Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание

Такие размышления приводят нас к мысли о необходимости функции инициализации, которую нельзя забыть, и об операциях, которые невозможно пропустить. Основным инструментом в этом механизме являются функции-члены, т.е. функции, объявленные как члены класса внутри его тела. Рассмотрим пример.

// простая структура Date,

// гарантирующая инициализацию с помощью конструктора

// и обеспечивающая удобство обозначений

struct Date {

  int y, m, d; // год, месяц, день

  Date(int y, int m, int d); // проверяем корректность даты

                             // и выполняем инициализацию

  void add_day(int n);       // увеличиваем объект типа Date на n дней

};

Функция-член, имя которой совпадает с именем класса, является особой. Она называется конструктором (constructor) и используется для инициализации (конструирования) объектов класса. Если программист забудет проинициализировать объект класса, имеющего конструктор с аргументом, то компилятор выдаст сообщение об ошибке. Для такой инициализации существует специальная синтаксическая конструкция.

Date my_birthday;        // ошибка: объект my_birthday не инициализирован

Date today(12,24,2007);  // Ой! Ошибка на этапе выполнения

Date last(2000, 12, 31); // OK (разговорный стиль)

Date christmas = Date(1976,12,24); // также OK (многословный стиль)

Попытка объявить объект my_birthday провалится, поскольку мы не указали требуемое начальное значение. Попытку объявить объект today компилятор пропустит, но проверочный код в конструкторе на этапе выполнения программы обнаружит неправильную дату ((12,24,2007) — 2007-й день 24-го месяца 12-го года).

Определение объекта last содержит в скобках сразу после имени переменной начальное значение — аргументы, требуемые конструктором класса Date. Этот стиль инициализации переменных класса, имеющего конструктор с аргументами, является наиболее распространенным. Кроме того, можно использовать более многословный стиль, который позволяет явно продемонстрировать создание объекта (в данном случае Date(1976,12,24)) с последующей инициализацией с помощью синтаксиса инициализации =. Если вы действительно пишете в таком стиле, то скоро устанете от него.

Теперь можно попробовать использовать вновь определенные переменные.

last.add_day(1);

add_day(2); // ошибка: какой объект типа Date?

Обратите внимание на то, что функция-член add_day вызывается из конкретного объекта типа Date с помощью точки, означающей обращение к члену класса. Как определить функцию-член класса, показано в разделе 9.4.4. 

9.4.3. Скрываем детали

Остается одна проблема: что произойдет, если мы забудем использовать функцию-член add_day? Что произойдет, если кто-то решит непосредственно изменить месяц? Оказывается, мы забыли предусмотреть возможности для выполнения этой операции.

Date birthday(1960,12,31); // 31 декабря 1960 года

++birthday.d;              // Ой! Неправильная дата

Date today(1970,2,3);

today.m = 14;              // Ой! Неправильная дата

                           // today.m == 14

  Поскольку мы хотим сделать представление типа Date доступным для всех, кто-нибудь — вольно или невольно — может сделать ошибку; иначе говоря, сделать нечто, что приведет к созданию неправильной даты. В данном случае мы создали объект типа Date со значением, которое не соответствует календарю. Такие неправильные объекты являются минами с часовым механизмом; через какое-то время кто-нибудь, не ведая того, обязательно воспользуется некорректным значением и получит сообщение об ошибке на этапе выполнения программы или — что еще хуже — получит неверные результаты. Все это лишь вопрос времени.

Такие размышления приводят к выводу, что представление типа Date, за исключением открытых функций-членов, должно быть недоступным для пользователей. Итак, получаем первое сокращение.

// простой типа Date (управление доступом)

class Date {

  int y, m, d; // год, месяц, день

public:

  Date(int y, int m, int d); // проверка и инициализация даты