Нельзя брать там, находясь здесь
Если для объекта класса Dog объявлен метод WagTail(), который не принадлежит классу Mammal, то невозможно получить доступ к этому методу, используя указатель класса Mammal (если только этот указатель не будет явно преобразован в указатель класса Dog). Поскольку функция WagTail() не является виртуальной и не принадлежит классу Mammal, то доступ к ней можно получить только из объекта класса Dog или с помощью указателя этого класса.
Поскольку любые преобразования чреваты ошибками, создатели C++ допустили только явные преобразования типов. Всегда можно преобразовать любой указатель класса Mammal в указатель класса Dog, но есть более надежный и безопасный способ вызова метода WagTail(). Чтобы разобраться в тонкостях упомянутого метода, необходимо освоить множественное наследование, о котором речь пойдет на следующем занятии, или научиться работе с шаблонами, что будет темой занятия 20.
Дробление объекта
Следует обратить внимание, что вся магия виртуальных функций проявляется только при обращении к ним с помощью указателей и ссылок. Если передать объект как значение, то виртуальную функцию вызвать не удастся. Эта проблема показана в листинге 11.10.
Листинг 11.10. Дробление объекта при передаче его как значения
1: //Листинг 11.10. Дробление объекта при передачи его как значения
2:
3: #include <iostream.h>
4:
5: class Mammal
6: {
7: public:
8: Mammal():itsAge(1) { }
9: virtual ~Mammal() { }
10: virtual void Speak() const { cout << "Mammal speak!n"; }
11: protected:
12: int itsAge;
13: };
14:
15: class Dog : public Mammal
16: {
17: public:
18: void Speak()const { cout << "Woof!n"; }
19: };
20:
21: class Cat : public Mammal
22: {
23: public:
24: void Speak()const { cout << "Meow!ri"; >
25: };
26:
27: void ValueFunction (Mammal);
28: void PtrFunction (Mammal*);
29: void RefFunction (Mammal&);
30: int main()
31: {
32: Mammal* ptr=0;
33: int choice;
34: while (1)
35: {
36: bool fQuit = false;
37: cout << "(1)dog (2)cat (0)Quit: ";
38: cin >> choice;
39: switch (choice)
40: {
41: case 0: fQuit = true;
42: break;
43: case 1: ptr = new Dog;
44: break;
45: case 2: ptr = new Cat;
46: break;
47: default: ptr = new Mammal;
48: break;
49: }
50: if (fQuit)
51: break;
52: PtrFunction(ptr);
53: RefFunction(*ptr);
54: ValueFunction(*ptr);
55: }
56: return 0;
57: }
58:
59: void ValueFunction (Mammal MammalValue)
60: {
61: MammalValue.Speak();
62: }
63:
64: void PtrFunction (Mammal * pMammal)
65: {
66: pMammal->Speak();
67: }
68:
69: void RefFunction (Mammal & rMammal)
70: {
71: rMammal.Speak();
72: }
Результат:
(1)dog (2)cat (0)Quit: 1
Woof
Woof
Mammal Speak!
(1)dog (2)cat (0)Quit: 2
Meow!
Meow!
Mammal Speak!
(1)dog (2)cat (0)Quit: 0
Анализ: В строках 5—25 определяются классы Mammal, Dog и Cat. Затем объявляются три функции — PtrFunction(), RefFunction() и ValueFunction(). Они принимают соответственно указатель класса Mammal, ссылку класса Mammal и объект класса Mammal. После чего выполняют одну и ту же операцию — вызывают метод Speak().
Пользователю предлагается выбрать объект класса Dog или класса Cat, после чего в строках 43—46 создается указатель соответствующего типа.
Судя по информации, выведенной программой на экран, пользователь первый раз выбрал объект класса Dog, который был создан в свободной области памяти 43-й строкой программы. Затем объект класса Dog передается в три функции с помощью указателя, с помощью ссылки и как значение.
В том случае, когда в функцию передавался адрес объекта с помощью указателя или ссылки, успешно выполнялась функция-член Dog->Speak(). На экране компьютера дважды появилось сообщение, соответствующее выбранному пользователем объекту.
Разыменованный указатель передает объект как значение. В этом случае функция распознает принадлежность переданного объекта классу Mammal, компилятор разбивает объект класса Dog пополам и использует только ту часть, которая была создана конструктором класса Mammal. В таком случае вызывается версия метода Speak(), которая была объявлена для класса Mammal, что и отобразилось в информации, выведенной программой на экран.
Те же действия и с тем же результатом были выполнены затем и для объекта класса Cat.
