Доступ к методам (функциям) класса., Выбор оптимального способа Опции

[Stas633]

Допустим:
- имеются два класса TOne и TTwo;
- в TOne определена ф-ция FuncOne();
- классы определены в разных единицах компиляции (файлах);
- созданы объекты (глобальные) этих классов (mOne и mTwo) в третьем файле - "main.cpp".
Вопрос:
Как из класса TTwo получить доступ (использовать) функцию FuncOne() класса TOne?

1. наследовать TOne в TTwo
2. перед описанием класса TTwo объявить объект классаа TOne: extern TOne mOne.
3. ...?
...
А если таких "вложений" больше? (Т.е. функции TTwo, использующие TOne, необходимы в TThree)

Что лучше? Как правильнее? Есть ли разница в испозовании стека?

Прим. Например: TOne - класс описывающий работу с индикатором (LCD), а TTwo - класс формирования данных для вывода на индикатор. Рассматривается ситуация одного процесса (не RTOS).

Прим.1 Вопрос задаю здесь, так как обсуждение темы о выделении раздела форума для "чистого" программирования, увы, ни к чему не привело. Господа Админы/Модераторы извините, просмотрел..

[vik0]

Вставлю и я свои 5 копеек
1. Если у Вас TOne - таки LCD, то можно использовать статические функции. Ведь LCD у вас в системе один, правильно?

Код

class TOne
{
  static int memberVar;
public:
  static void Foo() {}
};
.....
class TTwo
{
public:
  void Bar()
  {
     TOne::Foo();
  }
};

2. Если TOne - не LCD (или у вас в системе их несколько ), тогда правильнее передавать указатель на TOne в ф-цию ининциализации

Код

class TOne
{
public:
  void Foo() {}
};
.....
class TTwo
{
  TOne* oneInstance;
public:
  void Init(TOne* one)
  {
    oneInstance = one;
  }

  void Bar()
  {
     oneInstance->Foo();
  }
};
...
TOne mOne;
TTwo mTwo;

int main(int, char**)
{
  mTwo.Init(&mOne);
  mTwo.Bar();
  ....
}

А friend тут не причем. У человека, по-моему, проблемы не с правами доступа к членам класса, а с доступом (работой) к глобальным переменным.

[Stas633]

Чтобы не было "гаданий на кофейной гуще" опишу коротко "историю" возникновения вопроса... Хоть с темой это и не связано.
- была рабочая программа на Си. Программа содержала готовые "блоки" для работы с LCD, интерфейсы I2C, SPI, UART, работа с кнопками, энкодером и т.д;
- при "проектировании" нового изделия было принято решение о переходе на С++ (причины принятия решения опускаю);
- мне показалось достаточным "обозвать" (объявить) блоки классами. Для доступности функций интерфейса (LCD и т.д.) и проводилось прямое, читай - бездумное, наследование.
- пока объема озу (стека) хватало для размещения всех копий базовых классов все было "спокойно"... А как только порог был превышен, так сразу и появился, вопрос, вынесенный в топик. Поэтому подтекст вопроса примерно такой: "Как можно обратиться к функции, объявленной в другом классе (члену другото класса - так правильнее ), без "потери" памяти на это обращение". Но в таком виде писать вопрос в TOP стыдно .. (видимо напрасно стыжусь - учиться никогда не поздно).

И friend и static весьма "полезны": friend позволяет получить доступ без создания копий (т.е. буквально то, что я хотел), а обявление элемента с квалификатором static гарантирует, что будет создана только одна копия этого элемента. (Пишу очевидные вещи для таких как я начинающих С++).

Еще раз спасибо.

"...Чем лучше программист знает С, тем труднее будет для него при программировании на С++ отойти от
стиля программирования на С...." (с) Бьерн Страуструп.

....
А чем наследование лучше/хуже доступа через friend? (для рассматриваемого случая)

[bookevg]

Чтобы не было "гаданий на кофейной гуще" опишу коротко "историю" возникновения вопроса... Хоть с темой это и не связано.
- была рабочая программа на Си. Программа содержала готовые "блоки" для работы с LCD, интерфейсы I2C, SPI, UART, работа с кнопками, энкодером и т.д;
...
И friend и static весьма "полезны": friend позволяет получить доступ без создания копий (т.е. буквально то, что я хотел), а обявление элемента с квалификатором static гарантирует, что будет создана только одна копия этого элемента. (Пишу очевидные вещи для таких как я начинающих С++).

В таких случаях как приведен выше использую класс со всеми методами объявленными как static (в C# почти что все библиотечные функции статические методы класса). С friend-м надо лучше концепцию продумать.

