Статические и виртуальные методы. Полиморфизм Статические методы
Статические методы жестко связанны со своим объектом. На стадии трансляции они связываются с объектами (это называется ранним связыванием), и в ходе выполнения программы связь пересмотреть невозможно. Проиллюстрируем сказанное на примере:
Program Static;
Uses Crt;
Type
Location = Object {описываем объект Location}
X,Y:Byte; {переменные объекта X,Y}
Procedure Init; {методы объекта Init,Position}
Procedure Position(NewX,NewY:Byte); end;
{тексты методов объекта Location}
Procedure Location.Init;
Begin
X:=1;
Y:=1;
End;
Procedure Location.Position(NewX,NewY:Byte);
Begin
X:=NewX;
Y:=NewY;
End;
Type Ch = Object(Location) {объект Ch,базируется на объекте Location}
C:Char; {переменные объекта Ch: X,Y,C}
Procedure Init;
Procedure Show;
Procedure SetC(NewC:Char);
Procedure MoveTo(NewX,NewY:Byte);
End;
{Тексты методов объекта Ch}
procedure Ch.Init;
begin
Location.Init; C:=’A’;
End;
Procedure Ch.Show;
Begin
Write(C);
End;
Procedure Ch.SteC(NewC:Char);
Begin
C:=NewC;
End;
Procedure Ch.MoveTo(NewX,NewY:Byte);
Begin
X:=NewX;
Y:=NewY;
GotoXY(X,Y);
Show;
End;
Type St = Object (Ch) {объект St, базируется на объекте Ch}
S:string; {переменные объекта St:X,Y,C,S}
Procedure Init; Procedure Show;
Procedure SetS(NewS:String);
End;
{тексты методов объекта St}
procedure St.Init;
begin
Ch.Init; S:=’’;
End;
Procedure St.Show;
Begin
Write(S);
End;
Procedure St.SetS(NewS:String);
Begin
S:=NewS;
End;
{исполняемая часть программы}
var
S:St; {введем переменную S типа объект St}
Begin
ClrScr;
With S Do begin
Init; {1}
Sets(‘THIS IS A STRING’); {2}
MoveTo(10,10); {3}
End;
End.
Рассмотрим выполнение этой программы.
1) Строка {1}: Init выполняется St.Init
S:=’’;
Вызов Ch.Init C:=’A’; Вызов Location.Init
X:=1;
Y:=1;
2) Строка {2}: Sets(‘This is a string’); выполняется St.Sets
S:=’This is a string’;
3) Строка {3}: MoveTo(10,10);
В St нет метода MoveTo, поэтому бкдет выплнятся обращение к Cy.MoveTo (к методу объекта-предшественника).
3.1) X:=10;
Y:=10;
GotoXY(10,10);
3.2) вызов Show. Имеется два метода Show:Ch и St.Show.
Так как вызов Show выполняется из Ch.MoveTo, то будет вызван Ch.Show и на экране появится символ А. Связь между методами показана на рис. 2.1.
Location
Ch: Ch.MoveTo Ch.Show
St: St.Sets St.Show
Рис. 2.1. Путь вызова статических методов
Аналогичное можно видеть в программе, приведенной в п. 2. Объекты Point и Circle содержат методы Show, но они разные: высвечивание точки и круга. Метод Circle.MoveTo вызывает Show, подразумевается Circle.Show. Соответсвенно Point.MoveTo вызывает Point.Show.
Виртуальные методы. Полиморфизм
Виртуальные методы связывают с экземплярами объектов лишь во время выполнения программы (позднее связывание). Поэтому с их помощью можно организовать связи, представленные на рис. 2.2.
L ocation
C
h:
Ch.MoveTo Ch.Show
St: St.Sets St.Show
Рис. 2.2. Путь вызова виртуальных методов
Для придания методу атрибута виртуальности в его описании добавляется слово virtual. Если метод в объекте-предшественнике имеет атрибут virtual, то все методы с тем же именем во всех объектах наследниках тоже должны иметь атрибут virtual. Проиллюстрируем применение виртуальных методов на примерах. Программа, приведенная в п.2, принимает следующий вид. Благодаря использованию виртуальных методов Show и Hide нет необходимости в двух разновидностях метода MoveTo (для Circle и Point). Достаточно один метод MoveTo, вызов из него метода Show(Hide) означает вызов Point.Show или Circle.Show в зависмости от того, из какого объекта (Point или Circle) был вызван MoveTo.
