Лекция 14. ООП (Классы. - глава из учебника [3])

---

В этой главе учебника изложены основы и особенности ООП и описано создание класса - типа данных, появившегося в ООП. При первоначальном изучении Делфи можно прочесть только начало главы. Можно даже начать изучение этой главы после создания первого Делфи-проекта, когда Вы немного познакомитесь с использованием готовых объектов на практике. В дальнейшем, если Вам придется создавать собственный класс, Вы с удовольствие прочтете эту главу более внимательно.

---

3.5 Классы

3.5.1 Объявление класса

Класс — это тип данных, определяемый пользователем. То, что в Delphi имеется множество предопределенных классов, не противоречит этому определению -ведь разработчики Delphi тоже пользователи Object Pascal.

Класс должен быть объявлен до того, как будет объявлена хотя бы одна переменная этого класса. Т.е. класс не может объявляться внутри объявления переменной.

В любом вашем Делфи-приложении вы можете увидеть строки:

type
TForml = class(TForm)
Buttonl: TButton;
procedure ButtonlClick(Sender: TObject);
end;
var
Forml: TForml;

Это объявление класса TForml вашей формы и объявление переменной Forml -объекта этого класса.

В общем случае синтаксис объявления класса следующий:

Туре
<имя  класса> = Class(<имя класса - родителя>)
public    // т.е. доступно всем
<поля, методы, свойства, события>
published // т.е. видны в Инспекторе Объекта и изменяемы
<поля, свойства>
protected // доступно только  потомкам
<поля, методы, свойства, события>
private	// доступно только в этом модуле
<поля, методы, свойства, события>
end;

Имя класса может быть любым допустимым идентификатором. Но принято идентификаторы большинства классов начинать с символа "Т". Имя класса - родителя может не указываться. Тогда предполагается, что данный класс является непосредственным наследником TObject - наиболее общего из предопределенных классов. Таким образом, эквивалентны следующие объявления:

type TMyClass = class
end;
 и
type TMyClass = class(TObject)
end;

В приведенном ранее объявлении класса формы TForml видно, что его родительским классом является класс TForm.

Класс наследует поля, методы, свойства, события от своих предков и может отменять какие-то из этих элементов класса или вводить новые. Доступ к объявляемым элементам класса определяется тем, в каком разделе они объявлены.

Раздел public (открытый) предназначен для объявлений, которые доступны для внешнего использования. Это открытый интерфейс класса. Раздел published (публикуемый) содержит открытые свойства, которые появляются в процессе проектирования на странице свойств Инспектора Объектов и которые, следовательно, пользователь может устанавливать в процессе проектирования. Раздел private (закрытый), содержит объявления полей, процедур и функций, используемых только внутри данного класса. Раздел protected (защищенный) содержит объявления, доступные только для потомков объявляемого класса. Как и в случае закрытых элементов, можно скрыть детали реализации защищенных элементов от конечного пользователя. Однако в отличие от закрытых, защищенные элементы остаются доступны для программистов, которые захотят производить от этого класса производные объекты, причем не требуется, чтобы производные объекты объявлялись в этом же модуле.

Объявления полей выглядят так же, как объявления переменных или объявления полей в записях:

<имя поля>: <тип>;


В приведенном ранее объявлении класса формы вы можете видеть строку

Buttonl: TButton;

Это объявление объекта (поля) Buttonl типа (класса) TButton.

Имеется одно очень существенное отличие объявления поля от обычного объявления переменной: в объявлении поля не разрешается его инициализация каким-то значением. Автоматически проводится стандартная инициализация: порядковым типам в качестве начального значения задается 0, указателям — nil, строки задаются пустыми. При необходимости задания других начальных значений используются конструкторы, описанные далее в разд. 3.5.3.

Объявления методов в простейшем случае также не отличаются от обычных объявлений процедур и функций.

3.5.2 Свойства

Поля данных, исходя из принципа инкапсуляции — одного из основополагающих в объектно-ориентированном программировании, всегда должны быть защищены от несанкционированного доступа. Доступ к ним, как правило, должен осуществляться только через свойства, включающие методы чтения и записи полей. Поэтому поля целесообразно объявлять в разделе private - закрытом разделе класса. В редких случаях их можно помещать в protected — защищенном разделе класса, чтобы возможные потомки данного класса имели к ним доступ. Традиционно идентификаторы полей совпадают с именами соответствующих свойств, но с добавлением в качестве префикса символа F.

Свойство объявляется оператором вида:

property <имя свойства>:<тип> 
                      read
                     <имя поля или метода чтения>
                      write  
                     <имя поля или метода записи> 
                     <директивы  запоминания>;

Если в разделах read или write этого объявления записано имя поля, значит предполагается прямое чтение или запись данных (т.е. обмен данными непосредственно с полем).

Если в разделе read записано имя метода чтения, то чтение будет осуществляться только функцией с этим именем. Функция чтения — это функция без параметра, возвращающее значение того типа, который объявлен для свойства. Имя функции чтения принято начинать с префикса Get, после которого следует имя свойства.

Если в разделе write записано имя метода записи, то запись будет осуществляться только процедурой с этим именем. Процедура записи — это процедура с одним параметром того типа, который объявлен для свойства. Имя процедуры записи принято начинать с префикса Set, после которого следует имя свойства.

