Освой самостоятельно С++ за 21 день.

60:    for (int i = 0; i

61:       itsString[i] = cString[i];

62:    itsString[itsLen]='\0';

63:    // cout << "\tString(char*) constructor\n";

64:    // ConstructorCount++;

65: }

66:

67: // конструктор-копировщик

68: String::String (const String & rhs)

69: {

70:    itsLen=rhs.GetLen;

71:    itsString = new char[itsLen+1];

72:    for (int i = 0; i

73:       itsString[i] = rhs[i];

74:    itsString[itsLen] = '\0';

75:    // cout << "\tString(String&) constructor\n

76:    // ConstructorCount++;

77: }

78:

79: // деструктор освобождает занятую память

80: String::~String

81: {

82:    delete [] itsString;

83:    itsLen = 0;

84:    // cout << "\tString destructor\n";

85: }

86:

87: // этот оператор освобождает память, а затем

88: // копирует строку и размер

89: String& String::operator=(const String & rhs)

90: {

91:    if (this == &rhs)

92:       return *this;

93:    delete [] itsString;

94:    itsLen=rhs.GetLen;

95:    itsString = new char[itsLen+1];

96:    for (int i = 0; i

97:       itsString[i] = rhs[i];

98:    itsString[itsLen] = '\0';

99:    return *this;

100:   // cout << "\tString operator=\n";

101: }

102:

103: // неконстантный оператор индексирования,

104: // возвращает ссылку на символ, который можно

105: // изменить

106: char & String::operator[](int offset)

107: {

108:    if (offset > itsLen)

109:       return itsString[itsLen-1];

110:    else

111:       return itsStnng[offset];

112: }

113:

114: // константный оператор индексирования,

115: // используется для константных объектов (см. конструктор-копировщик!)

116: char String::operator[](int offset) const

117: {

118:    if (offset > itsLen)

119:       return itsString[itsLen-1];

120:    else

121:       return itsString[offset];

122: }

123:

124: // создает новую строку, добавляя текущую

125: // строку к rhs

126: String String::operator+(const String& rhs)

127: {

128:    int totalLen = itsLen + rhs.GetLen;

129:    String temp(totalLen);

130:    int i, j;

131:    for (i = 0; i

132:       temp[i] = itsString[i];

133:    for (j = 0: j

134:       temp[i] = rhs[j];

135:    temp[totalLen]='\0';

136:    return temp;

137: }

138:

139: // изменяет текущую строку, ничего не возвращая

140: void String::operator+=(const String& rhs)

141: {

142:    unsigned short rhsLen = rhs.GetLen;

143:    unsigned short totalLen = itsLen + rhsLen;

144:    String temp(totalLen);

145:    int i, j;

146:    for (i = 0; i

147:       temp[i] = itsString[i];

148:    for (j = 0; j

149:       temp[i] = rhs[i-itsLen];

150:    temp[totalLen]='\0';

151:    *this = temp;

152: }

153:

154: // int String::ConstructorCount = 0;

Результат:

Нет

Анализ: Представленный в листинге 15.1 класс String напоминает другой класс, использованный в листинге 12.12. Однако есть одно важное отличие между этими двумя классами: конструкторы и некоторые функции листинга 12.12 включали операторы вывода на печать, благодаря которым на экране отображались сообщения об их использовании. В листинге 15.1 эти операторы временно заблокированы, но они будут использоваться в следующих примерах.

Статическая переменная-член ConstructorCount объявляется и инициализируется соответственно в строках 23 и 154. Значение этой переменной увеличивается на единицу при вызове любого конструктора класса String. Эти функции также заблокированы и будут использоваться в следующих листингах.

В листинге 15.2 объявляется класс Employee, содержащий три объекта класса String.

