Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание

  int d;
 };

Теперь мы должны выбрать дату, заданную по умолчанию. Для этого вполне подходит первый день XXI столетия.

 Date::Date
  :y(2001), m(Date::jan), d(1)
 {
 }

Если не хотите встраивать значение, заданное по умолчанию, в код конструктора, то можете использовать константу (или переменную). Для того чтобы избежать использования глобальных переменных и связанных с ними проблем инициализации, можно использовать прием, описанный в разделе 8.6.2.

 const Date& default_date
 {
  static Date dd(2001,Date::jan,1);
  return dd;
 }

Здесь использовано ключевое слово static, чтобы переменная dd создавалась только один раз, а не каждый раз при очередном вызове функции default_date. Инициализация этой переменной происходит при первом вызове функции default_date. С помощью функции default_date легко определить конструктор, заданный по умолчанию, для класса Date.

 Date::Date
  :y(default_date.year),
  m(default_date.month),
  d(default_date.day)
 }

Обратите внимание на то, что конструктор по умолчанию не обязан проверять значение, заданное по умолчанию; конструктор, создавший объект, вызвавший функцию default_date, уже сделал это. Имея конструктор для класса Date по умолчанию, мы можем создать векторы объектов класса Date.

 vector<Date> birthdays(10);

Без конструктора по умолчанию мы были бы вынуждены сделать это явно.

 vector<Date> birthdays(10,default_date);

9.7.4. Константные функции-члены

Некоторые переменные должны изменяться, потому они так и называются, а некоторые — нет; иначе говоря, существуют переменные, которые не изменяются. Обычно их называют константами, и для них используется ключевое слово const. Рассмотрим пример.

 void some_function(Date& d, const Date& start_of_term)
 {
  int a = d.day; // OK
  int b = start_of_term.day; // должно бы правильно (почему ?)
  d.add_day(3); // отлично
  start_of_term.add_day(3); // ошибка
 }

Здесь подразумевается, что переменная d будет изменяться, а переменная start_of_term — нет; другими словами, функция some_function не может изменить переменную start_of_term. Откуда компилятору это известно? Дело в том, что мы сообщили ему об этом, объявив переменную start_of_term константой (const). Однако почему же с помощью функции day можно прочитать переменную day из объекта start_of_term? В соответствии с предыдущим определением класса Date функция start_of_term.day считается ошибкой, поскольку компилятор не знает, что функция day не изменяет свой объект класса Date. Об этом в программе нигде не сказано, поэтому компилятор предполагает, что функция day может модифицировать свой объект класса Date, и выдаст сообщение об ошибке.

Решить эту проблему можно, разделив операции над классом, на модифицирующие и немодифицирующие. Это не только помогает понять суть класса, но и имеет очень важное практическое значение: операции, которые не модифицируют объект, можно применять к константным объектам. Рассмотрим пример.

 class Date {
 public:
  // ...
  int day const; // константный член: не может изменять
  // объект
  Month month const; // константный член: не может изменять
  // объект
  int year const; // константный член: не может изменять
  // объект
  void add_day(int n); // неконстантный член: может изменять
  // объект
  void add_month(int n); // неконстантный член: может изменять
  // объект
  void add_year(int n); // неконстантный член: может изменять
  // объект
 private:
  int y; // год
  Month m;
  int d; // день месяца
 };

 Date d(2000, Date::jan, 20);
 const Date cd(2001, Date::feb, 21);
 cout << d.day << " — " << cd.day << endl; // OK
 d.add_day(1); // OK
 cd.add_day(1); // ошибка: cd — константа

Ключевое слово const в объявлении функции-члена стоит сразу после списка аргументов, чтобы обозначить, что эту функцию-член можно вызывать для константных объектов. Как только мы объявили функцию-член константной, компилятор берет с нас обещание не модифицировать объект. Рассмотрим пример.

 int Date::day const
 {
  ++d; // ошибка: попытка изменить объект в константной
  // функции - члене
  return d;
 }

Естественно, как правило, мы не собираемся мошенничать. В основном компилятор обеспечивает защиту от несчастных случаев, что очень полезно при разработке сложных программ.

9.7.5. Члены и вспомогательные функции

Разрабатывая минимальный (хотя и полный) интерфейс, мы вынуждены оставлять за бортом много полезных операций. Функцию, которая могла бы быть просто, элегантно и эффективно реализована как самостоятельная функция (т.е. не функция-член), следует реализовать за пределами класса. Таким образом, функция не сможет повредить данные, хранящиеся в объекте класса. Предотвращение доступа к данным является важным фактором, поскольку обычные методы поиска ошибок “вращаются вокруг типичных подозрительных мест”; иначе говоря, если с классом что-то не так, мы в первую очередь проверяем функции, имеющие прямой доступ к его представлению: одна из них обязательно является причиной ошибки. Если таких функций десяток, нам будет намного проще работать, чем если их будет пятьдесят.

Пятьдесят функций для класса Date! Возможно, вы думаете, что мы шутим. Вовсе нет: несколько лет назад я делал обзор нескольких коммерческих библиотек для работы с календарем и обнаружил в них множество функций вроде next_Sunday, next_workday и т.д. Пятьдесят — это совсем не невероятное число для класса, разработанного для удобства пользователей, а не для удобства его проектирования, реализации и сопровождения.

Отметим также, что если представление изменяется, то переписать достаточно только функции, которые имеют к ней прямой доступ. Это вторая важная практическая причина для минимизации интерфейса. Разрабатывая класс Date, мы могли решить, что дату лучше представлять в виде целого числа дней, прошедших с 1 января 1900 года, а не в виде тройки (год, месяц, день). В этом случае нам придется изменить только функции-члены.