© А.Н. Вальвачев, К.А. Сурков, Д.А. Сурков, Ю.М. Четырько
Статья была опубликована на сайте rsdn.ru
Классы очень удобно собирать в модули. При этом их описание помещается в секцию interface, а код методов — в секцию implementation. Создавая модули классов, нужно придерживаться следующих правил:
Соберем рассмотренные ранее классы TTextReader, TDelimitedReader и TFixedReader в отдельный модуль ReadersUnit:
unit ReadersUnit;
interface
type
TTextReader = class
private
// Поля
FFile: TextFile;
FItems: array of string;
FActive: Boolean;
// Методы
procedure PutItem(Index: Integer; const Item: string);
// Методы чтения и записи свойств
procedure SetActive(const AActive: Boolean);
function GetItemCount: Integer;
function GetEndOfFile: Boolean;
protected
// Методы чтения и записи свойств
function GetItem(Index: Integer): string;
// Абстрактные методы
function ParseLine(const Line: string): Integer; virtual; abstract;
public
// Конструкторы и деструкторы
constructor Create(const FileName: string);
destructor Destroy; override;
// Методы
function NextLine: Boolean;
// Свойства
property Active: Boolean read FActive write SetActive;
property Items[Index: Integer]: string read GetItem; default;
property ItemCount: Integer read GetItemCount;
property EndOfFile: Boolean read GetEndOfFile;
end;
TDelimitedReader = class(TTextReader)
private
// Поля
FDelimiter: Char;
protected
// Методы
function ParseLine(const Line: string): Integer; override;
public
// Конструкторы и деструкторы
constructor Create(const FileName: string; const ADelimiter: Char = ';');
// Свойства
property Delimiter: Char read FDelimiter;
end;
TFixedReader = class(TTextReader)
private
// Поля
FItemWidths: array of Integer;
protected
// Методы
function ParseLine(const Line: string): Integer; override;
public
// Конструкторы и деструкторы
constructor Create(const FileName: string;
const AItemWidths: array of Integer);
end;
TMyReader = class(TDelimitedReader)
property FirstName: string index 0 read GetItem;
property LastName: string index 1 read GetItem;
property Phone: string index 2 read GetItem;
end;
implementation
{ TTextReader }
constructor TTextReader.Create(const FileName: string);
begin
inherited Create;
AssignFile(FFile, FileName);
FActive := False;
end;
destructor TTextReader.Destroy;
begin
Active := False;
inherited;
end;
function TTextReader.GetEndOfFile: Boolean;
begin
Result := Eof(FFile);
end;
function TTextReader.GetItem(Index: Integer): string;
begin
Result := FItems[Index];
end;
function TTextReader.GetItemCount: Integer;
begin
Result := Length(FItems);
end;
function TTextReader.NextLine: Boolean;
var
S: string;
N: Integer;
begin
Result := not EndOfFile;
if Result then // Если не достигнут конец файла
begin
Readln(FFile, S); // Чтение очередной строки из файла
N := ParseLine(S); // Разбор считанной строки
if N <> ItemCount then
SetLength(FItems, N); // Отсечение массива (если необходимо)
end;
end;
procedure TTextReader.PutItem(Index: Integer; const Item: string);
begin
if Index > High(FItems) then // Если индекс выходит за границы массива,
SetLength(FItems, Index + 1); // то увеличение размера массива
FItems[Index] := Item; // Установка соответствующего элемента
end;
procedure TTextReader.SetActive(const AActive: Boolean);
begin
if Active <> AActive then // Если состояние изменяется
begin
if AActive then
Reset(FFile) // Открытие файла
else
CloseFile(FFile); // Закрытие файла
FActive := AActive; // Сохранение состояния в поле
end;
end;
{ TDelimitedReader }
constructor TDelimitedReader.Create(const FileName: string;
const ADelimiter: Char = ';');
begin
inherited Create(FileName);
FDelimiter := ADelimiter;
end;
function TDelimitedReader.ParseLine(const Line: string): Integer;
var
S: string;
P: Integer;
begin
S := Line;
Result := 0;
repeat
P := Pos(Delimiter, S); // Поиск разделителя
if P = 0 then // Если разделитель не найден, то считается, что
P := Length(S) + 1; // разделитель находится за последним символом
PutItem(Result, Copy(S, 1, P - 1)); // Установка элемента
Delete(S, 1, P); // Удаление элемента из строки
Result := Result + 1; // Переход к следующему элементу
until S = ''; // Пока в строке есть символы
end;
{ TFixedReader }
constructor TFixedReader.Create(const FileName: string;
const AItemWidths: array of Integer);
var
I: Integer;
begin
inherited Create(FileName);
// Копирование AItemWidths в FItemWidths
SetLength(FItemWidths, Length(AItemWidths));
for I := 0 to High(AItemWidths) do
FItemWidths[I] := AItemWidths[I];
end;
function TFixedReader.ParseLine(const Line: string): Integer;
var
I, P: Integer;
begin
P := 1;
for I := 0 to High(FItemWidths) do
begin
PutItem(I, Copy(Line, P, FItemWidths[I])); // Установка элемента
P := P + FItemWidths[I]; // Переход к следующему элементу
end;
Result := Length(FItemWidths); // Количество элементов постоянно
end;
end.
