В Камаев - Технологии программирования

Язык C++ позволяет так называемое множественное наследование. В этом случае новый класс может наследовать часть своих элементов от одного родительского класса, а часть — от другого, это наряду с удобствами зачастую приводит к проблемам.

В Object Pascal понятие множественного наследования отсутствует. Если необходимо, чтобы новый класс объединял свойства нескольких, можно породить классы-предки один от другого или включить в класс несколько полей, соответствующих этим желаемым классам.

Принципиально отличаются от статических методов виртуальные и динамические методы. Они могут быть объявлены путем добавления соответствующей директивы virtual или dynamic. Адрес таких методов определяется во время выполнения программы по специальной таблице. С точки зрения наследования методы этих двух видов одинаковы: они могут быть перекрыты в дочернем классе только одноименными методами, имеющими тот же тип.

Общим для них является то, что при их вызове адрес определяется не во время компиляции, а во время выполнения путем поиска в специальных таблицах. Такой способ еще называется поздним связыванием. Разница между методами заключается в особенности поиска адреса.

Когда компилятор встречает обращение к виртуальному методу, он подставляет вместо обращения к конкретному адресу код, который обращается к специальной таблице и извлекает оттуда нужный адрес. Эта таблица называется таблицей виртуальных методов (Virtual Method Table, VMT), и она есть для каждого объектного типа. В ней хранятся адреса всех виртуальных методов класса независимо от того, унаследованы ли они от предка или перекрыты. Отсюда и достоинства, и недостатки виртуальных методов: они вызываются сравнительно быстро (но медленнее статических), однако для хранения указателей на них требуется большое количество памяти.

Динамические методы вызываются медленнее, но позволяют более экономно расходовать память. Каждому динамическому методу системой присваивается уникальный индекс. В таблице динамических методов (Dynamic Method Table, DMT) класса хранятся индексы и адреса только тех динамических методов, которые описаны в данном классе (базовая информация по обработке динамических методов содержится в модуле x: \delphi\source\rtl\sys\dmth.asm). При вызове динамического метода происходит поиск в этой таблице. В случае неудачи просматриваются все классы-предки в порядке иерархии и, наконец, TObject, где имеется стандартный обработчик вызова динамических методов. Экономия памяти налицо.

Для перекрытия и виртуальных, и динамических методов служит новая директива override, с помощью которой (и только с ней!) можно переопределять оба этих типа методов:

type

TFirstClass = class

FMyField1: Integer;

FMyField2: Longlnt;

procedureStatMethod1;

procedureVirtMethod1; virtual;

procedureVirtMethod2; virtual;

procedureDynaMethod1; dynamic;

procedureDynaMethod2; dynamic;

end;

TSecondClass = class(TFirstClass)

procedureStatMethod;

procedureVirtMethod; override;

procedureStatMethod; override;

end;

var

Obj2: TFirstClass;

Obj1: TSecondClass;

Первый из методов в примере создается заново, остальные два — перекрываются. Попытка применить override к статическому методу вызовет ошибку компиляции.

В Object Pascal абстрактными называются методы, которые определены в классе, но не содержат никаких действий, никогда не вызываются и должны быть переопределены в потомках класса. Абстрактными могут быть только виртуальные и динамические методы. Для этого используется директива abstract, указываемая при описании метода:

procedureNeverCallMe; virtual; abstract;

При этом никакого кода для этого метода писать не нужно. Как и ранее, вызов метода NeverCallMe приведет к ошибке времени выполнения.

7. ПОЛИМОРФИЗМ

Рассмотрим пример, которой поясняет, для чего нужно использование абстрактных методов. Пусть у нас имеются некое обобщенное поле для хранения данных — класс TField и три его потомка — для хранения строк, целых и вещественных чисел. В данном случае класс Tfield не используется сам по себе; его основное предназначение — быть родоначальником иерархии конкретных классов — "полей" и дать возможность абстрагироваться от частностей. Хотя параметр у ShowData и описан как TField, но если поместить туда объект этого класса, произойдет ошибка вызова абстрактного метода:

type

TField = class

functionGetData: string; virtual; abstract;

end;

TStringField = class(TField)

Data: string;

functionGetData: string; override;

end;

TIntegerField = class(TField)

Data: Integer;

functionGetData: string; override;

end;

TExtendedField = class(TField)

Data: Integer;

function GetData: string; override;

end;

functionTStringField.GetData;

begin

GetData:= Data;

end;

functionTIntegerField.GetData;

begin

GetData:= IntToStr(Data);

end;

functionTExtendedField.GetData;

begin

GetData:= IntToStrF(Data, ffFixed, 7, 2);

end;

…

procedureShowData(AField: TField);

begin

Form1.Label1.Caption:= AField.GetData;

end;

В этом примере классы содержат разнотипные данные, которые "умеют" только сообщить о значении этих данных текстовой строкой (при помощи метода GetData). Внешняя по отношению к ним процедура ShowData получает объект в виде параметра и показывает эту строку.

Правила контроля соответствия типов (typecasting) языка Pascal говорят о том, что объекту как указателю на экземпляр объектного типа может быть присвоен адрес любого экземпляра любого из дочерних типов. В процедуре ShowData параметр описан как TField. Это значит, что в нее можно передавать объекты классов и TStringField, и TIntegerField, и TExtendedField, и любого другого потомка TField.

Но какой (точнее, чей) метод GetData при этом будет вызван? Тот, который соответствует классу фактически переданного объекта. Этот принцип называется полиморфизмом, и он, пожалуй, представляет собой наиболее важный "козырь" ООП. Допустим, имеется дело с некоторой совокупностью явлений или процессов. Чтобы смоделировать их средствами ООП, нужно выделить их самые общие, типовые черты. Те из них, которые не изменяют своего содержания, должны быть реализованы в виде статических методов. Те же, которые варьируют при переходе от общего к частному, лучше облечь в форму виртуальных методов. Основные "родовые" черты (методы) нужно описать в классе-предке и затем перекрыть их в классах-потомках. В предыдущем примере программисту, пишущему процедуру вроде ShowData, важно лишь одно: то, что любой объект, переданный в нее, является потомком TField, и он умеет сообщить о значении своих данных (выполнив метод GetData).