....
А чем наследование лучше/хуже доступа через friend? (для рассматриваемого случая)

Наследование хорошо использовать но, надо заметить, что возможно два основных случая:
-замещение;
-виртуальность.
Использование виртуальности ведет к повышенному расходу памяти (создание v-таблицы) и снижение производительности

[Stas633]

...

Спасибо. Согласен... Наследование для решения вопроса доступа - это, как минимум, не экономно.
...
Если говорить по теме, то вопрос доступа решил так, как рекомендовал dxp.
А именно:
- каждый объект "размещен" в своей "единице компиляции" (ЕдКомп) /связка файлов, например, One.h и One.cpp/ (так делал и раньше);
- член класса /TOne mTOne;/ объявляется теперь в TOne.cpp, а не в main.cpp как раньше;
- а для возможности использования функций (свойств) TOne, там где нужно, mTOne объявляется с квалификатором extern.

... файл One.h

Код

...
class TOne
{
...
public:
void FuncOne(void);
...
}

... файл One.cpp

Код

...
TOne mTOne;
....
void FuncOne(void)
{
}

... файл Two.h

Код

...
class TTwo
{
...
public:
void FuncTwo(void);
...
}

... файл Two.cpp

Код

....
#include "One.h"

TTwo mTTwo;
extern TOne mTOne;
....
void FuncTwo(void)
{
...
mTOne.FuncOne();
...
}

На мой взгляд, наиболее простой и понятный способ.

А если говорить не совсем по теме, то главная проблема ("разруха" в первоисточнике) "...в головах, а не в клозетах..." (с) Нельзя заниматься ООП оперируя процедурами. Как только приходишь к пониманию "объекта", так все очень упрощается. И "создание" (представление) модели программы, и понимание взаимоотношений между разными частями этой программы. Не буду пересказывать написанное Гради Бучем (и про мыслительный процесс человека в повседневной жизни, и про количество абстракций, с которыми человек способен работать одновременно, и т.д.), но, на мой взгляд, достаточно прочесть главу "1.2. Структура сложных систем" и вопросов о полезности и естественности перехода к ООП не остается. Мир вокруг нас состоит из Объектов, а не из Процедур. И живем мы, используя Объекты и их какие-то свойсва (Процедуры), а не Процедуры каких-то Объектов.

[Stas633]

Поиск "оптимального" решения продолжается....
Позволю себе напомнить "проблему"...
Есть некий объект (класс), допустим, модуль отладки (DBGU) через UART. Естественно, объект может (и должен) инициализироваться, принимать и передавать инфу, и др.
Свойства (функции, методы....) этого объекта (класса), ес-но должны быть доступны другим, если не сказать всем остальным, объектам. При этом, все остальные обекты могут находиться в "родительско-наследственных" отношениях. Как получить доступ к функциям DBGU?

То, что использовать наследование DBGU для получения доступа к его свойсвам, не рационально описано выше в теме. Содание класса TDBGU как виртуального гарантирует, что при косвенном ("вложенном") наследовании "верхних" классов не будет создано двух копий TDBGU. А если virtual TDBGU наследуется двумя "отдельными" (разными, самостоятельными...) классами, то для каждого будет создана своя копия TDBGU... Или я не прав? И что вообще означает "производный класс содержит копию базового класса"? Про "создание" копий переменных базового класса при наследовании понятно, а как наследуются функции? Просмотр "откомпилированного" кода и здравый смысл подсказывает, что функции наследуются "беззатратно". Но если это так, то при условии остутсвия переменных в базовом классе его копия ничего не "весит"?

Объявление глобального объекта mDBGU с использованием там "где нужно" конструкции extern ... mDBGU так же не лишено недостатков (как способ). Во-первых, глобальный объект "размещается" в "глобальной" области, при этом размещается "раз и навегда". Ну и, во-вторых, нарушается один из первейших принципов ООП - инкапсуляция. (Второе, конечно, относится скорее к стилю программирования нежели к "ошибкам", но если не выполнять правил, то зачем переходить на CPP?). Кстати, натолкнуло на эту мысль упорное "нежелание" IAR инициализировать глобальные объекты при startup'e.

Далее... friend... ЧтО позволяет "делать" функция или класс , объявленные в другом как friend? Использовать функции (свойства) friend класса? НО! только через инициализированный объект mDBGU! А как быть если этот объект еще не "создан" или не "виден"?.... (И вообще, насколько я понял, конструкция friend "нужна" для доступа к privat переменным friend класса.)