Как можно заметить, в описании классов присутствуют новые ключевые слова private, protected и public. С их помощью регулируется видимость частей класса для других модулей и основной программы. Назначение каждого ключевого слова поясняется ниже.
Программист может разграничить доступ к атрибутам своих объектов для других программистов (и себя самого) с помощью специальных ключевых слов: private, protected, public, published (последнее не используется в модуле ReadersUnit).
Перечисленные секции могут чередоваться в объявлении класса в произвольном порядке, однако в пределах секции сначала следует описание полей, а потом методов и свойств. Если в определении класса нет ключевых слов private, protected, public и published, то для обычных классов всем полям, методам и свойствам приписывается атрибут видимости public, а для тех классов, которые порождены от классов библиотеки VCL, — атрибут видимости published.
Внутри модуля никакие ограничения на доступ к атрибутам классов, реализованных в этом же модуле, не действуют. Кстати, это отличается от соглашений, принятых в некоторых других языках программирования, в частности в языке C++.
В языке Delphi существуют процедурные типы данных для методов объектов. Внешне объявление процедурного типа для метода отличается от обычного словосочетанием of object, записанным после прототипа процедуры или функции:
type TReadLineEvent = procedure (Reader: TTextReader; const Line: string) of object;
Переменная такого типа называется указателем на метод (method pointer). Она занимает в памяти 8 байт и хранит одновременно ссылку на объект и адрес его метода.
type
TTextReader = class
private
FOnReadLine: TReadLineEvent;
...
public
property OnReadLine: TReadLineEvent read FOnReadLine write FOnReadLine;
end;
Методы объектов, объявленные по приведенному выше шаблону, становятся совместимы по типу со свойством OnReadLine.
type
TForm1 = class(TForm)
procedure HandleLine(Reader: TTextReader; const Line: string);
end;
var
Form1: TForm1;
Reader: TTextReader;
Если установить значение свойства OnReadLine:
Reader.OnReadLine := Form1.HandleLine;
и переписать метод NextLine,
function TTextReader.NextLine: Boolean;
var
S: string;
N: Integer;
begin
Result := not EndOfFile;
if Result then // Если строки для считывания еще есть, то
begin
Readln(FFile, S); // Считывание очередной строки
N := ParseLine(S); // Выделение элементов строки (разбор строки)
if N <> ItemCount then
SetLength(FItems, N);
if Assigned(FOnReadLine) then
FOnReadLine(Self, S); // уведомление о чтении очередной строки
end;
end;
то объект Form1 через метод HandleLine получит уведомление об очередной считанной строке. Обратите внимание, что вызов метода через указатель происходит лишь в том случае, если указатель не равен nil. Эта проверка выполняется с помощью стандартной функции Assigned, которая возвращает True, если ее аргумент является связанным указателем.
Описанный выше механизм называется делегированием, поскольку он позволяет передать часть работы другому объекту, например, сосредоточить в одном объекте обработку событий, возникающих в других объектах. Это избавляет программиста от необходимости порождать многочисленные классы-наследники и перекрывать в них виртуальные методы. Делегирование широко применяется в среде Delphi. Например, все компоненты делегируют обработку своих событий той форме, в которую они помещены.
Язык Delphi позволяет рассматривать классы объектов как своего рода объекты, которыми можно манипулировать в программе. Такая возможность рождает новое понятие — класс класса; его принято обозначать термином метакласс.
Для поддержки метаклассов введен специальный тип данных — ссылка на класс (class reference). Он описывается с помощью словосочетания class of, например:
type TTextReaderClass = class of TTextReader;
Переменная типа TTextReaderClass объявляется в программе обычным образом:
var ClassRef: TTextReaderClass;
Значениями переменной ClassRef могут быть класс TTextReader и все порожденные от него классы. Допустимы следующие операторы:
ClassRef := TTextReader; ClassRef := TDelimitedReader; ClassRef := TFixedReader;
По аналогии с тем, как для всех классов существует общий предок TObject, у ссылок на классы существует базовый тип TClass, определенный, как:
type TClass = class of TObject;
Переменная типа TClass может ссылаться на любой класс.