Листинг 15.2. Класс Employee

1: #include "String.hpp"

2:

3: class Employee

4: {

5:

6:    public:

7:       Employee;

8:       Employee(char *, char *, char >>, long);

9:       ~Employee;

10:      Employee(const Employee&);

11:      Employee & operator= (const Employee &);

12:

13:      const String & GetFirstName const

14:         { return itsFirstName; }

15:      const String & GetLastName const { return itsLastName; }

16:      const String & GetAddress const { return itsAddress; }

17:      long GetSalary const { return itsSalary; } 18;

19:      void SetFirstName(const String & fNama)

20:         { itsFirstName = fName; }

21:      void SetLastName(const String & lNama)

22:         { itsLastName = lNamo; }

23:      void SetAddress(const String & address)

24:         { itsAddress = address; }

25:      void SetSalary(long salary) { itsSalary = salary; }

26:   private:

27:      String itsFirstName;

28:      String itsLastName;

29:      String itsAddress;

30:      long itsSalary;

31: };

32:

33: Employee::Employee;

34:    itsFirstName(""),

35:    itsLastName(""),

36:    itsAddress(""),

37:    itsSalary(0)

38: { }

39:

40: Employee::Employee(char * firstName, char * lastName,

41:    char * address, long salary):

42:    itsFirstName(firstName),

43:    itsLastName(lastName),

44:    itsAddress(address),

45:    itsSalary(salary)

46: { }

47:

48: Employee::Employee(const Employee & rhs):

49:    itsFirstName(rhs.GetFirstName),

50:    itsLastName(rhs,GetLastName),

51:    itsAddress(rhs,GetAddress),

52:    itsSalary(rhs.GetSalary)

53: { }

54:

55: Employee::~Employea { }

56:

57: Employee & Employae::Qperator= (const Employee & rhs)

58: {

59:    if (thls — &rhs)

60:       return *this;

61:

62:    itsFlrstName = rhs.GetFlrstName;

63:    itsLastName = rhs,GetLastName;

64:    itsAddress = rhs,GetAddress;

65:    itsSalary = rhs,GetSalary;

66:

67:    return *thls;

68: }

69:

70: int main

71: {

72:    Employee Edie("Jane","Doe","1461 Shore Parkway", 20000);

73:    Edie.SetSalary(50000);

74:    String LastName("Levine");

75:    Edie.SetLastName(LastName);

76:    Edie.SetFirstName("Edythe");

77:

78:    cout << "Имя: ";

79:    cout << Edie.GetFirstName.GetString;

80:    cout << " " << Edie.GetLastName.GetString;

81:    cout << ".\nАдрес: ";

82:    cout << Edie.GetAddress.GetString;

83:    cout << ".\nЗарплата: " ;

84:    cout << Edie.GetSalary;

85:    return 0;

86: }

Примечание:Сохраните листинг 15.1 в файле с именем string. hpp. Затем всякий раз, когда понадобится класс String, вы сможете вставить листинг 15.1, просто добавив строку #include "String.hpp". Это первая строка в листинге 15.2.

Результат:

Name: Edythe Levine.

Address: 1461 Shore Parkway.

Salary: 50000

Анализ: В листинге 15.2 объявляется класс Employee, переменными-членами которого выступают три объекта класса String — itsFirstName, itsLastName и itsAddress.

В строке 72 создается объект Employee, который инициализируется четырьмя значениями. В строке 73 вызывается метод доступа SetSalary класса Employee, который принимает константное значение 50000. В реальной программе это значение определялось бы либо динамически в процессе выполнения программы, либо устанавливалось бы константой.

В строке 74 создается и инициализируется строковой константой объект класса String, который в строке 75 используется в качестве аргумента функции SetLastName.

В строке 76 вызывается метод SetFirstName класса Employee с еще одной строковой константой в качестве параметра. Однако если вы обратитесь к объявлению класса Employee, то увидите, что в нем нет функции SetFirstName, принимающей строку символов как аргумент. Для функции SetFirstName в качестве параметра задана константная ссылка на объект String. Тем не менее компилятор не покажет сообщения об ошибке, поскольку в строке 9 листинга 15.1 объявлен конструктор, создающий объект String из строковой константы.

Доступ к членам вложенного класса

В классе Employee не объявлены специальные методы доступа к переменным- членам класса String. Если объект Edie класса Employee попытается напрямую обратиться к переменной-члену itsLen, содержащейся в ero собственной переменной- члене itsFirstName, это приведет к возникновению ошибки компиляции. Однако в таком обращении нет необходимости. Методы доступа класса Employee просто создают интерфейс для класса String, и классу Employee нет нужды беспокоиться о деталях выполнения класса String, а также о том, каким образом собственная целочисленная переменная-член itsSalary хранит свое значение.

