Виртуальные методы. Полиморфизм.

Полиморфизм — один из важнейших механизмов ООП. Полиморфизм реализуется с помощью наследования классов и виртуальных методов.

Полиморфизм состоит в том, что с помощью одного и того же обращения к методу выполняются различные действия в зависимости от типа, на который ссылается указатель в каждый момент времени.

Рассмотрим пример иерархии классов, где каждый класс имеет метод с одним именем.

class Base

{

public:

void show()

{ cout<<"Родитель\n";

}

};

class derv1:public base

{public:

void show()

{ cout<<"Сын первый\n";

}

};

class derv2:public base

{public:

void show()

{ cout<<"Сын второй\n";

}

};

int main(int argc, char *argv[])

{

derv1 s1; derv2 s2;

Base *ptr;

ptr=&s1;

ptr->show();

ptr=&s2;

ptr->show();

…

Итак, классы derv1 и derv2 являются наследниками класса Base. В каждом из трех классов имеется метод show(). В main() созданы объекты порожденных классов s1 и s2 и указатель на класс Base. Затем адрес объекта порожденного класса мы заносим в указатель базового класса: ptr=&s1;

Какая же функция будет выполняться в следующей строке:

ptr->show(); Base::show() или derv1::show()?

В этом случае компилятор выбирает метод удовлетворяющий типу указателя (Base::show()).

Этот процесс называется ранним связыванием.

В C++ реализован механизм позднего связывания, когда разрешение ссылок на метод происходит на этапе выполнения программы в зависимости от конкретного типа объекта, вызвавшего метод. Этот механизм реализован с помощью виртуальных методов [2].

Для определения виртуального метода используется спецификаторvirtual, например:

class base

{

public:

virtual void show()

{ cout<<"base\n";

}

};

Этот процесс называется поздним связыванием.

Если в базовом классе метод определен как виртуальный, метод, определенный в производном классе с тем же именем и набором параметров, автоматическистановится виртуальным, а с отличающимся набором параметров — обычным.

Для каждого класса (не объекта!), содержащего хотя бы один виртуальный метод,

компилятор создает таблицу виртуальных методов (vtbl), в которой для каждого виртуального метода записан его адрес в памяти.

Рекомендуется делать виртуальными деструкторы для того, чтобы гарантировать правильное освобождение памяти из-под динамического объекта, поскольку в этом случае в любой момент времени будет выбран деструктор, соответствующий фактическому типу объекта.

Деструктор передает операции delete размер объекта.

 

Контейнерные классы

Контейнерные классы — это классы, предназначенные для хранения данных, организованных определенным образом.

Контейнеры – это объекты, содержащие другие однотипные объекты.

Для каждого типа контейнера определены методы для работы с его элементами, не зависящие от конкретного типа данных, которые хранятся в контейнере, поэтому один и тот же вид контейнера можно использовать для хранения данных различных типов. Эта возможность реализована с помощью шаблонов классов.

Использование контейнеров позволяет значительно повысить надежность программ, их переносимость и универсальность, а также уменьшить сроки их разработки.

Развитие объектно-ориентированного программирования привело к созданию широкого набора библиотек.

Библиотека STL/CLR представляет собой упакованную библиотеку стандартных шаблонов (STL), входящую в состав стандартной библиотеки C++.

Библиотека ATL расшифровывается как Active Template Library. Это библиотека классов и шаблонов, предназначенная для разработки собственных компонетов. Одно из применений этой библиотеки - это создание собственных элементов ActiveX. Например, с помощью библиотеки ATL вы можете создать собственную особую кнопку (скажем, круглую) и затем использовать ее в программах.

Библиотека MFC (Microsoft Foundation Classes) предназначена в основном для создания приложений с пользовательским интерфейсом (окна, диалоги и т. п.).

Библиотека MFC инкапсулирует многие функции API (Application Programming Interfase), с помощью которых реализуются все необходимые системные действия, такие как выделение памяти, вывод на экран, создание окон и т.п. Библиотека MFC разрабатывалась для упрощения задач, стоящих перед программистом.