Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание - Бьёрн Страуструп

сохранения заголовочных файлов (.h) на вашем компьютере.

• Если вы получили сообщение редактора связей, упоминающее о неразрешенных внешних ссылках, то проблема таится в свойствах проекта.

Если наши советы вам не помогли, зовите друга. 

Приложение Д

Реализация графического пользовательского интерфейса

“Когда вы наконец поймете, что делаете,

то все пойдет правильно”

Билл Фэйрбэнк (Bill Fairbank)

В этом приложении представлена реализация обратных вызовов, а также классов Window, Widget и Vector_ref. В главе 16 мы не требовали от читателей знать об указателях и операторах приведения типа, поэтому вынесли подробные объяснения в приложение.

Д.1. Реализация обратных вызовов

Обратные вызовы реализованы следующим образом:

void Simple_window::cb_next(Address, Address addr)

// вызов функции Simple_window::next() для окна,

// расположенного по адресу addr

{

  reference_to<Simple_window>(addr).next();

}

Поскольку вы уже прочитали главу 17, то вам должно быть очевидно, что аргумент Address должен иметь тип void*. И, разумеется, функция reference_to<Simple_window>(addr) должна каким-то образом создавать ссылку на объект класса Simple_window из указателя addr, имеющего тип void*. Однако, если у вас нет опыта программирования, то ничто для вас не “очевидно” и не “разумеется”, пока вы не прочтете главу 17, поэтому рассмотрим и использование адресов подробнее.

Как описано в разделе A.17, язык C++ предлагает способ для указания имени типа. Рассмотрим пример.

typedef void* Address; // Address — это синоним типа void*

Это значит, что мы можем использовать имя Address вместо void*. В данном случае, используя имя Address, мы хотим подчеркнуть, что передаем адрес, и скрыть тот факт, что void* — это имя типа указателя на объект, тип которого неизвестен.

Итак, функция cb_next() получает указатель типа void* с именем addr в качестве аргумента и — каким-то образом — немедленно преобразовывает его в ссылку Simple_window&:

reference_to<Simple_window>(addr)

Функция reference_to является шаблонной (раздел A.13).

template<class W>W& reference_to(Address pw)

// интерпретирует адрес как ссылку на объект класса W

{

  return *static_cast<W*>(pw);

}

Здесь мы использовали шаблонную функцию, для того чтобы самостоятельно написать операции, действующие как приведение типа void* к типу Simple_window&. Это приведение типа static_cast описано в разделе 17.8.

Компилятор не имеет возможности проверить наши предположения о том, что аргумент addr ссылается на объект класса Simple_window, но правила языка требуют, чтобы компилятор в этом вопросе доверял программисту. К счастью, мы оказались правы. Об этом свидетельствует от факт, что система FLTK возвращает нам обратно указатель, который мы ей передавали. Поскольку, передавая указатель системе FLTK, мы знали его тип, можно использовать функцию reference_to, чтобы “получить его обратно”. Все это немного запутанно, не проходит проверку и не больше характерно для низкоуровневого программирования.

Получив ссылку на объект класса Simple_window, мы можем использовать ее для вызова функции-члена класса Simple_window. Рассмотрим пример (раздел 16.3).

void Simple_window::cb_next(Address, Address pw)

// вызов функции Simple_window::next() для окна,

// расположенного по адресу pw

{

  reference_to<Simple_window>(pw).next();

}

Мы использовали довольно сложную функцию обратного вызова cb_next(), просто чтобы согласовать типы, необходимые для вызова совершенно обычной функции-члена next().

Д.2. Реализация класса Widget

Наш интерфейсный класс Widget выглядит следующим образом.

class Widget {

// Класс Widget — это дескриптор класса Fl_widget,

// а не сам класс Fl_widget;

// мы пытаемся не смешивать наши интерфейсные классы с FLTK

public:

  Widget(Point xy, int w, int h, const string& s, Callback cb)

  :loc(xy), width(w), height(h), label(s), do_it(cb)

  { }

  virtual ~Widget() { } // деструктор

  virtual void move(int dx,int dy)

  { hide(); pw–>position(loc.x+=dx, loc.y+=dy); show(); }

  virtual void hide() { pw–>hide(); }

  virtual void show() { pw–>show(); }

  virtual void attach(Window&) = 0; // каждый объект класса

                                    // Widget определяет хотя бы

                                    // одно действие над окном

  Point loc;

  int width;

  int height;

  string label;

  Callback do_it;

protected:

  Window* own;   // каждый объект класса Widget

                 // принадлежит объекту классу Window

  Fl_Widget* pw; // каждый объект класса Widget о "своем"

                 // классе Fl_Widget

};

Обратите внимание на то, что наш класс Widget следит за “своим” компонентом библиотеки FLTK и классом Window, с которыми он связан. Кроме того, отметьте, что для этого нам необходимы указатели, поскольку объект класса Widget на протяжении времени своего существования может быть связан с разными объектами класса Window. Ссылки или именованного объекта для этого недостаточно. (Объясните почему?)

Объект класса Widget имеет местоположение (loc), прямоугольную форму (width и height), а также сметку (label. Интересно, что он также имеет функцию обратного вызова (do_it), т.е. связывает образ объекта класса Widget на экране с фрагментом своего кода. Смысл операций move(), show(), hide() и attach() должен быть очевидным.

Класс Widget выглядит незаконченным. Он спроектирован как класс реализации, который пользователи не должны видеть слишком часто. Его стоит переделать. Мы подозреваем, что все эти открытые члены и “очевидные” операции содержат подводные камни.

Класс Widget имеет виртуальную функцию и может быть использован как базовый класс, поэтому в нем предусмотрен виртуальный деструктор (см. раздел 17.5.2).

Д.3. Реализация класса Window

Когда следует использовать указатели, а когда ссылки? Мы обсудили этот общий вопрос в разделе 8.5.6. Здесь мы лишь отметим, что некоторые программисты любят указатели и что нам нужны указатели, когда мы хотим сослаться на разные объекты в разные моменты времени.

До сих пор мы скрывали главный класс в нашей графической библиотеке — класс Window. Основная причина этого заключалась в том, что он использует указатели, а его реализация с помощью библиотеки FLTK опирается на использование свободной памяти. Вот как описан этот класса в заголовочном файле Window.h.

class Window : public Fl_Window {

public:

  // позволяет