Бертран Мейер - Основы объектно-ориентированного программирования

Вот пример, показывающий, как клиент может применять константы, определенные в классе:

class FILE feature

error_code: INTEGER; -- Атрибут-переменная

Ok: INTEGER is 0

Open_error: INTEGER is 1

...

open (file_name: STRING) is

-- Открыть файл с именем file_name

-- и связать его с текущим файловым объектом

do

error_code := Ok

...

if "Что-то не так" then

error_code := Open_error

end

end

... Прочие компоненты ...

end

Клиент может вызвать метод open и проверить успешность операции:

f: FILE; ...

f.open

if f.error_code = f.Open_error then

"Принять меры"

else

...

end

Нередко нужны и наборы констант, не связанных с конкретным объектом. Их, как и раньше, можно объединить в класс, выступающий в роли родителя всех классов, которым необходимы константы. В этом случае можно не создавать экземпляр класса:

class EDITOR_CONSTANTS

feature

Insert: CHARACTER is 'i'

Delete: CHARACTER is 'd'; -- и т.д.

...

end

class SOME_CLASS_FOR_THE_EDITOR

inherit

EDITOR_CONSTANTS

...Другие возможные родители ...

feature ...

... подпрограммы класса имеют доступ к константам, описанным в EDITOR_CONSTANTS ...

end

Класс, подобный EDITOR_CONSTANTS , служит лишь для размещения в нем группы констант, и его роль как "реализации АТД" (а это - наше рабочее определение класса) не столь очевидна, как в предыдущих примерах. Теоретическое обоснование введения таких классов мы обсудим позднее. Представленная схема работоспособна только при множественном наследовании, поскольку классу SOME_CLASS_FOR_THE_EDITOR могут потребоваться и другие родители.

Символические константы полезны не только при работе с предопределенными типами, такими как INTEGER . Они нужны и тогда, когда их значениями являются объекты классов, созданных разработчиком. В этом случае решение не столь очевидно.

Первым примером служит класс, описывающий комплексное число:

class COMPLEX creation

make_cartesian, make_polar

feature

x, y: REAL

-- Действительная и мнимая часть

make_cartesian (a, b: REAL) is

-- Установить действительную часть a, мнимую - b.

do

x := a; y := b

end

... Прочие методы (помимо x и y, других атрибутов нет) ...

end

Пусть мы хотим определить константу - комплексное число i , действительная часть которого равна 0 , а мнимая 1 . Первое, что приходит в голову, - это буквальная константа вида

i: COMPLEX is "Выражение, определяющее комплексное число (0, 1)"

Как записать выражение после is? Для пользовательских типов данных никакой формы записи неименованных констант не существует.

Можно представить себе вариант нотации на основе атрибутов класса:

i: COMPLEX is COMPLEX (0, 1)

Но этот подход, хотя и реализован в некоторых ОО-языках, противоречит принципу модульности - основе объектной методологии. Приняв этот подход, мы согласились бы с тем, что клиенты COMPLEX должны описывать константы в терминах реализации класса, а это нарушает принцип Скрытия информации.

Кроме того, как гарантировать соответствие неименованной константы инварианту класса, если таковой имеется?

Последнее замечание позволяет найти правильное решение. Мы уже говорили о том, что в момент рождения объекта ответственность за соблюдение инварианта возлагается на процедуру создания. Создание объекта иным путем (помимо безопасного клонирования clone ) ведет к ситуациям ошибки. Поэтому мы должны найти путь, основанный на обычном методе создания объектов класса.

Пусть константный объект - это функция. Например, i можно (в иллюстративных целях) описать внутри самого класса COMPLEX как

i: COMPLEX is

-- Комплексное число, re= 0, а im= 1

do

create Result.make_cartesian (0, 1)

end

Это почти решает нашу задачу, поскольку функция всегда возвратит ссылку на объект нужного вида. Коль скоро мы полагаемся на обычную процедуру создания объекта, условие инварианта будет соблюдено, - как следствие, получим корректный объект.

Однако результат не соответствует потребностям: каждое обращение клиента к i порождает новый объект, идентичный всем остальным, а это - трата времени и пространства. Поэтому необходим особый вид функции, выполняемой только при первом вызове. Назовем такую функцию однократной (once function). В целом она синтаксически аналогична обычной функции и отличается лишь служебным словом once, начинающего вместо doее тело:

i: COMPLEX is

-- Комплексное число, re= 0, im= 1

once

create Result.make_cartesian (0, 1)

end

При первом вызове однократной функции она создает объект, который представляет желаемое комплексное число, и возвращает на него ссылку. Каждый последующий вызов приведет к немедленному завершению функции и возврату результата, вычисленного в первый раз. Что касается эффективности, то обращение к i во второй, третий и т.д. раз должно отнимать времени ненамного больше, чем операция доступа к атрибуту.

Результат, найденный при первом вызове однократной функции, может использоваться во всех экземплярах класса, включая экземпляры потомков, где эта функция не переопределена. Переопределение однократных функций как обычных (и обычных как однократных) допускается без всяких ограничений. Так, если COMPLEX1 , порожденный от класса COMPLEX , заново определяет i , то обращение к i в экземпляре COMPLEX1 означает вызов переопределенного варианта, а обращение к i в экземпляре самого COMPLEX или его потомка, отличного от COMPLEX1 , означает вызов однократной функции, то есть значения, найденного ею при первом вызове.

Понятие однократных подпрограмм расширяет круг задач, позволяя включить разделяемые объекты, глобальные системные параметры, инициализацию общих свойств.