Остается доступ к свойствам (функциям) DBGU через их объявление с квалиф. static. Ранее я писал, что "...static гарантирует, что будет создана только одна копия этого элемента...". Это справедливо, но только для переменных (может я ошибаюсь?). Для функций же это квалификатор "устанавливает" глобальную "видимость" и "доступность" даже до инициализации объекта mDBGU..и только.

Таким образом, объявив ф-цию как в staticах, можно ее "использовать" где угодно, конечно предварительно "показав" ее (класс) через #include. Это очень "смахивает" на Си-подход, но лучшего в голову не приходит... Хотя спинной мозг "подсказывает", что не все так однозначно...

Просвятите, плз.

[bookevg]

Поиск "оптимального" решения продолжается....
Позволю себе напомнить "проблему"...
Есть некий объект (класс), допустим, модуль отладки (DBGU) через UART. Естественно, объект может (и должен) инициализироваться, принимать и передавать инфу, и др.
Свойства (функции, методы....) этого объекта (класса), ес-но должны быть доступны другим, если не сказать всем остальным, объектам. При этом, все остальные обекты могут находиться в "родительско-наследственных" отношениях. Как получить доступ к функциям DBGU?

Я так понимаю различные классы будут обращаться к DBGU - т.о. надо сделать систему доступа к общему ресурсу или создать список заданий для DBGU

То, что использовать наследование DBGU для получения доступа к его свойсвам, не рационально описано выше в теме. Содание класса TDBGU как виртуального гарантирует, что при косвенном ("вложенном") наследовании "верхних" классов не будет создано двух копий TDBGU. А если virtual TDBGU наследуется двумя "отдельными" (разными, самостоятельными...) классами, то для каждого будет создана своя копия TDBGU... Или я не прав? И что вообще означает "производный класс содержит копию базового класса"? Про "создание" копий переменных базового класса при наследовании понятно, а как наследуются функции? Просмотр "откомпилированного" кода и здравый смысл подсказывает, что функции наследуются "беззатратно". Но если это так, то при условии остутсвия переменных в базовом классе его копия ничего не "весит"?

Мне кажется, что вы неправильно трактуете суть полиморфизма - советую прочитать Дж.Либерти - Освой С++ за 21 день. Попробую автора процитировать:
Можно объвить множество окон разных типов, включая диалоговые, прокручиваемые и поля списков и т.д.), после чего создавать их в программе с помощью единственного виртуального метода draw(). Создав указатель на базовое окно и присваивая этому указателю адреса объектов производных классов, можно обращаться к методу draw() независимо от того, с каким из объектов в данный момент связан указатель. Причем всегда будет вызываться вариант метода, специфичный для класса выбранного объекта.

Объявление глобального объекта mDBGU с использованием там "где нужно" конструкции extern ... mDBGU так же не лишено недостатков (как способ). Во-первых, глобальный объект "размещается" в "глобальной" области, при этом размещается "раз и навегда".

А как по вашему работают cin и cout - ведь вы ведь нигде от них не наследуетесь, а они отвечают за ввод и вывод информации

Ну и, во-вторых, нарушается один из первейших принципов ООП - инкапсуляция. (Второе, конечно, относится скорее к стилю программирования нежели к "ошибкам", но если не выполнять правил, то зачем переходить на CPP?).

Ничего не нарушается.

Кстати, натолкнуло на эту мысль упорное "нежелание" IAR инициализировать глобальные объекты при startup'e.

До входа в main() все глобальные классы проинициализированы, т.е. вызваны все конструкторы.

Далее... friend... ЧтО позволяет "делать" функция или класс , объявленные в другом как friend? Использовать функции (свойства) friend класса? НО! только через инициализированный объект mDBGU! А как быть если этот объект еще не "создан" или не "виден"?.... (И вообще, насколько я понял, конструкция friend "нужна" для доступа к privat переменным friend класса.)

Вообще никогда friend-ом не пользуюсь

Остается доступ к свойствам (функциям) DBGU через их объявление с квалиф. static. Ранее я писал, что "...static гарантирует, что будет создана только одна копия этого элемента...". Это справедливо, но только для переменных (может я ошибаюсь?). Для функций же это квалификатор "устанавливает" глобальную "видимость" и "доступность" даже до инициализации объекта mDBGU..и только.
Таким образом, объявив ф-цию как в staticах, можно ее "использовать" где угодно, конечно предварительно "показав" ее (класс) через #include. Это очень "смахивает" на Си-подход, но лучшего в голову не приходит... Хотя спинной мозг "подсказывает", что не все так однозначно...