Виртуальные деструкторы
В том случае, когда ожидается указатель на объект базового класса, вполне допустима и часто используется на практике передача указателя на объект производного класса. Что произойдет при удалении указателя, ссылающегося на объект производного класса? Если деструктор будет объявлен как виртуальный, то все пройдет отлично — будет вызван деструктор соответствующего производного класса. Затем деструктор производного класса автоматически вызовет деструктор базового класса, и указанный объект будет удален целиком.
Отсюда следует правило: если в классе объявлены виртуальные функции, то и деструктор должен быть виртуальным.
Виртуальный конструктор-копировщик
Конструкторы не могут быть виртуальными, из чего можно сделать вывод, что не может быть также виртуального конструктора-копировщика. Но иногда требуется, чтобы программа могла передать указатель на объект базового класса и правильно скопировать его в объект производного класса. Чтобы добиться этого, необходимо в базовом классе создать виртуальный метод Clone(). Метод Clone() должен создавать и возвращать копию объекта текущего класса.
Поскольку в производных классах метод Clone() замещается, при вызове его создаются копии объектов, соответствующие выбранному классу. Программа, использующая этот метод, показана в листинге 11.11.
Листинг 11.11. Виртуальный конструктор-копировщик
1: //Листинг 11.11. Виртуальный конструктор-копировщик
2:
3: #include <iostream.h>
4:
5: class Mammal
6: {
7: public:
8: Mammal():itsAge(1) { cout << "Mammal constructor...n"; }
9: virtual ^Mammal() { cout << "Mammal destructor...n"; }
10: Mammal (const Mammal & rhs);
11: virtual void Speak() const { cout << "Mammal speak!n"; }
12: virtual Mammal* Clone() { return new Mammal(*this); }
13: int GetAge()const { return itsAge; }
14: protected:
15: int itsAge;
16: };
17:
18: Mammal::Mammal (const Mammal & rhs):itsAge(rhs.GetAge())
19: {
20: cout << "Mammal Copy Constructor...n";
21: }
22:
23: class Dog : public Mammal
24: {
25: public:
26: Dog() { cout << "Dog constructor...n"; }
27: virtual ~Dog() { cout << "Dog destructor...n"; }
28: Dog (const Dog & rhs);
29: void Speak()const { cout << "Woof!n"; }
30: virtual Mammal* Clone() { return new Dog(*this); }
31: };
32:
33: Dog::Dog(const Dog & rhs):
34: Mammal(rhs)
35: {
36: cout << "Dog copy constructor...n";
37: }
38:
39: class Cat : public Mammal
40: {
41: public:
42: Cat() { cout << "Cat constructor,,,n"; }
43: ~Cat() { cout << "Cat destructor...n"; }
44: Cat (const Cat &);
45: void Speak()const { cout << "Meow!n"; }
46: virtual Mammal* Clone() { return new Cat(*this); }
47: };
48:
49: Cat::Cat(const Cat & rhs):
50: Mammal(rhs)
51: {
52: cout << "Cat copy constructor..,n";
53: }
54:
55: enum ANIMALS { MAMMAL, D0G, CAT };
56: const int NumAnimalTypes = 3;
57: int main()
58: {
59: Mammal *theArray[NumAnimalTypes];
60: Mammal* ptr;
61: int choice, i;
62: for ( i = 0; i<NumAnimalTypes; i++)
63: {
64: cout << "(1)dog (2)cat (3)Mammal: ";
65: cin >> choice;
66: switch (choice)
67: {
68: case DOG: ptr = new Dog;
69: break;
70: case CAT: ptr = new Cat;
71: break;
72: default: ptr = new Mammal;
73: break;
74: }
75: theArray[i] = ptr;
76: }
77: Mammal *OtherArray[NumAnimalTypes];
78: for (i=0;i<NumAnimalTypes;i++)
79: {
80: theArray[i]->Speak();
81: OtherArray[i] = theArray[i]->Clone();
82: }
83: for (i=0;i<NumAnimalTypes;i++)
84: OtherArray[i]->Speak();
85: return 0;
86: }
Результат:
1: (1)dog (2)cat (3)Mammal: 1
2: Mammal constructor...
3: Dog constructor...
4: (1)dog (2)cat (3)Mammal: 2
5: Mammal constructor...
6: Cat constructor...
7: (1)dog (2)cat (3)Mammal: 3
8: Mammal constructor...
9: Woof!
10: Mammal Copy Constructor...
11: Dog copy constructor...
12: Meow!
13: Mammal Copy Constructor...
14: Cat copy constructor...
15: Mammal speak!
16: Mammal Copy Constructor...
17: Woof!
18: Meow!
19: Mammal speak!
Анализ: Листинг 11.11 похож на два предыдущих листинга, однако в данной программе в классе Mammal добавлен один новый виртуальный метод — Clone(). Этот метод возвращает указатель на новый объект класса Mammal, используя конструктор-копировщик, параметр которого представлен указателем <<this.
