->*-DogFunctions[Method-1])();
Это выражение, безусловно, немного экзотично, но с его помощью можно создать таблицу функций-членов, что сделает код программы проще и читабельнее.
Рекомендуется:Используйте указатели на функции- члены для вызова методов в объектах класса. Используйте typedef, чтобы упростить объявление указателя на функцию-член.
Не рекомендуется:Не злоупотребляйте созданием указателей на функции-члены, если беэ них можно обойтись.
Резюме
Сегодня вы познакомились с созданием статических переменных-членов класса, которые, в отличие от обычных переменных-членов, принадлежат всему классу, а не отдельному объекту. Если статическая переменная-член объявлена как public, то обратиться к ней можно просто по имени, даже не используя объектов класса, которому принадлежит эта переменная.
Статические переменные-члены можно использовать в качестве счетчиков объектов класса. Поскольку они не являются частями объектов, при их объявлении не происходит автоматическое резервирование памяти, как при объявлении обычных переменных-членов. Поэтому в программе за пределами объявления класса обязательно должна быть строка, в которой происходит определение и инициализация статической переменной-члена.
Статические функции-члены также принадлежат всему классу, подобно статическим переменным-членам. Вызвать статическую функцию-член класса можно даже в том случае, если не было создано ни одного объекта этого класса. Сами же эти функции могут использоваться для открытия доступа к статическим переменным-членам. Поскольку статические переменные-члены не имеют указателя this, они не могут использовать обычные переменные-члены.
Из-за отсутствия указателя this статические функции-члены не могут объявляться как const. Дело в том, что при объявлении функции-члена со спецификатором const устанавливается, что указатель this этой функции является константным.
Кроме того, вы узнали, как объявлять и использовать указатели на обычные функции и на функции-члены, а также познакомились с созданием массивов этих указателей и с передачей указателей на функции в другие функции.
Как указатели на функции, так и указатели на функции-члены могут использоваться для создания таблиц функций, что облегчает управление их вызовом в процессе выполнения программы. Это придает программе гибкость и делает программный код более читабельным.
Вопросы и ответы
Зачем использовать статические данные, если есть глобальные?
Область видимости статических данных ограничивается классом. Обращаться к статической переменной-члену следует из объектов класса, либо из внешнего кода программы, явно указав имя класса (в случае, если статическая переменная-член описана как public), либо с помощью открытой статической функции-члена этого класса. Статические переменные-члены относятся к типу данных того класса, которому они
принадлежат. Ограничение доступа к членам класса, вызванное строгим контролем за типом данных в C++, делает использование статических переменных-членов более безопасным по сравнению с глобальными данными.
Зачем использовать статические функции-члены, если можно воспользоваться глобальными функциями?
Статические функции-члены принадлежат классу и могут вызываться только с помощью объектов класса или с явным указанием имени класса, например:
ClassName::FunctionName().
Насколько часто в программах используются указатели на функции и указатели на функции-члены?
Такие указатели используются достаточно редко. Это дело вкуса программиста. Даже в сложных и мощных программах без них можно вполне обойтись.
Коллоквиум
В этом разделе предлагаются вопросы для самоконтроля и укрепления полученных знаний и приводится несколько упражнений, которые помогут закрепить ваши практические навыки. Попытайтесь самостоятельно ответить на вопросы теста и выполнить задания, а потом сверьте полученные результаты с ответами в приложении Г. Не приступайте к изучению материала следующей главы, если для вас остались неясными хотя бы некоторые из предложенных ниже вопросов.
Контрольные вопросы
1. Могут ли статические переменные-члены быть закрытыми?
2. Объявите статическую переменную-член.
3. Объявите статическую функцию.
4. Объявите указатель на функцию, принимающую параметр типа int и возвращающую значение типа long.
5. Измените указатель, созданный в задании 4, на указатель на функцию-член класса Car.
6. Объявите массив из десяти указателей, созданных в задании 5.
Упражнения
1. Напишите короткую программу, объявляющую класс с одной обычной переменной-членом и одной статической переменной-членом. Создайте конструктор, выполняющий инициализацию переменной-члена и приращение статической переменной-члена. Затем опишите деструктор, который уменьшает на единицу значение статической переменной.
2. Используя программный блок из упражнения 1, напишите короткую выполняемую программу, которая создает три объекта, а затем выводит значения их переменных-членов и статической переменной-члена класса. Затем последовательно удаляйте объекты и выводите на экран значение статической переменной-члена.
3. Измените программу упражнения 2 таким образом, чтобы доступ к статической переменной-члену осуществлялся с помощью статической функции-члена. Сделайте статическую переменную-член закрытой.
4. Создайте в программе упражнения 3 указатель на функцию-член для доступа к значению нестатической переменной-члена и воспользуйтесь им для вывода этих значений на печать.
5. Добавьте две дополнительные переменные-члена к классу из предыдущих заданий. Добавьте методы доступа, возвращающие значения всех этих переменных. Все функции-члены должны возвращать значения одинакового типа и иметь одинаковую сигнатуру. Для доступа к этим методам используйте указатель на функцию-член.
Подведение итогов
В этой главе вашему вниманию предлагается достаточно мощная программа, в которой используется большинство средств и подходов программирования, освоенных вами в течение двух недель.
В этой программе используются связанные списки, виртуальные функции, чистые виртуальные функции, замещения функций, полиморфизм, открытое наследование, перегрузка функций, вечные циклы, указатели, ссылки и многие другие знакомые вам средства. Обратите внимание, что представленный здесь связанный список отличается от рассмотренных ранее. Язык C++ предоставляет множество способов достижения одной и той же цели.
