Виртуальные методы. Borland Pascal предоставляет специальный тип метода, называемый сборщиком мусора (или деструктором) для очистки и удаления динамически размещенного объекта

Деструкторы

Borland Pascal предоставляет специальный тип метода, называемый сборщиком мусора (или деструктором) для очистки и удаления динамически размещенного объекта. Деструктор объединяет шаг удаления объекта с какими-либо другими действиями или задачами, необходимыми для данного типа объекта. Для единственного типа объекта можно определить несколько деструкторов.

Деструктор определяется совместно со всеми другими методами объекта в определении типа объекта:

tyрe

TEmployee = object

Name: string[25];

Title: string[25];

Rate: Real;

constructor Init(AName, ATitle: String; ARate: Real);

destructor Done; virtual;

function GetName: String;

function GetTitle: String;

function GetRate: Rate; virtual;

function GetPayAmount: Real; virtual;

end;

Деструкторы можно наследовать, и они могут быть либо статическими, либо виртуальными. Поскольку различные программы завершения, как правило, требуют различные типы объектов, обычно рекомендуется, чтобы деструкторы всегда были виртуальными, благодаря чему для каждого типа объекта будет выполнен правильный деструктор.

Зарезервированное слово destructor не требуется указывать для каждого метода очистки, даже если определение типа объекта содержит виртуальные методы. Деструкторы в действительности работают только с динамически размещенными объектами.

При очистке динамически размещенного объекта деструктор осуществляет специальные функции: он гарантирует, что в динамически распределяемой области памяти всегда будет освобождаться правильное число байтов. Не может быть никаких опасений по поводу использования деструктора применительно к статически размещенным объектам; фактически, не передавая типа объекта деструктору, программист лишает объект данного типа полных преимуществ управления динамической памятью в Borland Pascal.

Деструкторы в действительности становятся самими собой тогда, когда должны очищаться полиморфические объекты и когда должна освобождаться занимаемая ими память.

Полиморфические объекты – это те объекты, которые были присвоены родительскому типу благодаря правилам совместимости расширенных типов Borland Pascal. Экземпляр объекта типа THourly присвоенный переменной типа TEmployee, является примером полиморфического объекта. Эти правила также могут быть применены к объектам; указатель на THourly может свободно быть присвоен указателю на TEmployee, а указуемый этим указателем объект опять же будет полиморфическим объектом. Термин «полиморфический» является подходящим, так как код, обрабатывающий объект, «не знает» точно во время компиляции, какой тип объекта ему придется в конце концов обработать. Единственное, что он знает, – это то, что этот объект принадлежит иерархии объектов, являющихся потомками указанного типа объекта.

Очевидно, что размеры типов объектов отличаются. Поэтому, когда наступает время очистки размещенного в динамической памяти полиморфического объекта, то как же Dispose узнает, сколько байт динамического пространства нужно освобождать? Во время компиляции из полиморфического объекта нельзя извлечь никакой информации относительно размера объекта.

Деструктор разрешает эту головоломку путем обращения к тому месту, где эта информация записана, – в ТВМ переменных реализаций. В каждой ТВМ типа объекта содержится размер в байтах данного типа объекта. Таблица виртуальных методов любого объекта доступна посредством скрытого параметра Self, посылаемого методу при вызове метода. Деструктор является всего лишь разновидностью метода, и поэтому, когда объект вызывает его, деструктор получает копию Self через стек. Таким образом, если объект является полиморфическим во время компиляции, он никогда не будет полиморфическим во время выполнения благодаря позднему связыванию.

Для выполнения этого освобождения памяти при позднем связывании деструктор нужно вызывать как часть расширенного синтаксиса процедуры Dispose:

Dispose(P, Done);

(Вызов деструктора вне процедуры Dispose вообще не выполняет никакого освобождения памяти.) Здесь происходит на самом деле то, что сборщик мусора объекта, на который указывает Р, выполняется как обычный метод. Однако, как только последнее действие выполнено, деструктор ищет размер реализации своего типа в ТВМ и пересылает размер процедуре Dispose. Процедура Dispose завершает процесс путем удаления правильного числа байт пространства динамической памяти, которое (пространство) до этого относилось к Р^. Число освобождаемых байт будет правильным независимо от того, указывал ли Р на экземпляр типа TSalaried, или он указывал на один из дочерних типов типа TSalaried, например на TCommissioned.