Фильтрация доступа к вложенным классам

Вы, наверное, уже заметили, что в классе String перегружается operator+. В классе Employee доступ к перегруженной функции operator+ заблокирован. Дело в том, что в объявлениях методов доступа класса Employee указано, что все эти методы, такие как GetFirstName, возвращают константные ссылки. Поскольку функция operator+ не является (и не может быть) константой (она изменяет объект, для которого вызывается), попытка написать следующую строку приведет к сообщению об ошибке компиляции:

String buffer = Edie.GetFirstName + Edie.GetLastName;

Функция GetFirstName возвращает константную строку и вы не можете использовать operator+ с константным объектом.

Чтобы устранить эту проблему, следует перегрузить функцию GetFirstName таким образом, чтобы она стала не константной:

const String & GetFirstName const { return itsFirstName; }

String & GetFirstName { return itsFirstName; }

Как видите, возвращаемое значение больше не является константой, также как и сама функция-член. Изменения возвращаемого значения недостаточно для перегрузки имени функции. Необходимо изменить константность самой функции.

Цена вложений

Важно отметить, что пользователю придется "расплачиваться" за каждый объект внешнего класса всякий раз при создании или копировании объекта Employee.

Снимите символы комментариев с операторов cout листинга 15.1 (строки 38, 51, 63, 75, 84 и 100), и вы увидите, как часто они вызываются. В листинге 15.3 представлена та же программа, что и в листинге 15.2, только в этом примере добавлены операторы печати, которые будут показывать сообщения на экране всякий раз при выполнении конструктора класса Employee. Это позволит наглядно увидеть весь процесс создания объектов в программе.

Примечание:До компиляции этого листинга разблокируйте строки 38, 51, 63, 75, 84 и 100 в листинге 15.1.

Листинг 15.3. Конструкторы вложенных классов

1: #include "String.hpp"

2:

3: class Employee

4: {

5:

6:    public:

7:       Employee;

8:       Employee(char *, char *, char *, long);

9:       ~Employee;

10:      Employee(const Employee&);

11:      Employee & operator= (const Employee &);

12:

13:      const String & GetFirstName const

14:         { return itsFirstName; }

15:      const String & GetLastName const { return itsLastName; }

16:  const String & GetAddress const { return itsAddress; }

17:      long GetSalary const { return itsSalary; }

18:

19:      void SetFirstName(const String & fName)

20:         { itsFirstName = fName; }

21:      void SetLastName(const String & lName)

22:         { itsLastName = lName; }

23:      void SetAddress(const String & address)

24:         { itsAddress = address; }

25:      void SetSalary(long salary) { itsSalary = salary; }

26:   private:

27:      String itsFirstName;

28:      String itsLastName;

29:      String itsAddress;

30:      long itsSalary;

31: };

32:

33: Employee::Employee;

34:    itsFirstName(""),

35:    itsLastName(""),

36:    itsAddress(""),

37:    itsSalary(0)

38: { }

39:

40: Employee::Employee(char * firstName, char * lastName,

41:    char * address, long salary):

42:    itsFirstName(firstName),

43:    itsLastName(lastName),

44:    itsAddrsss(address),

45:    itsSalary(salary)

46: { }

47:

48: Employee:;Employee(const Employee & rhs):

49:    itsFirstName(rhs,GetFirstName),

50:    itsLastName(rhs,GetLastName),

51:    itsAddress(rhs.GetAddress),

52:    itsSalary(rhs.GetSalary)

53: { }

54:

55: Employee::~Employee { }

56:

57: Employee & Employee::operator= (const Employee & rhs)

58: {

59:    if (this == &rhs)

60:       return *this;

61:

62:    itsFirstName = rhs.GetFirstName;

63:    itsLastName = rhs.GetLastName;

64:    itsAddress = rhs.GetAddress;

65:    itsSalary = rhs.GetSalary;

66:

67:    return *this;

68: }

69:

70: int main

71: {

72:    cout << "Creating Edie...\n";

73:    Employee Edie("Jane","Doe","1461 Shore Parkway", 20000);

74:    Edie,SetSalary(20000);

75:    cout << "Calling SetFirstName with char *...\n";

76:    Edie,SetFirstName("Edythe");

77:    cout << "Creating temporary string LastName...\n";

78:    String LastName("Levine");

79:    Edis,SetLastName(LastName);

80:

81:    cout << "Name: ";

82:    cout << Edle.QetFirstName.GetString;

83:    cout << " " << Edie,GstLastName.GitString;

84:    cout << "\nAddress; ";

85:    cout << Edi6.GetAddress,GetString;

86:    cout << "\nSalary; " ;

87:    cout << Edie.GstSalary;

88:    cout << endl;

89:    return 0;

90: }

Результат:

Creating Edie...

