А. Цветкова - Информатика и информационные технологии: конспект лекций

Каждый тип объекта, имеющий виртуальные методы, обязан иметь конструктор.

Предупреждение

Конструктор должен вызываться перед вызовом любого другого виртуального метода. Вызов виртуального метода без предыдущего обращения к конструктору может вызвать блокировку системы, и компилятор не сможет проверить порядок, в котором вызываются методы.

Примечание

Для конструкторов объекта предлагается использовать идентификатор Init.

Каждый отдельный экземпляр объекта должен инициализироваться отдельным вызовом конструктора. Недостаточно инициализировать один экземпляр объекта и затем присваивать этот экземпляр другим. Другие экземпляры, даже если они могут содержать правильные данные, не будут инициализированы оператором присваивания и заблокируют систему при любых вызовах их виртуальных методов. Например:

var

FBee, GBee: Bee; { создать два экземпляра Bee }

begin

FBee.Init(5, 9) { вызов конструктора для FBee }

GBee := FBee; { Gbee недопустим! }

end;

Что же именно создает конструктор? Каждый тип объекта содержит нечто, называемое таблицей виртуального метода (ТВМ) в сегменте данных. ТВМ содержит размер типа объекта и для каждого виртуального метода указатель на код, выполняющий данный метод. Конструктор устанавливает связь между вызывающей его реализацией объекта и ТВМ типа объекта.

Важно помнить, что имеется только одна ТВМ для каждого типа объекта. Отдельные экземпляры типа объекта (т. е. переменные этого типа) содержат только соединение с ТВМ, но не саму ТВМ. Конструктор устанавливает значение этого соединения в ТВМ. Именно благодаря этому нигде нельзя запустить выполнение перед вызовом конструктора.

Выводом из того факта, что методы и их объекты разделяют общую область действия, является то, что формальные параметры метода не могут быть идентичными любому из полей данных объекта. Это является не каким-то новым ограничением, налагаемым объектно-ориентированным программированием, а, скорее, теми же самыми старыми правилами области действия, которые Pascal имел всегда. Это то же самое, что и запрет для формальных параметров процедуры быть идентичными локальным переменным этой процедуры:

procedure CrunchIt(Crunchee: MyDataRec, Crunchby,

ErrorCode: integer);

var

A, B: char;

ErrorCode: integer;

begin

.

.

.

Локальные переменные процедуры и ее формальные параметры совместно используют общую область действия и поэтому не могут быть идентичными. Будет получено сообщение «Error 4: Duplicate identifier» (Ошибка 4; Повторение идентификатора), если попытаться компилировать что-либо подобное, та же ошибка возникает при попытке присвоить формальному параметру метода имени поля объекта, которому даннёый метод принадлежит.

Обстоятельства несколько отличаются, так как помещение заголовка процедуры внутрь структуры данных является намеком на новшество в Turbo Pascal, но основные принципы области действия Pascal не изменились.

Объединение в объекте кода и данных называется инкапсуляцией. В принципе, возможно предоставить достаточное количество методов, благодаря которым пользователь объекта никогда не будет обращаться к полям объекта непосредственно. Некоторые другие объектно-ориентированные языки, например Smalltalk, требуют обязательной инкапсуляции, однако в Borland Pascal имеется выбор.

Например, объекты TEmployee и THourly написаны таким образом, что совершенно исключена необходимость прямого обращения к их внутренним полям данных:

type

TEmployee = object

Name, Title: string[25];

Rate: Real;

procedure Init (AName, ATitle: string; ARate: Real);

function GetName : String;

function GetTitle : String;

function GetRate : Real;

function GetPayAmount : Real;

end;

THourly = object(TEmployee)

Time: Integer;

procedure Init(AName, ATitle: string; ARate:

Real, Atime: Integer);

function GetPayAmount : Real;

end;

Здесь присутствуют только четыре поля данных: Name, Title, Rate и Time. Методы GetName и GetTitle выводят фамилию работающего и его должность соответственно. Метод GetPayAmount использует Rate, а в случае работающего THourly и Time для вычисления суммы выплат работающему. Здесь уже нет необходимости обращаться непосредственно к этим полям данных.

Предположив существование экземпляра AnHourly типа THourly, мы могли бы использовать набор методов для манипулирования полями данных AnHourly например:

with AnHourly do

begin

Init (Aleksandr Petrov, Fork lift operator' 12.95, 62);

{Выводит на экран фамилию, должность и сумму выплат}

Show;

end;

Следует обратить внимание, что доступ к полям объекта осуществляется не иначе, как только с помощью методов этого объекта.

К сожалению, стандартный Pascal не предоставляет никаких возможностей для создания гибких процедур, позволяющих работать с абсолютно разными типами данных. Объектно-ориентированное программирование решает эту проблему с помощью наследования: если определен порожденный тип, то методы порождающего типа наследуются, однако при желании они могут переопределяться. Для переопределения наследуемого метода попросту описывается новый метод с тем же именем, что и наследуемый метод, но с другим телом и (при необходимости) с другим множеством параметров.

Определим дочерний по отношению к TEmployee тип, представляющий работника, которому платится часовая ставка, в следующем примере:

const

PayPeriods = 26; { периоды выплат }

OvertimeThreshold = 80; { на период выплаты }

OvertimeFactor = 1.5; { почасовой коэффициент }

type

THourly = object(TEmployee)

Time: Integer;

procedure Init(AName, ATitle: string; ARate:

Real, Atime: Integer);

function GetPayAmount : Real;

end;

procedure THourly.Init(AName, ATitle: string;

ARate: Real, Atime: Integer);

begin

TEmployee.Init(AName, ATitle, ARate);

Time := ATime;

end;

function THourly.GetPayAmount: Real;

var

Overtime: Integer;

begin

Overtime := Time – OvertimeThreshold;

if Overtime > 0 then

GetPayAmount := RoundPay(OvertimeThreshold * Rate +

Rate OverTime * OvertimeFactor * Rate)

else

GetPayAmount := RoundPay(Time * Rate)

end;

Человек, которому платится часовая ставка, является работающим: он обладает всем тем, что используется для определения объекта TEmployee (фамилией, должностью, ставкой), и лишь количество получаемых почасовиком денег зависит от того, сколько часов он отработал за период, подлежащий оплате. Таким образом, для THourly требуется еще и поле времени Time.