Основы объектно-ориентированного программирования
Задание семантики отложенных компонентов и классов
Хотя у отложенного компонента нет реализации, а у отложенного класса либо нет реализации, либо он реализован частично, часто требуется задать их абстрактные семантические свойства. Для этой цели можно использовать утверждения.
Как и другие классы, отложенный класс может иметь инвариант, а у отложенного компонента может быть предусловие, постусловие или оба эти утверждения.
Рассмотрим пример линейных списков, описанных независимо от конкретной реализации. Как и для многих других структур такого рода, удобно связать с каждым списком курсор, указывающий на текущий активный элемент.
Рис. 14.9. Список с курсором
Этот класс является отложенным:
indexing description: "Линейные списки" deferred class LIST [G] feature -- Access count: INTEGER is -- Число элементов deferred end index: INTEGER is -- Положение курсора deferred end item: G is -- Элемент в позиции курсора deferred end feature - Отчет о статусе after: BOOLEAN is -- Курсор за последним элементом? deferred end before: BOOLEAN is -- Курсор перед первым элементом? deferred end feature - Сдвиг курсора forth is -- Передвинуть курсор на одну позицию вперед. require not after deferred ensure index = old index + 1 end ... Другие компоненты ... invariant non_negative_count: count >= 0 offleft_by_at_most_one: index >= 0 offright_by_at_most_one: index <= count + 1 after_definition: after = (index = count + 1) before_definition: before = (index = 0) end
Здесь инвариант выражает соотношения между разными запросами. Первые два предложения утверждают, что курсор может выйти за границы множества элементов не более чем на одну позицию слева или справа.
Рис. 14.10. Позиции курсора
| Два последних предложения инварианта можно также представить в виде постусловий: ensure Result = (index = count + 1) для after и ensure Result = (index = 0) для before. Такой выбор всегда возникает при выражении свойств, включающих только запросы без аргументов. Я предпочитаю использовать предложения инварианта, рассматривая такие свойства как глобальные свойства класса, а не прикреплять их к конкретному компоненту. |
Утверждения о forth точно выражают то, что должна делать эта процедура: передвигать курсор на одну позицию. Поскольку курсор должен оставаться в пределах списка элементов плюс две позиции "меток" слева и справа, то применение forth требует выполнения условия not after, а результатом будет, как сказано в постусловии, увеличение index на один.
Вот другой пример - наш старый друг стек. Нашей библиотеке потребуется общий класс STACK [G], который будет отложенным, так как он должен покрывать всевозможные реализации. Его собственные потомки, такие как FIXED_STACK и LINKED_STACK, будут описывать конкретные реализации. Одной из отложенных процедур класса STACK является put:
put (x: G) is -- Поместить x на вершину. require not full deferred ensure not_empty: not empty pushed_is_top: item = x one_more: count = old count + 1 end
Булевские функции empty и full (также отложенные на уровне STACK) выражают свойство стека быть пустым и заполненным.
Только с помощью утверждений отложенные классы достигают своей полной силы. Как уже отмечалось (хотя детали появятся через две лекции), предусловия и постусловия применимы ко всем переопределениям процедуры. Это особенно важно в отложенном случае: в нем такие утверждения будут ограничивать все допустимые реализации. Таким образом, приведенная спецификация ограничивает все варианты put в потомках класса STACK.
Благодаря использованию утверждений, можно сделать отложенные классы достаточно информативными и семантически богатыми, несмотря на отсутствие у них реализаций.
В конце этой лекции мы вновь обратимся к отложенным классам и исследуем глубже их роль в процессе ОО-анализа, проектирования и реализации.
