Объектная переменная Reader формально имеет тип TTextReader, а фактически связана с экземпляром класса TDelimitedReader.

Правило совместимости классов чаще всего применяется при передаче объектов в параметрах процедур и функций. Например, если процедура работает с объектом класса TTextReader, то вместо него можно передать объект класса TDelimitedReader или TFixedReader.

Заметим, что все объекты являются представителями известного вам класса TObject. Поэтому любой объект любого класса можно использовать как объект класса TObject.

3.7.5. Контроль и преобразование типов

Поскольку реальный экземпляр объекта может оказаться наследником класса, указанного при описании объектной переменной или параметра, бывает необходимо проверить, к какому классу принадлежит объект на самом деле. Чтобы программист мог выполнять такого рода проверки, каждый объект хранит информацию о своем классе. В языке Delphi существуют операторы is и as, с помощью которых выполняется соответственно проверка на тип (type checking) и преобразование к типу (type casting).

Например, чтобы выяснить, принадлежит ли некоторый объект Obj к классу TTextReader или его наследнику, следует использовать оператор is:

var

Obj: TObject;

...

if Obj is TTextReader then ...

Для преобразования объекта к нужному типу используется оператор as, например

with Obj as TTextReader do

Active := False;

Стоит отметить, что для объектов применим и обычный способ приведения типа:

with TTextReader(Obj) do

Active := False;

Вариант с оператором as лучше, поскольку безопасен. Он генерирует ошибку (точнее исключительную ситуацию; об исключительных ситуациях мы расскажем в главе 4) при выполнении программы (run-time error), если реальный экземпляр объекта Obj не совместим с классом TTextReader. Забегая вперед, скажем, что ошибку приведения типа можно обработать и таким образом избежать досрочного завершения программы.

3.8. Виртуальные методы

3.8.1. Понятие виртуального метода

Все методы, которые до сих пор рассматривались, имеют одну общую черту — все они статические. При обращении к статическому методу компилятор точно знает класс, которому данный метод принадлежит. Поэтому, например, обращение к статическому методу ParseLine в методе NextLine (принадлежащем классу TTextReader) компилируется в вызов TTextReader.ParseLine:

function TTextReader.NextLine: Boolean;

var

S: string;

N: Integer;

begin

Result := not EndOfFile;

if Result then

begin

Readln(FFile, S);

N := ParseLine(S); // Компилируется в вызов TTextReader.ParseLine(S);

---

if N <> ItemCount then

SetLength(FItems, N);

end;

end;

В результате метод NextLine работает неправильно в наследниках класса TTextReader, так как внутри него вызов перекрытого метода ParseLine не происходит. Конечно, в классах TDelimitedReader и TFixedReader можно продублировать все методы и свойства, которые прямо или косвенно вызывают ParseLine, но при этом теряются преимущества наследования, и мы возвращаемся к тому, что необходимо описать два класса, в которых большая часть кода идентична. ООП предлагает изящное решение этой проблемы — метод ParseLine всего-навсего объявляется виртуальным:

type

TTextReader = class

...

function ParseLine(const Line: string): Integer; virtual; //Виртуальный метод

...

end;

Объявление виртуального метода в базовом классе выполняется с помощью ключевого слова virtual, а его перекрытие в производных классах — с помощью ключевого слова override. Перекрытый метод должен иметь точно такой же формат (список параметров, а для функций еще и тип возвращаемого значения), что и перекрываемый:

type

TDelimitedReader = class(TTextReader)

...

function ParseLine(const Line: string): Integer; override;

...

end;
TFixedReader = class(TTextReader)

...

function ParseLine(const Line: string): Integer; override;

...

end;

Суть виртуальных методов в том, что они вызываются по фактическому типу экземпляра, а не по формальному типу, записанному в программе. Поэтому после сделанных изменений метод NextLine будет работать так, как ожидает программист:

function TTextReader.NextLine: Boolean;

var

S: string;

N: Integer;

begin

Result := not EndOfFile;

if Result then

begin

Readln(FFile, S);

N := ParseLine(S); // Работает как <фактический класс>.ParseLine(S)

if N <> ItemCount then

SetLength(FItems, N);

end;

end;

Работа виртуальных методов основана на механизме позднего связывания (late binding). В отличие от раннего связывания (early binding), характерного для статических методов, позднее связывание основано на вычислении адреса вызываемого метода при выполнении программы. Адрес метода вычисляется по хранящемуся в каждом объекте описателю класса.

