Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

Новичкам в объектно-ориентированном программировании зачастую трудней всего разобраться в проекте программы. Но как только проект станет абсолютно понятен, его реализация не вызывает проблем. Чтобы проще было понять суть проекта, все используемые в этом примере классы были обобщены в табл. 15.1.

Таблица 15.1. Обзор проекта программы

Упражнение 15.31. При условии, что s1, s2, s3и s4являются строками укажите, какие объекты создаются в следующих выражениях:

(a) Query(s1) | Query(s2) & ~ Query(s3);

(b) Query(s1) | (Query(s2) & ~ Query(s3));

(c) (Query(s1) & (Query(s2)) | (Query(s3) & Query(s4)));

Начнем реализацию с определения класса Query_base:

// абстрактный класс, являющийся базовым для конкретных типов запроса;

// все члены закрыты

class Query_base {

friend class Query;

protected:

using line_no = TextQuery::line_no; // используется в функциях eval()

virtual ~Query_base() = default;

private:

// eval() возвращает соответствующий запросу QueryResult

virtual QueryResult eval(const TextQuery&) const = 0;

// rep() строковое представление запроса

virtual std::string rep() const = 0;

};

Обе функции, eval()и rep(), являются чистыми виртуальными, что делает класс Query_baseабстрактным базовым (см. раздел 15.4). Поскольку класс Query_baseне предназначен для пользователей и непосредственного использования в производных классах, у него нет открытых членов. Класс Query_baseбудет использоваться только через объекты класса Query. Класс предоставляет дружественные отношения классу Query, поскольку его члены вызывают виртуальные функции класса Query_base.

Защищенный член line_noбудет использоваться в функциях eval(). Деструктор также будет защищен, поскольку он используется (неявно) деструкторами в производных классах.

Класс Queryпредоставляет интерфейс к иерархии наследования Query_baseи скрывает ее. Каждый объект класса Queryсодержит указатель shared_ptrна соответствующий объект класса Query_base. Поскольку класс Query— единственный интерфейс к классам иерархии Query_base, он должен определить собственные версии функций eval()и rep().

Конструктор Query(), получающий строку, создаст новый объект класса WordQueryи свяжет его указатель-член shared_ptrс этим недавно созданным объектом. Операторы &, |и ~создают объекты AndQuery, OrQueryи NotQueryсоответственно. Эти операторы возвращают объект класса Query, связанный с созданным им объектом. Для поддержки этих операторов класс Queryнуждается в конструкторе, получающем указатель shared_ptrна класс Query_baseи сохраняющем его. Сделаем этот конструктор закрытым, поскольку объекты класса Query_baseне предназначены для определения общим пользовательским кодом. Так как этот конструктор является закрытым, операторы следует сделать дружественными.

Исходя из приведенного выше проекта, сам класс Queryдовольно прост:

// класс интерфейса для взаимодействия с иерархией

// наследования Query_base

class Query {

// эти операторы должны обращаться к указателю shared_ptr

friend Query operator~(const Query &);

friend Query operator|(const Query&, const Query&);

friend Query operator&(const Query&, const Query&);

public:

Query(const std::string&); // создает новый WordQuery

// функции интерфейса: вызывают соответствующий оператор Query_base

QueryResult eval(const TextQuery &t) const

{ return q->eval(t); }

std::string rep() const { return q->rep(); }

private:

Query(std::shared_ptr query): q(query) { }

std::shared_ptr q;

};

Начнем с объявления дружественных операторов, создающих объекты класса Query. Эти операторы должны быть друзьями, чтобы использовать закрытый конструктор.

В открытом интерфейсе для класса Queryобъявляется, но еще не может быть определен получающий строку конструктор. Этот конструктор создает объект класса WordQuery, поэтому невозможно определить этот конструктор, пока не определен сам класс WordQuery.

Два других открытых члена представляют интерфейс для класса Query_base. В каждом случае оператор класса Queryиспользует свой указатель класса Query_baseдля вызова соответствующей (виртуальный) функции класса Query_base. Фактически вызываемая версия определяется во время выполнения и будет зависеть от типа объекта, на который указывает указатель q.

Оператор вывода класса Query

Оператор вывода — хороший пример того, как работает вся система запросов: