C++沉思录 第八章 面向对象程序范例

c++沉思录第八章的示例程序很有意思。程序虽小，却很好地诠释了面向对象编程的思想。

正如书上说的仔细研究还是有所收获的。

先上代码

code

Expr_node.h

#pragma once
#include "Expr.h"
#include<string>

using namespace std;

//Expr_node 基类
class Expr_node {
friend class Expr;
int use;
public:
Expr_node() :use(1){}
virtual ~Expr_node(){}
virtual void print(std::ostream&) const = 0;
};

class Int_node :public Expr_node{
int n;
void print(ostream& o) const { o << n; }
public:
Int_node(int k):n(k){}
};

class Unary_node :public Expr_node{
//friend class Expr;
string op;
Expr opnd;
void print(ostream& o) const
{
o << "(" << op << opnd << ")";
}
public:
Unary_node(const string& a, Expr b) :op(a), opnd(b){}
};
class Binary_node :public Expr_node{
//friend class Expr;
string op;
Expr left;
Expr right;
void print(ostream& o) const
{
o << "(" << left << op << right << ")";
}
public:
Binary_node(const string& a, Expr b, Expr c) :op(a), left(b), right(c){}
};

Expr_node.cpp

#include "stdafx.h"
#include "Expr_node.h"

句柄类Expr

Expr.h

#pragma once
#include<iostream>

using namespace std;
class Expr_node;
class Expr{
friend ostream& operator<<(ostream&, const Expr&);
Expr_node* p;
public:
Expr();
Expr(int);
Expr(const string&, Expr&);
Expr(const string&, Expr&, Expr&);

Expr(const Expr& t);
Expr& operator=(const Expr&);
~Expr();
};

Expr.cpp

#include "stdafx.h"
#include "Expr.h"
#include "Expr_node.h"

Expr::Expr()
{
}

Expr::~Expr()
{
if (--p->use == 0)
delete p;
}
Expr::Expr(int n)
{
p = new Int_node(n);
}
Expr::Expr(const string& op, Expr& t)
{
p = new Unary_node(op, t);
}
Expr::Expr(const string& op, Expr& left, Expr& right)
{
p = new Binary_node(op, left, right);
}
Expr::Expr(const Expr& t)
{
p = t.p; ++p->use;
}

Expr& Expr::operator=(const Expr& rhs)
{
rhs.p->use++;
if (--p->use == 0)
delete p;
p = rhs.p;
return *this;
}
ostream& operator<<(ostream& o, const Expr& t)
{
t.p->print(o);
return o;
}

测试程序：

Ooptest.cpp

#include "stdafx.h"
#include<iostream>
#include<string>
#include "Expr.h"

int main(int argc, char* argv[])
{
//Expr a = Expr("-", Expr(5));
//Expr b = Expr("+", Expr(3),Expr(4));
Expr t = Expr("*", Expr("-", Expr(5)), Expr("+", Expr(3), Expr(4)));
std::cout << t << std::endl;
return 0;
}

分析：

这里总共3个类。

Expr

这个称之为句柄类。其实可以理解为马甲~~-.-

其作用是帮助管理了内存分配，引用计数等问题。

Expr_node

3种表达式的基类。

抽象出print等函数，因为具体的打印应该由具体的表达式来输出。

提供use成员变量来计数。其实这个变量是为了给Expr用的。

当2个Expr_node对象相互赋值时，由Expr这个句柄类来管理计数值，比如a=b，b引用的对象应该+1，因为现在a也来引用了。而a原来引用的应该-1,因为a找到了新的对象。。。当某个对象引用计数为0时，Expr就delete掉这个对象,这个所有的过程都是Expr完成的。

其实这里还有几个语法点：

这里的程序和书上的略有不同。

比如：

class Unary_node :public Expr_node{
//friend class Expr;
string op;
Expr opnd;
void print(ostream& o) const
{
o << "(" << op << opnd << ")";
}
public:
Unary_node(const string& a, Expr b) :op(a), opnd(b){}
};

书上用到了friend，友元的概念。

这里的意思是把Expr声明为Unary_node的友元类，那么会有什么变化呢？

这个效果就是Expr可以访问Unary_node的的隐藏信息包括 私有成员和保护成员了。

然后Expr.cpp里的这行代码就合法了。因为创建对象要调用构造函数，而这个构造函数是private的。

p = new Unary_node(op, t);

我这里加上public，就可以注释掉那一行了。

再看下Expr.h。

class Expr_node;
class Expr{
friend ostream& operator<<(ostream&, const Expr&);
Expr_node* p;

这里只是声明了下 Expr_node,因为下面只是用到了Expr_node*。

而没有

#include "Expr_node.h"

这里又涉及到了头文件包含的技巧，以及编译器如何来编译的问题。

这样可以避免头文件包含来包含去的，免得又是一堆编译报错。

不过后面在Expr.cpp。还是需要include进来。

end