   String(char*) constructor

   String(char*) constructor

   String(char*) constructor

Calling SetFirstName with char *...

   String(char*) constructor

   String destructor

Creating temporary string LastName...

   String(char*) constructor

Name: Edythe Levine

Address: 1461 Shore Parkway

Salary: 20000

   String destructor

   String destructor

   String destructor

   String destructor

Анализ: В листинге 15.3 используются классы, объявленные ранее в листингах 15.1 и 15.2.

Единственное отличие состоит в том, что операторы cout разблокированы. Чтобы упростить обсуждение, строки, выводимые программой на экран, были пронумерованы.

В строке 72 листинга 15.3 выводится сообщение Creating Edie..., которому соответствует первая строка вывода. Для создания объекта Edie класса Employee задаются четыре параметра. Для инициализации трех из них задействуются конструкторы класса String, о чем свидетельствуют три следующие строки вывода.

Строка 75 информирует о вызове функции SetFirstName. Следующая строка программы, Edie.SetFirstName("Edythe"), создает временный объект класса String из строковой константы "Edythe", для чего вновь задействуются соответствующие конструкторы класса String (см. 6-ю строку вывода). Обратите внимание, что этот временный объект уничтожается сразу же после присвоения его значения переменной-члену, о чем свидетельствует вызов деструктора класса String (см. 7-ю строку вывода).

Присвоив имя, программа приступает к присвоению фамилии служащего. Это можно было бы выполнить так же, как и в случае с присвоением имени с помощью автоматически создаваемого временного объекта класса String. Но чтобы показать все возможности, в строке 78 явно создается объект класса String. Конструктор, создающий этот объект, дал о себе знать 9-й строкой вывода. Деструктор не вызывается, поскольку этот объект не удаляется до тех пор, пока не выйдет за границы своей области видимости в конце функции.

Наконец программа выводит на экран персональные сведения о служащем и выходит за область видимости объекта Employee, в результате чего вызываются четыре деструктора класса для удаления объектов этого класса, вложенных в объект Employee, и созданного ранее временного объекта LastName.

Передача объекта как значения

В листинге 15.3 показано, как создание одного объекта Employee приводит к вызову пяти конструкторов класса String. Листинг 15.4 — это еще один переписанный вариант программы. В нем нет дополнительных операторов вывода помимо представленных в листинге 15.1 (сейчас они разблокированы) и используется статическая переменная-член ConstructorCount, объявленная в классе String.

Как следует из объявления в листинге 15.1, значение переменной ConstructorCount увеличивается на единицу при каждом вызове конструктора класса String. В конце программы, представленной в листинге 15.4, объект Employee передается на печать сначала как ссылка, а затем как значение. Статическая переменная-член ConstructorCount отслеживает, сколько объектов класса String создается при разных способах передачи объекта Employee как параметра функции.

Примечание:Перед компиляцией этого листинга в программе листинга 15.1 дополнительно к тем строкам, которые были разблокированы для листинга 15.3, следует снять символы комментариев со строк 23, 39, 52, 64, 76 и 153.

