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

class="p1">y.y = 2000;

y.m = 2;

y.d = 29;

Был ли двухтысячный год високосным? Вы уверены?

Итак, нам нужны вспомогательные функции, которые выполняли бы для нас самые общие операции. В этом случае нам не придется повторять один и тот же код, а также находить и исправлять одни и те же ошибки снова и снова. Практически для любого типа самыми общими операциями являются инициализация и присваивание. Для типа Date к общим операциям относится также увеличение значения объекта Date. Итак, напишем следующий код:

// вспомогательные функции:

void init_day(Date& dd, int y, int m, int d)

{

  // проверяет, является ли (y,m,d) правильной датой

  // если да, то инициализирует объект dd

}

void add_day(Date& dd, int n)

{

  // увеличивает объект dd на n дней

}

Попробуем использовать объект типа Date.

void f()

{

  Date today;

  init_day(today, 12, 24, 2005); // Ой! (в 12-м году не было

                                 // 2005-го дня)

  add_day(today,1);

}

 

 Во-первых, отметим полезность таких “операций” — здесь они реализованы в виде вспомогательных функций. Проверка корректности даты довольно сложна и утомительна, поэтому, если бы мы не написали соответствующую функцию раз и навсегда, то скорее всего пропустили бы этот код и получили неправильную программу. Если мы определяем тип, то всегда хотим выполнять над его объектами какие-то операции. Точное количество и вид этих операций может изменяться. Точный вид реализации этих операций (в виде функций, функций-членов или операторов) также изменяется, но как только мы решили создать собственный тип, мы должны спросить себя: “Какие операции с этим типом можно выполнять?”

9.4.2. Функции-члены и конструкторы

Мы предусмотрели функцию инициализации для типа Date, которая проверяет корректность его объектов. Однако функции проверки приносят мало пользы, если мы не можем их использовать. Например, допустим, что мы определили для типа Date оператор вывода << (раздел 9.8):

void f()

{

  Date today;

  // ...

  cout << today << 'n'; // использовать объект today

  // ...

  init_day(today,2008,3,30);

  // ...

  Date tomorrow;

  tomorrow.y = today.y;

  tomorrow.m = today.m;

  tomorrow.d = today.d+1;   // добавляем единицу к объекту today

  cout << tomorrow << 'n'; // используем объект tomorrow

}

Здесь мы “забыли” немедленно инициализировать объект today, и до вызова функции init_day() этот объект будет иметь неопределенное значение. Кроме того, “кто-то” решил, что вызывать функцию add_day() лишняя потеря времени (или просто не знал о ее существовании), и создал объект tomorrow вручную. Это плохой и даже очень плохой код. Вероятно, в большинстве случае эта программа будет работать, но даже самые небольшие изменения приведут к серьезным ошибкам. Например, отсутствие инициализации объекта типа Date приведет к выводу на экран так называемого “мусора”, а прибавление единицы к члену d вообще представляет собой мину с часовым механизмом: когда объект today окажется последним днем месяца, его увеличение на единицу приведет к появлению неправильной даты. Хуже всего в этом очень плохом коде то, что он не выглядит плохим.

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