Полиморфные переменные

converted to PDF by BoJIoc

{

public:

virtual int value()

{

return 1;

}

};

class Two : public One

{

public:

virtual int value()

{

return 2;

}

};

Класс One описывает виртуальный метод, который возвращает значение 1. Этот метод переопределяется в классе Two на метод, возвращающий значение 2.

Определяются следующие функции:

void directAssign (One x)

{

printf("by assignment value is %d\n", x.value());

}

void byPointer (One * x)

{

printf("by pointer value is %d\n", x->value());

}

void byReference (One & x)

{

printf("by reference value is %d\n", x.value());

}

Эти функции используют в качестве аргумента значение класса One, которое передается соответственно по значению, через указатель и через ссылку. При выполнении этих функций с аргументом класса Two для первой функции параметр преобразуется к классу One, и в результате будет напечатано значение 1. Две другие функции допускают полиморфный аргумент. В обоих случаях переданное значение сохранит свой динамический тип данных, и напечатано будет значение 2.

Виртуальное и невиртуальное переопределение

Приводящий в замешательство аспект переопределения методов в языке C++ — это разница между переопределением виртуального и невиртуального методов. Как мы отмечали в главе 11, ключевое слово virtual не является необходимым для того, чтобы происходило переопределение. Однако семантический смысл сильно меняется в зависимости от того, используется это слово или нет. Если удалить ключевое слово virtual из описания метода в классе One в предыдущем примере (даже если его сохранить в классе Two), то результат «1» будет напечатан для всех трех функций.

Без ключевого слова virtual динамический тип переменной (даже для указателей и ссылок) игнорируется, когда переменная используется как получатель соответствующего сообщения.

converted to PDF by BoJIoc

Еще большее замешательство возникает, если программист пытается переопределить виртуальную функцию в подклассе, но при этом указывает (возможно, по ошибке) другой тип аргументов. Например, родительский класс содержит описание

virtual void display (char *, int);

Подкласс пытается переопределить метод: virtual void display (char *, short);

Поскольку списки аргументов различаются, то второе определение не распознается как переопределение. Это приводит к тому, что виртуальное переопределение рассматривается как обычное (невиртуальное) определение метода. Поэтому, например, при вызове в форме родительского типа будет выбираться первый метод, а не второй. Такие ошибки чрезвычайно трудноуловимы, поскольку обе формы записи допустимы и надеяться на диагностику компилятора не приходится.

Возникает естественный вопрос: почему разрешены обе формы записи и почему не всякое переопределение виртуально? Имеются по крайней мере два правдоподобных объяснения. Первое состоит в том, что за редкими исключениями невиртуальная форма переопределения — это именно то, что хочет программист, и обязательная виртуальность была бы только помехой. Второе и более убедительное соображение относится к эффективности. Виртуальное переопределение всегда более затратно с точки зрения выполнения программы, чем невиртуальное. Принцип, проходящий красной нитью через весь C++, состоит в том, что если какое-то свойство языка не востребовано или же используется только для конкретной проблемы, то программист не должен расплачиваться (на этапе выполнения) за его существование. Соответственно, если виртуальное наследование не требуется или же используется лишь в специальном случае, никаких дополнительных накладных расходов быть не должно. Только в тех случаях, когда программист в явном виде утверждает, что ему требуется виртуальная функция, подключается дополнительная надстройка.

Параметрическая перегрузка

Язык C++ позволяет нескольким функциям иметь одно имя внутри любого контекста до тех пор, пока списки аргументов функций различаются в достаточной степени, чтобы компилятор недвусмысленно определял, какую именно функцию намереваются вызвать. Такая ситуация, как правило, возникает при использовании нескольких конструкторов для одного и того же класса, каждый из которых имеет свой набор аргументов. Однако таким образом могут описываться любые функции, методы или операции.

Правила для снятия двусмысленности с перегруженных функций являются довольно тонкими, в особенности если разрешено автоматическое приведение типов данных. Один из наиболее важных принципов, которые необходимо помнить: при поиске функции компилятор просматривает наиболее узкую область видимости, в которой определено имя функции, и затем в пределах этой области ищет подходящую функцию, основываясь на типе аргументов. То есть одна функция может скрыть другую с тем же именем, определенную в более широкой области видимости.

Отложенные методы в C++

В языке C++ отложенный метод (который здесь называется чисто виртуальным методом) должен быть описан в явном виде с ключевым словом virtual. Тело отложенного метода не определяется, вместо этого функции «присваивается» значение 0:

class Shape

{

public:

...

virtual void draw() = 0;