Благодаря механизму наследования и виртуальных методов в среде Delphi реализуется такая концепция ООП как полиморфизм. Полиморфизм существенно облегчает труд программиста, поскольку обеспечивает повторное использование кода уже написанных и отлаженных методов.

3.8.2. Механизм вызова виртуальных методов

Работа виртуальных методов основана на косвенном вызове подпрограмм. При косвенном вызове команда вызова подпрограммы оперирует не адресом подпрограммы, а адресом места в памяти, где хранится адрес подпрограммы. Вы уже сталкивались с косвенным вызовом при использовании процедурных переменных. Процедурная переменная и была тем местом в памяти, где хранился адрес вызываемой подпрограммы. Для каждого виртуального метода тоже создается процедурная переменная, но ее наличие и использование скрыто от программиста.

---

Все процедурные переменные с адресами виртуальных методов пронумерованы и хранятся в таблице, называемой таблицей виртуальных методов (VMT — от англ. Virtual Method Table). Такая таблица создается одна для каждого класса объектов, и все объекты этого класса хранят на нее ссылку.

Структуру объекта в оперативной памяти поясняет рисунок 3.3:



Рисунок 3.3. Структура объекта TTextReader в оперативной памяти

Вызов виртуального метода осуществляется следующим образом:

1. 
   Через объектную переменную выполняется обращение к занятому объектом блоку памяти;
   
2. 
   Далее из этого блока извлекается адрес таблицы виртуальных методов (он записан в четырех первых байтах);
   
3. 
   На основании порядкового номера виртуального метода извлекается адрес соответствующей подпрограммы;
   
4. 
   Вызывается код, находящийся по этому адресу.
   

Покажем, как можно реализовать косвенный вызов виртуального метода ParseLine (он имеет нулевой номер в таблице виртуальных методов) обычными средствами процедурного программирования:

type

TVMT = array[0..9999] of Pointer;

TParseLineFunc = function (Self: TTextReader; const Line: string): Integer;

var

Reader: TTextReader; // объектная переменна

ObjectDataPtr: Pointer; // указатель на занимаемый объектом блок памяти

VMTPtr: ^TVMT; // указатель на таблицу виртуальных методов

MethodPtr: Pointer; // указатель на метод

begin

...

ObjectDataPtr := Pointer(Reader); // 1) обращение к данным объекта

VMTPtr := Pointer(ObjectDataPtr^); // 2) извлечение адреса VMT

MethodPtr := VMTPtr^[0]; // 3) извлечение адреса метода из VMT

TParseLineFunc(MethodPtr)(Reader, S); // 4) вызов метода

...

end.

Поддержка механизма вызова виртуальных методов на уровне языка Delphi избавляет программиста от всей этой сложности.

3.8.3. Абстрактные виртуальные методы

При построении иерархии классов часто возникает ситуация, когда работа виртуального метода в базовом классе не известна и наполняется содержанием только в наследниках. Так случилось, например, с методом ParseLine, тело которого в классе TTextReader объявлено пустым. Конечно, тело метода всегда можно сделать пустым или почти пустым (так мы и поступили), но лучше воспользоваться директивой abstract:

type

TTextReader = class

...

function ParseLine(const Line: string): Integer; virtual; abstract;

...

end;

Директива abstract записывается после слова virtual

---

и исключает необходимость написания кода виртуального метода для данного класса. Такой метод называется абстрактным, т.е. подразумевает логическое действие, а не конкретный способ его реализации. Абстрактные виртуальные методы часто используются при создании классов-полуфабрикатов. Свою реализацию такие методы получают в законченных наследниках.

3.8.4. Динамические методы

Разновидностью виртуальных методов являются так называемые динамические методы. При их объявлении вместо ключевого слова virtual записывается ключевое слово dynamic, например:

type

TTextReader = class

...

function ParseLine(const Line: string): Integer; dynamic; abstract;

...

end;

В наследниках динамические методы перекрываются так же, как и виртуальные — с помощью зарезервированного слова override.