Практическая ценность ссылок на классы состоит в возможности создавать программные модули, работающие с любыми классами объектов, даже теми, которые еще не разработаны.
Физический смысл и взаимосвязь таких понятий, как переменная-объект, экземпляр объекта в памяти, переменная-класс и экземпляр класса в памяти поясняет рисунок 4.
Рисунок 4. Переменная-объект, экземпляр объекта в памяти, переменная-класс и экземпляр класса в памяти
Метаклассы привели к возникновению нового типа методов — методов класса. Метод класса оперирует не экземпляром объекта, а непосредственно классом. Он объявляется как обычный метод, но перед словом procedure или function записывается зарезервированное слово class, например:
type
TTextReader = class
...
class function GetClassName: string;
end;
Передаваемый в метод класса неявный параметр Self содержит не ссылку на объект, а ссылку на класс, поэтому в теле метода нельзя обращаться к полям, методам и свойствам объекта. Зато можно вызывать другие методы класса, например:
class function TTextReader.GetClassName: string; begin Result := ClassName; end;
Метод ClassName объявлен в классе TObject и возвращает имя класса, к которому применяется. Очевидно, что надуманный метод GetClassName просто дублирует эту функциональность для класса TTextReader и всех его наследников.
Методы класса применимы и к классам, и к объектам. В обоих случаях в параметре Self передается ссылка на класс объекта. Пример:
var
Reader: TTextReader;
S: string;
begin
// Вызов метода с помощью ссылки на класс
S := TTextReader.GetClassName; // S получит значение 'TTextReader'
// Создание объекта класса TDelimitedReader
Reader := TDelimitedReader.Create('MyData.del');
// Вызов метода с помощью ссылки на объект
S := Reader.GetClassName; // S получит значение 'TDelimitedReader'
end.
Методы классов могут быть виртуальными. Например, в классе TObject определен виртуальный метод класса NewInstance. Он служит для распределения памяти под объект и автоматически вызывается конструктором. Его можно перекрыть в своем классе, чтобы обеспечить нестандартный способ выделения памяти для экземпляров. Метод NewInstance должен перекрываться вместе с другим методом FreeInstance, который автоматически вызывается из деструктора и служит для освобождения памяти. Добавим, что размер памяти, требуемый для экземпляра, можно узнать вызовом предопределенного метода класса InstanceSize.
Особая прелесть ссылок на классы проявляется в сочетании с виртуальными конструкторами. Виртуальный конструктор объявляется с ключевым словом virtual. Вызов виртуального конструктора происходит по фактическому значению ссылки на класс, а не по ее формальному типу. Это позволяет создавать объекты, классы которых неизвестны на этапе компиляции. Механизм виртуальных конструкторов применяется в среде Delphi при восстановлении компонентов формы из файла. Восстановление компонента происходит следующим образом. Из файла считывается имя класса. По этому имени отыскивается ссылка на класс (метакласс). У метакласса вызывается виртуальный конструктор, который создает объект нужного класса.
var P: TComponent; T: TComponentClass; // TComponentClass = class of TComponent; ... T := FindClass(ReadStr); P := T.Create(nil); ...
На этом закончим изучение теории объектно-ориентированного программирования и в качестве практики рассмотрим несколько широко используемых инструментальных классов среды Delphi. Разберитесь с их назначением и работой. Это поможет глубже понять ООП и пригодится на будущее.
Как показывает практика, в большинстве задач приходится использовать однотипные структуры данных: списки, массивы, множества и т.д. От задачи к задаче изменяются только их элементы, а методы работы сохраняются. Например, для любого списка нужны процедуры вставки и удаления элементов. В связи с этим возникает естественное желание решить задачу "в общем виде", т.е. создать универсальные средства для управления основными структурами данных. Эта идея не нова. Она давно пришла в голову разработчикам инструментальных пакетов, которые быстро наплодили множество вспомогательных библиотек. Эти библиотеки содержали классы объектов для работы со списками, коллекциями (динамические массивы с переменным количеством элементов), словарями (коллекции, индексированные строками) и другими "абстрактными" структурами. Для среды Delphi тоже разработаны аналогичные классы объектов. Их большая часть сосредоточена в модуле Classes. Наиболее нужными для вас являются списки строк (TStrings, TStringList) и потоки (TSream, THandleSream, TFileStream, TMemoryStream и TBlobStream). Рассмотрим кратко их назначение и применение.
