Основы объектно-ориентированного программирования

Массивы

В заключение этой дискуссии полезно рассмотреть пример контейнерного класса ARRAY, представляющего одномерный массив.

Массивы как объекты

Понятие массив обычно является частью определения языка программирования. В объектной технологии нет необходимости нагружать нотацию специальными заранее определенными конструкциями: массив - контейнерный объект, экземпляр класса, который можно назвать ARRAY.

ARRAY хороший пример родового класса. Рассмотрим первый набросок этого класса:^10.3)

indexing
description: 'Последовательность значений одного типа или согласуемых типов, %
%доступных через целые индексы в заданном диапазоне'
class ARRAY [G] creation
make
feature
make (minindex, maxindex: INTEGER) is
-- Размещение массива с границами minindex и maxindex
-- (пустой, если minindex > maxindex)
do ... end
lower, upper, count: INTEGER
-- Минимальный и максимальный допустимый индекс; размер массива.
put (v: G; i: INTEGER) is
-- Присвоить v элементу массива с индексом i
do ... end
infix '@', item (i: INTEGER): G is
-- Элемент с индексом i
do ... end
end -- класса ARRAY

Для создания массива a с границами m и n, тип объявления которого ARRAY [T] с заданным типом T, нужно выполнить инструкцию создания

create a.make (m, n)

Для задания значений элементов массива используется процедура put: вызов a.put(x, i) присваивает значение x i-ому элементу. Для доступа к элементам можно использовать функцию item (синоним инфиксной операции @, поясняемой позже), например:

x := a.item (i)
Вот схема того, как этот класс может быть использован клиентом:
pa: ARRAY [POINT]; p1: POINT; i, j: INTEGER
...
create pa.make (-32, 101) -- Разместить массив с указанными границами.
pa.put (p1, i) -- Присвоить значение p1 элементу с индексом i.
...
p1 := pa.item (j) -- Присвоить сущности p1 значение элемента с индексом j.

В обычной нотации (скажем, в Pascal) нужно писать:

pa [i] := p1 вместо pa.put (p1, i)

p1 := pa [i] вместо p1 := pa.item (i)

Свойства массива

Некоторые замечания о классе.

[x]. Подобные классы существуют для массивов большей размерности: ARRAY2 и т. д.

[x]. Компонент Count может быть реализован и как атрибут и как функция, поскольку count = upper - lower+1. В реальном классе это выражается инвариантом, как объясняется в следующей лекции.

[x]. Техника утверждений позволяет связывать точные условия согласования с put и item, отражая тот факт, что вызовы допустимы, только если индекс i лежит между lower и upper.

[x]. Идея описания массивов как объектов (и ARRAY как класс) - хороший пример мощности унификации и упрощения объектной технологии, позволяющей сократить нотацию до минимума и уменьшить количество узкоспециализированных конструкций. Здесь массив рассматривается как обычный пример контейнерной структуры с собственными методами доступа, представленными компонентами put и item.

[x]. Так как ARRAY - обычный класс, он может участвовать во всем, что в предыдущих лекциях называлось ОО-играми; в частности, другие классы могут быть его наследниками. Класс ARRAYED_LIST, описывающий реализацию абстрактного понятия - списка массивов может быть наследником классов LIST и ARRAY. Подобные конструкции будут рассматриваться далее.

Как только мы изучим механизм утверждений, этот унифицированный подход даст возможность развития нашего класса. Предусловия позволят управлять проверкой корректного задания индексов, что обычно требует узко специализированных механизмов.