Создание объектов и выполняемых систем

6.4. Создание простых объектов

Я надеюсь, вы еще не забыли цель этой лекции — создать новую линию fancy_line с тремя станциями, как показано на рисунке в начале текста. Мы уже почти приблизились к цели, но прежде нам нужно создать объекты, представляющие остановки на линии.

Эти вспомогательные объекты будут экземплярами уже упомянутого класса STOP. Кстати, понимаете ли вы, почему нам нужен такой класс?

Время теста

Следующий ниже рисунок дает подсказку. Остановка связана со станцией, но является другим объектом, поскольку представляет станцию, принадлежащую определенной линии.

Запрос "Какая следующая остановка?" не является методом станции (STATION) — это метод станции, принадлежащей линии (STOP). Вспомним документ требований: "Некоторые станции принадлежат двум или более линиям; они называются пересадочными". На следующем рисунке станция, следующая за станцией "Gambetta", зависит от того, на какой линии вы находитесь.

увеличить изображение
Рис. 6.10. Более одной "следующей" станции

Объект STOP устроен просто. Он содержит ссылки на станцию, на линию и на следующую остановку:

Рис. 6.11. Остановка (Stop) финальная версия

Не имеет смысла иметь остановку без станции и линии. Поэтому будем требовать, чтобы station и line всегда были присоединены (не void); инвариант класса будет отражать это требование. Ссылка right может иметь значение void, чтобы указать, что данная остановка является последней на линии.

Нам нет необходимости заботиться о создании объектов STATION, поскольку они предопределены в классе TOURISM и доступны через Station_X-запросы: Station_Montrouge, Station_Issy и другие. Поэтому будем учиться созданию объектов на примере создания экземпляров класса STOP.

Первую версию класса STOP назовем SIMPLE_STOP, она имеет следующий интерфейс (доступный для просмотра в EiffelStudio):

class SIMPLE_STOP feature 
  station: STATION
    — Станция, которую представляет эта остановка 
  line: LINE
    -Линия, на которой находится эта остановка
  right: SIMPLE_STOP
    -Следующая остановка на той же линии.
  set_station_and_line (s: STATION; l: LINE)
    — Связать эту остановку с s и l
    require
      station_exists: s /= Void
      line_exists: l /= Void
    ensure
      station_set: station = s
      line_set: line = l
  link (ss: SIMPLE_STOP)
        -Сделать s следующей остановкой на линии.
    ensure
      right_set: right = s
       — Опущен инвариант: station /= Void and line /= Void; см. обсуждение
end

Запрос station дает связанную с остановкой станцию, а line — линию, к которой принадлежит остановка. Запрос right дает следующую остановку. С классом связаны две команды: set_station_and_line и link. Первая позволяет передать станции одновременно станцию и линию, вторая — следующую остановку на той же линии. Такие команды, главная цель которых — установить значения ассоциированных запросов (хотя они могут делать и большее), называются получателями, или сеттерами (setters).

Рассмотрим, как создается экземпляр этого класса. Предположим, что (наряду с fancy_line: LINE) мы уже объявили:

stop1: SIMPLE_STOP

Тогда в процедуре build_a_line мы можем создать остановку:

build_a_line
    - Построить воображаемую линию и подсветить её на карте
  do
    Paris.display
    -"Создать fanc_line"
    Paris.put_line ( fancy_line)
    create stop1
    -"Создать следующие остановки и закончить построение fancy_line"
    fancy_line.highlight
  end

Оставшийся псевдокод детализируется двумя частями: сначала создается линия, а затем создаются и связываются остановки линии.

Оператор create stop1 является оператором создания. Это базисная операция, создающая объекты во время выполнения программы. Ее эффект в точности соответствует смыслу слова create: создает объект и связывает его с сущностью, в данном случае stop1 присоединяется к новому объекту. На рисунках: все начинается состоянием, в котором stopI имеет значение void.

Рис. 6.12. Перед выполнением оператора создания

Выполнение присоединяет созданный для наших целей объект

Рис. 6.13. После выполнением оператора создания

Оператор создания create не нуждается в указании типа создаваемого объекта, так как каждая сущность, такая как stop1, объявлена с указанием типа: stop1: SIMPLE_STOP. Тип создаваемого объекта определяется типом соответствующей сущности.

Как следствие предыдущего обсуждения — все ссылочные поля нового объекта получают значение Void. Мы можем связать их с фактическими объектами, используя команды-сеттеры класса set_station_and_line и link. Давайте построим все остановки fancy_line. Мы объявим три остановки:

stop1, stop2, stop3: SIMPLE_STOP

Заметьте, синтаксис позволяет объявлять одновременно несколько сущностей одного типа. Имена сущностей разделяются запятыми, а после двоеточия указывается их тип. Числа на рисунке соответствуют порядку следования станций на нашей линии:

Рис. 6.14. Три станции на линии

Это позволяет нам написать следующую версию процедуры build_a_line:

build_a_line
    Построить воображаемую линию и подсветить ее на карте.
  do
    Paris .display
    — "Создать fancy_line"
    Paris .put_line (fancy_line)
    — Создать остановки и связать каждую со своей станцией:
    create stop1
    stop1 .set_station_and_line (Station_Montrouge, fancy_line)
    create stop2
    stop2 .set_station_and_line ( Station_Issy, fancy_line) 
    create stop3
    stop3 .set_station_and_line (Station_Balard, fancy_line)
    — Связать каждую остановку со следующей за ней: 
    stop1 .link (stop2)
    stop2 .link ( stop3)
    fancy_line .highlight
end

Заметьте, как последовательно сжимается псевдокод при добавлении новых операторов - реального кода, реализующего наши намерения. В конце весь псевдокод будет удален.

Два вызова link соединяют в цепочку первую остановку со второй, а вторую — с третьей. К третьей ничего не присоединяется, ее ссылка right, получившая при создании значение void, такой и останется. Это соответствует нашим желаниям: задавать таким способом последнюю остановку на линии.

Вызовы set_station_and_line должны удовлетворять предусловию метода, требующего, чтобы аргументы были присоединены к объектам:

• Station_Montrouge и другие станции, приходят от класса TOURISM, который позаботился; о создании необходимых объектов;
• fancy_line будет присоединена, на что указывает оставшийся элемент псевдокода.Этот элемент будет детализирован ниже еще одним оператором создания create.