Для работы со списками строк служат классы TStrings и TStringList. Они используются в библиотеке VCL повсеместно и имеют гораздо большую универсальность, чем та, что можно почерпнуть из их названия. Классы TStrings и TStringList служат для представления не просто списка строк, а списка элементов, каждый из которых представляет собой пару строка-объект. Если со строками не ассоциированы объекты, получается обычный список строк.
Класс TStrings используется визуальными компонентами и является абстрактным. Он не имеет собственных средств хранения строк и определяет лишь интерфейс для работы с элементами. Класс TStringList является наследником TStrings и служит для организации списков строк, которые используются отдельно от управляющих элементов. Объекты TStringList хранят строки и объекты в динамической памяти.
Свойства класса TStrings описаны ниже.
Наследники класса TStrings иногда используются для хранения строк вида Имя=Значение, в частности, строк INI-файлов (см. гл. 6). Для удобной работы с такими строками в классе TStrings дополнительно имеются следующие свойства.
Управление элементами списка осуществляется с помощью следующих методов:
Класс TStringList добавляет к TStrings несколько дополнительных свойств и методов, а также два свойства-события для уведомления об изменениях в списке. Они описаны ниже.
Свойства:
Методы:
События:
Ниже приводится фрагмент программы, демонстрирующий создание списка строк и манипулирование его элементами:
var
Items: TStrings;
I: Integer;
begin
// Создание списка
Items := TStringList.Create;
Items.Add('Туризм');
Items.Add('Наука');
Items.Insert(1, 'Бизнес');
...
// Работа со списком
for I := 0 to Items.Count - 1 do
Items[I] := UpperCase(Items[I]);
...
// Удаление списка
Items.Free;
end;
В среде Delphi существует иерархия классов для хранения и последовательного ввода-вывода данных. Классы этой иерархии называются потоками. Потоки лучше всего представлять как файлы. Классы потоков обеспечивают различное физическое представление данных: файл на диске, раздел оперативной памяти, поле в таблице базы данных (таблица 1).
Таблица 1. Классы потоков
Класс | Описание |
| TStream | Абстрактный поток, от которого наследуются все остальные. Свойства и методы класса TStream образуют базовый интерфейс потоковых объектов. |
| THandleStream | Поток, который хранит свои данные в файле. Для чтения-записи файла используется дескриптор (handle), поэтому поток называется дескрипторным. Дескриптор — это номер открытого файла в операционной системе. Его возвращают низкоуровневые функции создания и открытия файла. |
| TFileStream | Поток, который хранит свои данные в файле. Отличается от ThandleStream тем, что сам открывает (создает) файл по имени, переданному в конструктор. |
| TMemoryStream | Поток, который хранит свои данные в оперативной памяти. Моделирует работу с файлом. Используется для хранения промежуточных результатов, когда файловый поток не подходит из-за низкой скорости передачи данных. |
| TResourceStream | Поток, обеспечивающий доступ к ресурсам в Windows-приложении. |
| TBlobStream | Обеспечивает последовательный доступ к большим полям таблиц в базах данных. |
Потоки широко применяются в библиотеке VCL и наверняка вам понадобятся. Поэтому ниже кратко перечислены их основные общие свойства и методы.
Общие свойства:
Общие методы:
Ниже приводится фрагмент программы, демонстрирующий создание файлового потока и запись в него строки:
var
Stream: TStream;
S: AnsiString;
StrLen: Integer;
begin
// Создание файлового потока
Stream := TFileStream.Create('Sample.Dat', fmCreate);
...
// Запись в поток некоторой строки
StrLen := Length(S) * SizeOf(Char);
Stream.Write(StrLen, SizeOf(Integer)); // запись длины строки
Stream.Write(S, StrLen); // запись символов строки
...
// Закрытие потока
Stream.Free;
end;
Теперь для вас нет секретов в мире ООП. Вы на достаточно серьезном уровне познакомились с объектами и их свойствами; узнали, как объекты создаются, используются и уничтожаются. Если не все удалось запомнить сразу — не беда. Возвращайтесь к материалам главы по мере решения стоящих перед вами задач, и работа с объектами станет простой, естественной и даже приятной. Когда вы достигните понимания того, как работает один объект, то автоматически поймете, как работают все остальные. Теперь мы рассмотрим то, с чем вы встретитесь очень скоро — ошибки программирования.
За дополнительной информацией обращайтесь в компанию Interface Ltd.
| INTERFACE Ltd. |
| ||||