Заметьте, что сам по себе метод деструктора может быть пуст и выполнять только эту функцию:

destructor AnObject.Done;

begin

end;

To, что делается полезного в этом деструкторе, не является достоянием его тела, однако при этом компилятором генерируется код эпилога в ответ на зарезервированное слово destructor. Это напоминает модуль, который ничего не экспортирует, но который осуществляет некоторые невидимые действия за счет выполнения своей секции инициализации перед стартом программы. Все действия происходят «за кулисами».

Метод становится виртуальным, если за его объявлением в типе объекта стоит новое зарезервированное слово virtual. Если объявляется метод в родительском типе как virtual, то все методы с аналогичными именами в дочерних типах также должны объявляться виртуальными во избежание ошибки компилятора.

Ниже приведены объекты из примера платежной ведомости, должным образом виртуализированные:

tyрe

PEmрloyee = ^TEmployee;

TEmployee = object

Name, Title: string[25];

Rate: Real;

constructor Init (AName, ATitle: String; ARate: Real);

function GetPayAmount: Real; virtual;

function GetName: String;

function GetTitle: String;

function GetRate: Real;

рrocedure Show; virtual;

end;

PHourly = ^THourly;

THourly = object(TEmployee);

Time: Integer;

constructor Init (AName, ATitle: String; ARate: Real; Time: Integer);

function GetPayAmount: Real; virtual;

function GetTime: Integer;

end;

PSalaried = ^TSalaried;

TSalaried = object(TEmployee);

function GetPayAmount: Real; virtual;

end;

PCommissioned = ^TCommissioned;

TCommissioned = object(Salaried);

Commission: Real;

SalesAmount: Real;

constructor Init (AName, ATitle: String; ARate,

ACommission, ASalesAmount: Real);

function GetPayAmount: Real; virtual;

end;

Конструктор является специальным типом процедуры, которая выполняет некоторую установочную работу для механизма виртуальных методов. Более того, конструктор должен вызываться перед вызовом любого виртуального метода. Вызов виртуального метода без предварительного вызова конструктора может привести к блокированию системы, а у компилятора нет способа проверить порядок вызова методов.

Каждый тип объекта, имеющий виртуальные методы, обязан иметь конструктор.

Предупреждение

Конструктор должен вызываться перед вызовом любого другого виртуального метода. Вызов виртуального метода без предыдущего обращения к конструктору может вызвать блокировку системы, и компилятор не сможет проверить порядок, в котором вызываются методы.

Примечание

Для конструкторов объекта предлагается использовать идентификатор Init.

Каждый отдельный экземпляр объекта должен инициализироваться отдельным вызовом конструктора. Недостаточно инициализировать один экземпляр объекта и затем присваивать этот экземпляр другим. Другие экземпляры, даже если они могут содержать правильные данные, не будут инициализированы оператором присваивания и заблокируют систему при любых вызовах их виртуальных методов. Например:

var

FBee, GBee: Bee; { создать два экземпляра Bee }

begin

FBee.Init(5, 9) { вызов конструктора для FBee }

GBee:= FBee; { Gbee недопустим! }

end;

Что же именно создает конструктор? Каждый тип объекта содержит нечто, называемое таблицей виртуального метода (ТВМ) в сегменте данных. ТВМ содержит размер типа объекта и для каждого виртуального метода указатель на код, выполняющий данный метод. Конструктор устанавливает связь между вызывающей его реализацией объекта и ТВМ типа объекта.

Важно помнить, что имеется только одна ТВМ для каждого типа объекта. Отдельные экземпляры типа объекта (т. е. переменные этого типа) содержат только соединение с ТВМ, но не саму ТВМ. Конструктор устанавливает значение этого соединения в ТВМ. Именно благодаря этому нигде нельзя запустить выполнение перед вызовом конструктора.

Дата добавления: 2017-01-14