《c++沉思錄》－－一個物件導向程式範例

物件導向有三個要素：

資料抽象，繼承以及動態綁定

 

問題描述：

 

1、一個運算式樹狀架構包括代表常量、一元運算子、二元運算子的結點。

2、我們希望通過調用合適的函數來建立這棵樹，然後列印這棵樹的完整括弧化形式。

 

物件導向的解決方案：

我們可以用一個聯合(UNION)來容納具體的值，用一個List來表示子結點，以包含聯合(UNION)和List的類來表示結點。這些類有一個共同點：每個類都要儲存一個值以及一些子結點，當然也有不少不同點，比如它們儲存的值的種類，子結點的數目，繼承可以捕捉這些共同點，而動態綁定協助各個結點知道它的身份。

進一步分析，我們發現這棵樹有三種結點：

1、整數運算式，無子結點

2、包含一個一元運算式，有一個子結點。

3、包含一個二元運算式，有兩個子結點。

 

我們需要一個類來表示結點的"概念"，但這個類並不表示具體的結點。我們將這個公用基類命名為Expr_node：

class Expr_node

{

            //友元函數，重載<<操作符用於輸出

            friend ostream operator<<(ostream&, const Expr_node&)

            {

                    

            }

protected:

            virtual void print(ostream& ) const = 0;

            virtual ~Expr_node() {};

}

因為所要建立的對象都派生至Expr_node,所以提供了虛解構函式。動態綁定只用於成員函數，所以我們定義了一個虛函數print。我們希望使用者使用輸出操作符，而不是Print函數，那麼把Print設為Protected,把operator<<設為友元。

從函數Print的聲明可以看出，它是一個純虛函數，這就使得Expr_node成為抽象基類。這就體現了我們的意圖：不存在所謂的Expr_node對象。Expr_node類的存在只是為了獲得公用介面。

 

輸出操作符：

ostream& oprator << (ostream & o, const Expr_node e)

{

            e.print(o);

            return o;

}

 

下面定義具體的類：

1、整數，無子結點的結點類

class Int_node:public Expr_node{

            friend class Expr;

            int n;

 

            Int_node(int k) : n(k) {}

            void print(ostream & o) const { o << n; }

}

 

2、一元結點類

class Unary_node: public Expr_node{

          //friend class Expr;  

          string op;

          Expr_node * opnd;

          Unary_node(const string & a, Expr_node * b):Op(a), opnd(b) {}

          void print(ostream & o) const

          {o << "(" << op << *opnd << ")";}

}

 

 

3、二元結點類

class Binary_node: public Expr_node{

          //friend class Expr;  

          string op;

          Expr_node * left;

          Expr_node * right;

          Binary_node(const string & a, Expr_node * b,Expr_node * c):Op(a), opnd(b),opnd(c) {}

          void print(ostream & o) const

          {o << "(" << *left << op << *right << ")";}

}

 

建立一元和二元運算式的建構函式期望獲得指標，於是我們可以動態分配結點：

Binary_node * t = new Binary_node("*",

                              new Unary_node("-", new Int_node(5)),

                              new Binary_node("+",new Int_node(3), new Int_node(4)));                 

 

顯然這裡存在一個問題，我們不再擁有內部new的對象的指標了。下一節介紹如何new 和 delete對象。