Static переменные и методы нужны для действий, которые оперируют общими ресурсами для всех экземпляров класса.
Также можно создавать только static классы - что я очень часто и использую - на производительность это никак не сказывается, т.к. компилятор все это сводит к С-реализации

Сообщение отредактировал bookevg - Nov 22 2008, 08:35

[Stas633]

Я так понимаю различные классы будут обращаться к DBGU - т.о. надо сделать систему доступа к общему ресурсу или создать список заданий для DBGU

Совершенно верно. Только ЧТО делать понятно, а вот что на счет того КАК делать?

Мне кажется, что вы неправильно трактуете суть полиморфизма - советую прочитать Дж.Либерти - Освой С++ за 21 день. Попробую автора процитировать:
Можно объвить множество окон разных типов, включая диалоговые, прокручиваемые и поля списков и т.д.), после чего создавать их в программе с помощью единственного виртуального метода draw(). Создав указатель на базовое окно и присваивая этому указателю адреса объектов производных классов, можно обращаться к методу draw() независимо от того, с каким из объектов в данный момент связан указатель. Причем всегда будет вызываться вариант метода, специфичный для класса выбранного объекта.

Не соглашусь с Вами. В приведенной цитате речь идет о методах, т.е. виртуальных функциях . Которые естественно должны иметь свое "наполнение" в производных классах. Но я рассуждал не о наследовании виртуальных функций и полиформизме, а о наследовании virtual класса класса как virtual. Как я понимаю, виртуальный класс вовсе не "обязан" содержать виртуальные функции. Более того, виртульные функции можно создавать только в абстактнх классах. То есть объектов таких классов создано быть не может. Просто "не получится". Не так ли?

А как по вашему работают cin и cout - ведь вы ведь нигде от них не наследуетесь, а они отвечают за ввод и вывод информации

Извините, не понял к чему это... Я имел ввиду нецелесообразность обявления global объектов, если есть возможность сделать их локальными.

Ничего не нарушается.

Спорно. Если объект объявляется/выносится за пределы своего "ареала обитания", то разве это соответсвует принципу encapsulation? Зачем в список фруктовых деревьев сада вносить функцию измерения размера косточки плода? Ведь к этой функции все равно придется обращаться, как минимум, через Плод. (На точности примера не настаиваю)

До входа в main() все глобальные классы проинициализированы, т.е. вызваны все конструкторы.

Так должно быть, но не всегда так есть. "Встроенный" Cstartup.s79 для IARARM НЕ СОДЕРЖИТ вызовов конструкторов до входа в main(). На форуме упомянуты способы введения такой инициализации (в частности, Сергеем Борщем).

Вообще никогда friend-ом не пользуюсь

А почему?

Static переменные и методы нужны для действий, которые оперируют общими ресурсами для всех экземпляров класса.

Т.е. данными?

Также можно создавать только static классы - что я очень часто и использую - на производительность это никак не сказывается, т.к. компилятор все это сводит к С-реализации

Другими словами, если не смог (к Вам никакого отношения не имеет!) написать на С++ используй static и пиши как на С...
...
И все-таки, если класс не содержит ресурсов (переменных, данных), то будет ли формироваться избыточный код при его "многократном" наследовании?

[bookevg]

Совершенно верно. Только ЧТО делать понятно, а вот что на счет того КАК делать?
Не соглашусь с Вами. В приведенной цитате речь идет о методах, т.е. виртуальных функциях . Которые естественно должны иметь свое "наполнение" в производных классах. Но я рассуждал не о наследовании виртуальных функций и полиформизме, а о наследовании virtual класса класса как virtual.

Зачем нужно, чтобы весь класс был виртуальным - надо только, чтобы методы были и этого достаточно

Как я понимаю, виртуальный класс вовсе не "обязан" содержать виртуальные функции.

А зачем тогда он нужен - виртуальность нужна как раз только для методов

Более того, виртульные функции можно создавать только в абстактнх классах. То есть объектов таких классов создано быть не может. Просто "не получится". Не так ли?

Еще как можно использовать - т.е. объявил класс СTimers1 как обычно, создал вирт.метод СTimers1::Update, затем породил класс СTimers2 от СTimers1 и переписал СTimers1::Update и создал два экземляра СTimers1 Timers1; и СTimers2 Timers2 и работаешь с ними.

Извините, не понял к чему это... Я имел ввиду нецелесообразность обявления global объектов, если есть возможность сделать их локальными.