Листинг 15.4. Передача объекта как значения

1: #include "String.hpp"

2:

3: class Employee

4: {

5:

6:    public:

7:       Employee;

8:       Employee(char *, char *, char *, long);

9:       ~Employee;

10:      Employee(const Employee&);

11:      Employee & operator= (const Employee &);

12:

13:      const String & GetFirstName const

14:         { return itsFirstName; }

15:      const String & GetLastName const { return itsLastName; }

16:      const String & GetAddress const { return itsAddress;

17:      long GetSalary const { return itsSalary; }

18:

19:      void SetFirstName(const String & fName)

20:         { itsFirstName = fName; }

21:      void SetLastName(const String & lName)

22:         { itsLastName = lName; }

23:      void SetAddress(const String & address)

24:         { itsAddress = address; }

25:      void SetSalary(long salary) { itsSalary = salary; }

26:   private:

27:      String itsFirstName;

28:      String itsLastName;

29:      String itsAddress;

30:      long itsSalary;

31: };

32:

33: Employee::Employee;

34:    itsFirstName(""),

35:    itsLastName(""),

36:    itsAddress(""),

37:    itsSalary(0)

38: { }

39:

40: Employee::Employee(char * firstName, char * lastName,

41:    char * address, long salary):

42:    itsFirstName(firstName),

43:    itsLastName(lastName),

44:    itsAddress(address),

45:    itsSalary(salary)

46: { }

47:

48: Employee::Employee(const Employee & rhs):

49:    itsFirstName(rhs.GetFi rstName),

50:    itsLastName(rhs.GetLastName),

51:    itsAddress(rhs.GetAddress),

52:    itsSalary(rhs.GetSalary)

53: { }

54:

55: Employee::~Employee { }

56:

57: Employee & Employee::operator= (const Employee & rhs)

58: {

59:    if (this == &rhs)

60:       return *this;

61:

62:    itsFirstName = rhs.GetFirstName;

63:    itsLastName = rhs.GetLastName;

64:    itsAddress = rhs.GetAddress;

65:    itsSalary = rhs.GetSalary;

66:

67:    return *this;

68: }

69:

70: void PrintFunc(Employee);

71: void rPrintFuno(const Employee&):

72:

73: int main

74: {

75:    Employee Edie("Jane","Doe","1461 Shore Parkway", 20000);

76:    Edie.SetSalary(20000);

77:    Edie.SetFirstName("Edythe");

78:    String LastName("Levine");

79:    Edie.SetLastName(LastName); 80:

81:    cout << "Constructor count: " ;

82:    cout << String;:ConstruotorCount << endl;

83:    rPrintFunc(Edie);

84:    cout << "Constructor count: ";

85:    cout << String::ConstructorCount << endl;

86:    PrintFunc(Edie);

87:    cout << "Constructor count: ";

88:    cout << String::ConstructorCount << endl;

89:    return 0;

90: }

91: void PrintFunc (Employee Edie)

92: {

93:

94:    cout << "Name: ";

95:    cout << Edie.GetFirstName.GetString;

96:    cout << " " << Edie.GetLastName.GetString;

97:    cout << ".\nAddress: ";

98:    cout << Edie.GetAddress.GetString;

99:    cout << ".\nSalary: " ;

100:   cout << Edie.GetSalary;

101:   cout << endl;

102:

103: }

104:

105: void rPrintFunc (const Employee& Edie)

106: {

107:    cout << "Name: ";

108:    cout << Edie.GetFirstName.GetString;

109:    cout << " " << Edie.GetLastName.GetString;

110:    cout << "\nAddress: ";

111:    cout << Edie.GetAddress.GetString;

112:    cout << "\nSalary: " ;

113:    cout << Edie.GetSalary;

114:    cout << endl;

115: }

Результат:

String(char*) constructor

   String(char*) constructor

   String(char*) constructor

   String(char*) constructor

   String destructor

   String(char*) constructor

Constructor count: 5

Name: Edythe Levine

Address: 1461 Shore Parkway

Salary: 20000

Constructor count; 5

   String(String&) constructor

   String(String&) constructor

   String(String&) constructor

Name: Edythe Levine

Address: 1461 Shore Parkway

Salary: 20000

   String destructor

   String destructor

   String destructor

Constructor count: 8

String destructor

   String destructor

   String destructor

   String destructor

Анализ: Как видно по данным, выводимым программой, в процессе создания одного объекта Employee создается пять объектов класса String. Когда объект Employee передается в функцию rPrintFunc как ссылка, дополнительные объекты Employee не создаются. Соответственно не создаются и дополнительные объекты String. (Все они, кстати, также автоматически передаются как ссылки.)

Когда объект Employee передается в функцию PrintFunc как значение, создается копия объекта Employee вместе с тремя объектами класса String (для этого используется конструктор-копировщик).