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发信人: Second (石开), 信区: Program
标 题: Ｃ＋＋语言常见问题解答(2-13)抽象化（abstraction）
发信站: 荔园晨风BBS站 (Sun Sep 23 10:51:59 2001), 转信
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■□ 第１３节：抽象化（abstraction）
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Q74：分离介面与实作是做什麽用的？
介面是企业体最有价值的资源。设计介面会比只把一堆独立的类别拼凑起来来得耗时
，尤其是：介面需要花费更高阶人力的时间。
既然介面是如此重要，它就应该保护起来，以避免被资料结构等等实作细节之变更所
影响。因此你应该将介面与实作分离开来。
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Q75：在 C++ 里，我该怎样分离介面与实作（像 Modula-2 那样）？
用 ABC（见下一则 FAQ）。
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Q76：ABC ("abstract base class") 是什麽？
在设计层面，ABC 对应到抽象的概念。如果你问机械师父说他修不修运输工具，他可
能会猜你心中想的到底是“哪一种”运输工具，他可能不会修理太空梭、轮船、脚踏
车、核子潜艇。问题在於：「运输工具」是个抽象的概念（譬如：你建不出一辆「运
输工具」，除非你知道要建的是“哪一种”）。在 C++，运输工具类别可当成是一个
ABC，而脚踏车、太空梭……等等都当做它的子类别（轮船“是一种”运输工具）。
在真实世界的 OOP 中，ABC 观念到处都是。
在程式语言层面，ABC 是有一个以上纯虚拟成员函数（pure virtual）的类别（详见
下一则 FAQ），你无法替一个 ABC 建造出物件（案例）来。
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Q77：「纯虚拟」(pure virtual) 成员函数是什麽？
ABC 的某种成员函数，你只能在衍生的类别中实作它。
有些成员函数只存於观念中，没有任何实质的定义。譬如，假设我要你画个 Shape，
它位於 (x,y)，大小为 7。你会问我「我该画哪一种 shape？」（圆、方、六边……
都有不同的画法。）在 C++ 里，我们可以先标出有一个叫做 "draw()" 这样的运作
行为，且规定它只能（逻辑上）在子类别中定义出来：
class Shape {
public:
virtual void draw() const = 0;
//... ^^^--- "
= 0" 指：它是 "pure virtual"
};
此纯虚拟函数让 "Shape" 变成一个 ABC。若你愿意，你可以把 "= 0" 语法想成
是：
该程式码是位於 NULL 指标处。因此，"Shape" 提供一个服务项目，但它现在尚无法
提供实质的程式码以实现之。这样会确保：任何由 Shape 衍生出的 [具体的] 类别
之物件，“将会”有那个我们事先规定的成员函数，即使基底类别尚无足够的资讯去
真正的“定义”它。
【译注】此处「定义」、「宣告」二词要分辨清楚！
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Q78：怎样替整个类别阶层提供列印的功能？
提供一个 friend operator<< 去呼叫 protected 的虚拟函数：
class Base {
public:
friend ostream& operator<< (ostream& o, const Base
& b)
{ b.print(o); return o; }
//...
protected:
virtual void print(ostream& o) const; //或 "=0;"
若 "Base" 是个 ABC
};
class Derived : public Base {
protected:
virtual void print(ostream& o) const;
};
这样子所有 Base 的子类别只须提供它们自己的 "print(ostream&) const" 成员
函
数即可（它们都共用 "<<" operator）。这种技巧让夥伴像是有了动态系结的能力。
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Q79：何时该把解构子弄成 virtual？
当你可能经由基底的指标去 "delete" 掉衍生的类别时。
虚拟函数把某物件所属之真正类别所附的程式码，而非该指标／参考本身之类别所附
的程式给系结上去。 当你说 "delete basePtr"，且它的基底有虚拟解构子的话，则
真正会被呼叫到的解构子，就是 *basePtr 物件之型态所属的解构子，而不是该指标
本身之型态所附的解构子。一般说来这的确是一件好事。
让你方便起见，你唯一不必将某类别的解构子设为 virtual 的场合是：「该类别“
没有”任何虚拟函数」。因为加入第一个虚拟函数，就会替每个物件都添加额外的空
间负担（通常是一个机器 word 的大小），这正是编译器实作出动态系结的□密；它
通常会替每个物件加入额外的指标，称为「虚拟指标表格」(virtual table pointer
)
，或是 "vptr" 。
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Q80：虚拟建构子 (virtual constructor) 是什麽？
一种让你能做些 C++ 不直接支援的事情之惯用法。
欲做出虚拟建构子的效果，可用个虚拟的 "createCopy()" 成员函数（用来做为拷贝
建构子），或是虚拟的 "createSimilar()" 成员函数（用来做为预设建构子）。
class Shape {
public:
virtual ~Shape() { } //详见 "virt
ual destructors"
virtual void draw() = 0;
virtual void move() = 0;
//...
virtual Shape* createCopy() const = 0;
virtual Shape* createSimilar() const = 0;
};
class Circle : public Shape {
public:
Circle* createCopy() const { return new Circ
le(*this); }
Circle* createSimilar() const { return new Circle(
); }
//...
};
执行了 "Circle(*this)" 也就是执行了拷贝建构的行为（在这些运作行为中，
"*this" 的型态为 "const Circle&"）。"createSimilar()" 亦类似，但它乃建构
出
一个“预设的”Circle。
这样用的话，就如同有了「虚拟建构子」(virtual constructors)：
void userCode(Shape& s)
{
Shape* s2 = s.createCopy();
Shape* s3 = s.createSimilar();
//...
delete s2; // 该解构子必须是 virtual 才行!!
delete s3; // 如上.
}
不论该 Shape 是 Circle、Square，甚或其他还不存在的 Shape 种类，这函数都
能
正确执行。
--
既然热爱生命
那么，
一切都在意料之中。
※ 来源:·荔园晨风BBS站 bbs.szu.edu.cn·[FROM: 192.168.52.239]
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