Я как понял вашу задачу: вы хотите, чтобы другие объекты через экземпляр класса DBGU общались с внешним миром - но ведь на PC-машинах все наши объекты общаются с внешним миром или через cin/cout или GUI

Спорно. Если объект объявляется/выносится за пределы своего "ареала обитания", то разве это соответсвует принципу encapsulation? Зачем в список фруктовых деревьев сада вносить функцию измерения размера косточки плода? Ведь к этой функции все равно придется обращаться, как минимум, через Плод. (На точности примера не настаиваю)

А зачем почти что всем животным воздух?

Так должно быть, но не всегда так есть. "Встроенный" Cstartup.s79 для IARARM НЕ СОДЕРЖИТ вызовов конструкторов до входа в main(). На форуме упомянуты способы введения такой инициализации (в частности, Сергеем Борщем).

Незамечал, я обычно всегда делаю свой Cstartup.s79, так что мог и ошибиться, но вроде еще с AVR глобаль.объекты инициализировал компилятор - даже пришлось убрать инициализацию из конструкторов, чтоб все происходило по порядку определяемому мною

А почему?

Пока нужды не возникало использование friend, если и порывался. то находил другие пути выхода из ситуации, да и не все embedded компиляторы поддерживали это лет 4-6 назад.

Т.е. данными?

Необязательно, м.б. и общие действия, но в принципе все равно все сводится к данным

Другими словами, если не смог (к Вам никакого отношения не имеет!) написать на С++ используй static и пиши как на С...

Все проекты разрабатываются в Microsoft Visual Studio - при оформлении классом одновременно улучшается читабельность кода

...
И все-таки, если класс не содержит ресурсов (переменных, данных), то будет ли формироваться избыточный код при его "многократном" наследовании?

Зависит от умности компилятора и линкера.

[Stas633]

Ув. bookevg, Вы, безусловно, во многом правы! (Мне кажется, что понятия виртуальный класс не существует вовсе. Абстрактный, т.е. не имеющий объектов/членов - да, такое понятие/механизм описан. Другое дело, если отнаследовать любой класс как virtual, для исключения создания более одной копии при косвенном наследовании, - пожалуйста. Да и к полиформизму наследование класса с идентификатором virtual отношения не имеет. Поправьте, если ошибаюсь.)

Спасибо Вам за участие.
Свой выбор "оптимального" способа я сделал. Правда, только благодаря помощи dxp.
Не буду коверкать "первоисточник" - завтра вставлю цитатой... Смысл сказанного прост до банальности.

С++ - язык гибридный, он сочетает разные стили программирования - и процедурный (как в голом С), и объектный (на классах), и ООП (на иерархиях классов с полиморфизмом). Можно использовать любые средства в любых сочетаниях - какие на задачу ложатся, те и использовать. Не нужно пытаться применять ООП там, где все легко и управляемо делается процедурным способом. Но там, где ООП к месту, его надо применять, не колеблясь.

Зачем из пушки стрелять по воробьям? Если, как в моем случае, из высокоуровнего класса вызывается функция низкоуровнего кл., при этом вызываемая функция просто знает/умеет дернуть ногой, вывести/принять данные по шине, и, при этом, ни как не "общается" ни с высокоуровневым классом, ни в низкоур-вом ничего не меняет, то зачем наследовать низ.ур в выс.ур? static и все! Я же, в желании "прочно" перейти к С++ программированию, считал использование static C-конструкцией, "недостойной" С++ программирования.
А вот если при вызове функций происходит взаимодействие с элементами классов, ну, например, несколько программных модулей выводят данные по одной и той же шине, и необходимо знать сколько байт данных передано кажным модулем, то без наследования тут никуда. Для каждого модуля должна быть своя копия счетчика, инкрементируемая вызываемой функцией... Ну и т.д. (Конечно этот пример можно "решить" и с использованием static, например добавляя к входным параметрам функции номер модуля... Но эффективность, понятность кода будет "никакой".)
....
В общем, все как обычно - нужно делом, не важно каким, или заниматься всерьез, или не заниматься вообще. Нельзя изучить синтаксис С++ и заявить: "А я теперь умею программировать на С++!"
....
Кстати, использование static вместо наследования сокращает программный код и время выполнения инициализации членов - отсутствуют "пустые" конструкторы, необходимые при наследовании... (и не только из-за этого )

А если вернуться к вопросу выбора метода ("оптимального" - как я все время "просил" ) доступа к функциям класса, то в каждом конкретном случае он свой! В одном случае "хватает" static, а в другом необходима перегружаемая virtual функция.. Универсального решения не бывает!

Еще раз спасибо.