9.Конструкторы и деструкторы. Инкапсуляция
Начальные значения свойств объекта, как и у любых других переменных в Паскале, являются неопределенными. Поэтому следующий фрагмент кода в корне неверен!
TYPE TA=CLASS a:WORD; PROCEDURE Sum; END; … PROCEDURE TA.Sum; BEGIN a:=a+1 END;
…
VAR x:TA;
BEGIN
x.Sum;
Здесь вызывается метод Sum объекта ТА, в котором значение свойства а увеличивается на единицу. Проблема в том, что начальное значение свойства а не задано и такая операция не имеет смысла – в а может оказаться любое произвольное значение.
Очевидный выход – явная инициализация всех свойств. В рассматриваемом примере можно было бы написать:
VAR x:TA;
BEGIN
х.a:=0.0;
x.Sum;
Но такая запись не только некрасива, но и чревата ошибками: рано или поздно программист забудет проинициализировать одно из свойств.
Хуже того: так как объекты хранятся в динамической памяти, под наш объект вообще не будет выделено памяти – мы же не попросили об этом компилятор! Поэтому вышеприведенный фрагмент программы на строчке х.a:=0.0; "свалится", выдав кучу страшных сообщений.
Для разрешения этих трудностей в Паскале введен особый вариант метода объекта, называемый конструктором (constructor). Он выполняется один раз перед первым использованием объекта (иначе говоря, при его создании). Конструктор – это обычная процедура, только вместо PROCEDURE пишется CONSTRUCTOR. Как и другие методы, заголовок конструктора описывается при задании объектного типа данных:
TYPE TA=CLASS a:WORD; CONSTRUCTOR Create; PROCEDURE Sum END;
CONSTRUCTOR TA.Create; BEGIN a:=0 END;
Конструктор выполняет две главные функции (рис. 5.1): инициализацию объекта (выделение памяти под него) и задание начальных свойств методов или, что то же самое, задание начального состояния моделируемого объекта.
Рис. 9.18. Функции конструктора.
В Delphi каждый объект обязан иметь конструктор, который называется Create. Попытка работать с объектом, для которого не выполнялся метод Create, приводит к ошибке. Как правило, метод Create вызывается при создании переменной объектного типа:
VAR x:TA;
BEGIN
x:=TA.Create;
Если уж у нас есть особый метод, выполняемый при рождении объекта, логично предположить, что должен быть и метод, выполняемый при его кончине. Разумеется, он называется деструктор (destructor). Главная задача деструктора – освобождение динамической памяти, выделенной в конструкторе. Если этого не сделать, то произойдет самое страшное программистское преступление – утечка памяти. Мы подробнее рассмотрим этот вопрос в главах, посвященных работе с динамической памятью. Традиционным именем деструктора в Delphi является Free.
9.1. Хранение объектов в памяти. Доступ к свойствам из методов
Вопрос о том, как именно объекты хранятся в памяти, не столь прост. Очевидно, что свойства объекта являются полными аналогами полей записи и хранятся точно так же, как и записи. Но как быть с методами? Ведь это не переменные, а куски исполнимого машинного кода. А если мы создали несколько переменных, принадлежащих к объектному типу, как быть со свойствами и методами?
Для устранения неоднозначности в этом вопросе было введено понятие "экземпляр объекта". Каждая переменная объектного типа является экземпляром соответствующего типа. Для каждого экземпляра создается свой набор свойств, под которые выделяется память. Свойства одного экземпляра никак не связаны со свойствами другого экземпляра. Это и понятно: если в программе есть объект "зубчатое колесо", и мы должны моделировать зубчатую передачу, то свойства у ведущего и ведомого колес будут разными. А вот методы у всех экземпляров совершенно одинаковы. Их хранят в единственной копии для всех экземпляров объекта данного типа (Рис. 9 .19).
Иными словами, все экземпляры объекта пользуются одним набором методов, но разными и не связанными между собой наборами свойств.
Рис. 9.19. Хранение объектов в памяти.
Следующая трудность возникает при доступе к свойству объекта. Рассмотрим пример кода:
TYPE TA=CLASS a:WORD; PROCEDURE abc; … PROCEDURE TA.abc; VAR a:BYTE; BEGIN a:=10 END;
Чему будет присваиваться значение 10 при выполнении метода abc – локальной переменной с именем а, описанной внутри этого метода, или же свойству объекта с тем же именем а? Если свойству объекта, то каким образом программа будет знать, о каком из экземпляров объекта идет речь? Метод abc – общий на все экземпляры, в каждом из экземпляров есть свойство а. Какое же из них менять?
Для устранения неопределенности используется ключевое слово SELF – указатель на текущий экземпляр объекта:
PROCEDURE TA.abc; VAR a:BYTE; BEGIN Self.a:=10 { присваивание свойству } a:=20 { присваивание локальной переменной } END;
Self всегда знает, с каким экземпляром объекта идет работа. Откуда? Это очень просто – с каждым экземпляром объекта связано имя объектной переменной. Это же имя ставится перед вызываемым методом, например, x.abc. Имея такую информацию, компилятор будет знать, что внутри метода слово Self в данный момент заменяет собой имя переменной х.