По смыслу динамические и виртуальные методы идентичны. Различие состоит только в механизме их вызова. Методы, объявленные с директивой virtual, вызываются максимально быстро, но платой за это является большой размер системных таблиц, с помощью которых определяются их адреса. Размер этих таблиц начинает сказываться с увеличением числа классов в иерархии. Методы, объявленные с директивой dynamic вызываются несколько дольше, но при этом таблицы с адресами методов имеют более компактный вид, что способствует экономии памяти. Таким образом, программисту предоставляются два способа оптимизации объектов: по скорости работы (virtual) или по объему памяти (dynamic).

3.8.5. Методы обработки сообщений

Специализированной формой динамических методов являются методы обработки сообщений. Они объявляются с помощью ключевого слова message, за которым следует целочисленная константа — номер сообщения. Следующий пример взят из исходных текстов библиотеки VCL:

type

TWidgetControl = class(TControl)

...

procedure CMKeyDown(var Msg: TCMKeyDown); message CM_KEYDOWN;

...

end;

Метод обработки сообщений имеет формат процедуры и содержит единственный var-параметр. При перекрытии такого метода название метода и имя параметра могут быть любыми, важно лишь, чтобы неизменным остался номер сообщения, используемый для вызова метода. Вызов метода выполняется не по имени, как обычно, а с помощью обращения к специальному методу Dispatch, который имеется в каждом классе (метод Dispatch определен в классе TObject).

---

Методы обработки сообщений применяются внутри библиотеки VCL для обработки команд пользовательского интерфейса и редко нужны при написании прикладных программ.

3.9. Классы в программных модулях

Классы очень удобно собирать в модули. При этом их описание помещается в секцию interface, а код методов — в секцию implementation. Создавая модули классов, нужно придерживаться следующих правил:

• 
  все классы, предназначенные для использования за пределами модуля, следует определять в секции interface;
  
• 
  описание классов, предназначенных для употребления внутри модуля, следует располагать в секции implementation;
  
• 
  если модуль B использует модуль A, то в модуле B можно определять классы, порожденные от классов модуля A.
  

Соберем рассмотренные ранее классы TTextReader, TDelimitedReader и TFixedReader в отдельный модуль ReadersUnit:

unit ReadersUnit;
interface
type

TTextReader = class

private

// Поля

FFile: TextFile;

FItems: array of string;

FActive: Boolean;

// Методы

procedure PutItem(Index: Integer; const Item: string);

// Методы чтения и записи свойств

procedure SetActive(const AActive: Boolean);

function GetItemCount: Integer;

function GetEndOfFile: Boolean;

protected

// Методы чтения и записи свойств

function GetItem(Index: Integer): string;

// Абстрактные методы

function ParseLine(const Line: string): Integer; virtual; abstract;

public

// Конструкторы и деструкторы

constructor Create(const FileName: string);

destructor Destroy; override;

// Методы

function NextLine: Boolean;

// Свойства

property Active: Boolean read FActive write SetActive;

property Items[Index: Integer]: string read GetItem; default;

property ItemCount: Integer read GetItemCount;

property EndOfFile: Boolean read GetEndOfFile;

end;
TDelimitedReader = class(TTextReader)

private

// Поля

FDelimiter: Char;

protected

// Методы

function ParseLine(const Line: string): Integer; override;

public

// Конструкторы и деструкторы

constructor Create(const FileName: string; const ADelimiter: Char = ';');

// Свойства

property Delimiter: Char read FDelimiter;

end;
TFixedReader = class(TTextReader)

private

// Поля

FItemWidths: array of Integer;

protected

// Методы

function ParseLine(const Line: string): Integer; override;

public

// Конструкторы и деструкторы

constructor Create(const FileName: string;

const AItemWidths: array of Integer);

end;
TMyReader = class(TDelimitedReader)

property FirstName: string index 0 read GetItem;

property LastName: string index 1 read GetItem;

property Phone: string index 2 read GetItem;

end;
implementation
{ TTextReader }

---

Смотрите также файлы

• Анализ финансового состояния ип шлыкова Ю. Г. (20172019 гг.).docx

• Задания для практических занятий по дисциплине Маркетинг.doc

• Процесс может выглядеть следующим образом.docx

• Чaстное профессионaльное обрaзовaтельное учреждение пермский колледж экономики и упрaвления.rtf

• 4. Выполнение заданий оценивается преподавателем.pdf