Параллельное и распределенное программирование на С++

Спецификаторы доступа

Символы видимости

public

(+) Об

щ

ий доступ

protected

(#) Доступ имеет сам к

л

асс и его потомки

private

(-) Доступ имеет то

л

ько сам к

л

асс

Организация атрибутов и операций

От того, как будут организованы атрибуты и операции в соответствующих отделениях диаграммы класса, зависит степень успешности использования этого класса. Атрибуты и операции можно упорядочить по алфавиту, уровню доступа или категориям. Как оказалось, алфавитный порядок вряд ли поможет узнать, как могут называться те или иные атрибуты или операции (если документация находится в руках пользователя системы), или какие из них еще не определены (если документация используется в процессе разработки). Упорядочение по уровню доступа зарекомендовало себя гораздо лучше. В этом случае пользователь четко видит, какие атрибуты и операции являются, например, общедоступными (public) или закрытыми (private). Знание перечня защищенных (protected) членов поможет расширить возможности класса или специализировать ero, используя механизм наследования. Такое упорядочение просто реализовать с помощью символов видимости (+, - и #) или C++-спецификаторов доступа (public, private и protected,).

Существует несколько способов разбиения атрибутов и операций по кате г ориям. Минимальный стандартный интерфейс определяет категории для операций, которые в свою очередь определяют атрибуты, поддерживающие эти операции. Составители минимального стандартного интерфейса руководствовались тем, что все классы должны определять такие операции и функции, которые делают его полезным. Вот список этих операций:

• конструктор по умолчанию;

• деструктор;

• конструктор копии;

• операции присваивания;

• операции сопоставления на равенство;

• операции ввода-вывода;

• операции хеширования;

• операции запросов.

Этот список можно использовать в качестве основного перечня категорий для классификации операций, определяемых в классе. В этот перечень можно внести категории, которые позволяют указать дополнительные характеристики для атрибутов и операций.

Атрибуты:

• static

• const

Операции:

• virtual

• pure virtual

• friend

При выборе категорий следует исходить из того, какал из них лучше всего описывает услуги, предоставляемые классом. Имя категории справа и слева заключается вдвойные угловые скобки («. . .»). На рис. 10.3 показано два возможных способа организации атрибутов и операций для класса student_schedule, использующих: символы видимости и спецификаторы доступа (рис. 10.3, а) и категории минимально-гостандартного интерфейса (рис. 10.3, б).

Рис. 10.3. Два способа организации атрибутов и операций в диаграмме класса

Шаблонные классы

Шаблонный класс представляет собой механизм, который позволяет в качестве параметра в определении класса использовать тип. Шаблон определяет действия, которые выполняются над переданным ему типом. В С++ параметризованный класс создается с помощью ключевого слова template.

template <class Type > classname { . . . } ;

Параметр Туре представляет любой тип, передаваемый шаблону. Это может быть встроенный С++-тип или определенный пользователем класс. При объявлении параметра Туре шаблон связывается с эле м енто м, переданным ему в качестве параметризованного типа. Например, класс student_schedule включает контейнер map, который содержит векторы объектов типа course для каждого дня недели. Как класс map, так и класс vector являются шаблонными, map <string,vector<course> > StudentSchedule;

Контейнер map использует для ключа тип string, а для значения — тип vector. Контейнер vector содержит объекты определенно г о пользователе м типа course. Контейнер map может отобразить соответствие между значениями двух любых типов данных, а контейнер vector содержать значения любого типа данных.

map <int, vector <string> > Соответствие м ежду число м и векторо м строк

map <int, string> > Соответствие м ежлучисло м истрокой

vector <student_schedule> Вектор объектов класса student_schedule

vector <map <int,string> > Вектор отображений, которые устанавливают соответствие между числом и строкой

Шаблонные классы также представляются как прямоугольники. Параметризованный тип представляется как прямоугольник (меньшего размера), начертанный штриховой линией и расположенный в правом верхнем углу прямоугольника класса. Шаблонный класс может быть связанным или несвязанным. При представлении несвязанного шаблонного класса в штриховом прямоугольнике отображается прописнал буква T, означающал несвязанный параметризованный тип. Для представления связанного шаблонного класса существует два способа. Один из них состоит в использовании символа класса, содержащего синтаксис С++ для объявления и связывания шаблонного класса, напри м ер: vector <string>

Этот вариант называется неявным связыванием. В дру г о м способе используется стереотип зависи м ости bind (связать). Этот стереотип задает источник, который реализует шаблонный класс посредство м использования реально г о пара м етризованно г о ти па. Этот вариант называется явным связыванием. Шаблонный объект является реализацией шаблонно г о класса. Он обладает отношение м зависи м ости с шаблонным классом. С помощью стереотипа связать указывается и м я параметра-типа. В штриховом прямоугольнике отображаются соответствующие типы данных. Шаблонный объект можно также рассматривать как детализацию шаблонно г о класса. Детализаци я — это общий термин, означающий более высокий уровень представления информации о том, что уже существует. Стереотипный индикатор «связать» детализирует шаблонный класс посредством реализации параметризованного типа. Способы представления шаблонного класса для контейнера map представлены на рис. 10.4.

Рис. 10.4. Способы представления связанного и несвязанного шаблонного класса

Отношения между классами и объектами

Язык UML определяет три типа отношений между классами:

• зависимости;

• обобщения;

• ассоциации.

Зависимость определяет отношение между дву м я класса м и. Если один класс зависит от другого, это означает, что из м енение, внесенное в независимый класс, может повлиять на зависимый от него класс. Обобщение— это отношение между некоторой общей конструкцией и бо л ее конкретны м типо м этой конструкции. Под об щ ей конструкцией подразумевается родительский класс (или суперкласс), а под более конкретны м ее типо м— сыновний класс (или подкласс). Пото м ок наслелует свойства, атрибуты и операции родителя и м ожет при это м определять собственные атрибуты и операции. Сыновний класс выводится из родительского, и его м ожно использовать в качестве заменителя родительского класса. Класс, не и м ею щ ий родителей (предков), называется корневым, или базовым классом. Ассоциация — это структурное отношение, которое означает, что объекты одного типа связаны с объекта м и другого типа. Ассоциации между объектами двунаправлены. Например, если объект 1 связан с объектом 2, то объект 2 связан с объектом 1 Ассоциация между двумя элементами (например, класса м и) называется бинарной связью, а между nэ л е м ента м и — n-арной.