Type Location = Object
X,Y:integer;
Procedure Init(InitX,InitY:integer);
Function GetX:integer;
Function GetY:integer;
End;
Point = Object(Location)
Visible:Boolean;
Constructor Init(InitX,InitY:integer): {конструктор}
Procedure Show; Virtual; {виртуальный метод}
Procedure Hide; Virtual; {виртуальный метод}
Function IsVisible:Boolean;
Procedure MoveTo(NewX,NewY:integer); Virtual;
End;
Circle = Object(Point)
Radius:integer;
Constructor Init(InitX,InitY:integer:Radius:integer);
Procedure Show; Virtual;
Procedure Hide; Virtual;
Procedure Expand(ExpandBy:integer);Virtual;
Procedure Contract(ContractBy:integer);Virtual;
End;
Тексты методов приведены выше; они не меняются, лишним становится MoveTo в объекте Circle. Приведем пример исполняемой части программы с использованием объявленных выше объектов и виртуальными методами.
Var
Gd,Gm:integer;
P1:Point;
C1:Circle;
Begin
Gd:=Detect;
Graph.InitGraph(Gd,Gm,’’);
If GraphResult <> grOK then Halt(1);
{---------------------------------------------}
P1.Init(50,60); {инициализировать точку}
P1.Show; {показать точку}
ReadLn; {для останова программы}
P1.MoveTo(100,100); {передвигать точку на новое место}
ReadLn;
C1.Init(50,60,30); {инициализировать окружность}
С1.Show; {показать окружность}
ReadLn;
P1.Hide; {погасить точку – центр окружности}
ReadLn;
With C1 Do begin
MoveTo(90,110); {передвигать окружность на новое место радиус прежний}
Expand(60); {изменить радиус окружности}
End;
ReadLn;
End.
Нетрудно видеть, что метод MoveTo( , ) передвигает на новое место то точку, то окружность. Это достигается вызовом из метода MoveTo разных методов Show и Hide.
Пример из п. 1. Принимает следующий вид:
Program Virt;
Uses Crt;
Type
Location = Object
X,Y:Byte;
Procedure Init;
Procedure Position(NewX,NewY:Byte);
End;
Procedure Location.Init;
Begin
X:=1;
Y:=1;
End;
Procedure Location.Position(NewX,NewY:Byte);
Begin
X:=NewX;
Y:=NewY;
End;
Type Ch = Object(Location)
C:Char;
Constructor Init; {конструктор}
Procedure Show;Virtual; {виртуальный метод}
Procedure SetC(NewC:Char);
Procedure MoveTo(NewX,NewY:Byte);
End;
Constructor Ch.Init;
begin
Location.Init;
C:=’A’;
End;
Procedure Ch.Show;
Begin
Write(C);
End;
Procedure Ch.SteC(NewC:Char);
Begin
C:=NewC;
End;
Procedure Ch.MoveTo(NewX,NewY:Byte);
Begin
X:=NewX;
Y:=NewY;
GotoXY(X,Y);
Show;
End;
Type St = Object (Ch)
S:string;
Constructor Init; {конструктор}
Procedure Show;Virtual; {виртуальный метод}
Procedure SetS(NewS:String);
End;
Constructor St.Init;
begin
Ch.Init;
S:=’’;
End;
Procedure St.Show;
Begin
Write(S);
End;
Procedure St.SetS(NewS:String);
Begin
S:=NewS;
End;
var
S:St; C:Ch;
Begin
ClrScr;
C.Init;
With S Do
begin
Init; {A}
Sets(‘THIS IS A STRING’); {B}
MoveTo(10,10); {C}
End;
End.
Рассмотрим подробнее выполнение этой программы.
1) C.Init означает запуск Ch.Init.
C:=’A’;
вызов Location.Init;
X:=1; Y:=1;
2) S.Init (строка {A}) означает запуск St.Init.
2.1) запуск конструктора;
2.2) S:=’’;
2.3) Вызов Ch.Init;
C:=’A’;
Вызов Location.Init;
X:=1;Y:=1;
3) S.Sets означает запуск St.Sets. S:=’This is a string’;
4) MoveTo нет в St, поэтому запускается Ch.MoveTo.
X:=10;
Y:=10;
GotoXY(10,10);
Вызов Show
Благодаря виртуальности вызывается St.Show и Write(S).
При использовании виртуальных методов объект должен содержать особую процедуру, именуемую конструктором (constructor). По правилам оформления конструктор не отличается от процедур. Конструктор должен быть вызван первым среди методов объекта, поэтому в его состав желательно включить операторы инициализации экземпляра объекта. Использование виртуальных методов позволяет реализовать полиморфизм, т.е. правила реализации одних и тех же действий меняются автоматически. Например, вызовы Show-Hide в приведенных в этом пункте примерах.