Если раздел write отсутствует в объявлении свойства, значит это свойство только для чтения и пользователь не может задавать его значение.

Директивы запоминания определяют, как надо сохранять значения свойств при сохранении пользователем файла формы .dfm. Чаще всего используется директива default - значение по умолчанию.
Она не задает начальные условия. Это дело конструктора. Директива просто говорит, что если пользователь в процессе проектирования не изменил значение свойства но умолчанию, то сохранять значение свойства не надо.

Приведем пример. Мы уже не раз использовали объекты, содержащие сведения о сотруднике некоторой организации. Но раньше мы реализовывали эти объекты в виде записей (см. разд. 3.3). А теперь рассмотрим более общий подход — реализацию класса подобных объектов.

Начните новый проект. Объявление класса, который мы хотим создать, можно поместить непосредственно в файл модуля. Но если вы хотите создать класс, который будете использовать в различных проектах, лучше оформить его в виде отдельного модуля unit, сохранить в каталоге своей библиотеки или библиотеки Delphi, и подключать в дальнейшем к различным проектам с помощью предложения uses. Если вы забыли, как создается отдельный модуль, не связанный с формой, и как он сохраняется в библиотеке, посмотрите все это в разд. 2.8.7.4. Мы выберем именно этот вариант. Так что выполните команду File | New | Unit (в некоторых более старых версиях Delphi — File | New и на странице New выберите пиктограмму Unit). Сохраните сразу этот ваш модуль в библиотеке под именем, например, MyClasses. А в модуль формы введите оператор, ссылающийся на этот модуль:

uses MyClasses;

Теперь займемся созданием класса в модуле MyClasses. Текст этого модуля может иметь пока такой вид:

unit MyClasses;
interface
uses SysUtils, Dialogs, Classes;
type
TPerson = class
private
FName: string;  // Фамилия, имя и отчество
FDepl, FDep2, FDep3: string;     // Место работы (учебы)
FYear: word;	// Год рождения
FSex: char;	// Пол: "м" или "ж"
FAttr: boolean;	// Булев атрибут
FComment: string;	// Комментарий

protected
procedure SetSex(Value: char);  // Процедура записи
public
property Name: string read FName write FName;
property Depl: string read FDepl write FDepl;
property Dep2: string read FDep2 write FDep2;
property Dep3: string read FDep3 write FDep3;
property Year: word read FYear write FYear;
property Sex: char read FYear, write SetSex default 'м';
property Attr: boolean read FAttr write FAttr default true;
property Comment: string read FComment write FComment; 
end;

implementation
procedure TPerson.SetSex(Value: char);
// Процедура записи пола
begin
if Value in ['м', 'ж']
then FSex := Value
else ShowMessage('Недопустимый символ "' + Value +
'" в указании пола'); 
end; 
end.

Вглядимся в приведенный код. Интерфейсный раздел модуля interface начинается с предложения uses. Заранее включать это предложение в модуль не требуется. Но по мере написания кода вы будете встречаться с сообщениями компилятора о неизвестных ему идентификаторах функций, типов и т.п. Столкнувшись с таким сообщением, надо посмотреть во встроенной справке Delphi или в справке [3], в каком модуле объявлена соответствующая функция или класс. И включить этот модуль в приложение uses.

Теперь обратимся к объявлению класса. Объявленный класс TPerson наследует непосредственно классу TObject, поскольку родительский класс не указан. В закрытом разделе класса private объявлен ряд полей. Поле FName предполагается использовать для фамилии, имени и отчества человека. Поля FDepl, FDep2, FDep3 будут использоваться под указание места работы или учебы. Поле FYear будет хранить год рождения, поле FSex - указание пола: символ "м" или "ж". Поле FAttr будет хранить какую-то характеристику: штатный — нештатный, отличник или нет и т.п. Поле FComment предназначено для каких-то текстовых комментариев. В частности, в нем можно хранить свойство Text многострочного окна редактирования Memo или RichEdit. Так что это может быть развернутая характеристика человека, правда, без форматирования.

В открытом разделе класса public объявлены свойства, соответствующие всем полям. Чтение всех свойств осуществляется непосредственно из полей. Запись во всех свойствах, кроме Sex, осуществляется тоже непосредственно в поля. А для поля Sex указана в объявлении свойства процедура записи SetSex, поскольку надо следить, чтобы по ошибке в это поле не записали символ, отличный от "м" и "ж". Соответственно в защищенном разделе класса protected содержится объявление этой процедуры. Как говорилось ранее, она должна принимать единственный параметр типа, совпадающего с типом свойства.

В раздел модуля implementation введена реализация процедуры записи SetSex. Ее заголовок повторяет объявление, но перед именем процедуры вводится ссылка на класс TPerson, к которому она относится. Не забывайте давать такие ссылки для методов класса. Иначе получите сообщение компилятора об ошибке; Unsatisfied forward or external declaration: TPerson.SetSex — нереализованная ранее объявленная или внешняя функция TPerson.SetSex.

Тело процедуры SetSex в особых комментариях не нуждается. В нем проверяется допустимость символа, переданного в процедуру через параметр Value. Если символ допустимый, то его значение заносится в поле FSex. Это поле, как и другие закрытые поля, открыто для методов данного класса. При ошибочном символе пользователю выдается сообщение об ошибке. Правда, лучше было бы в этом случае сгенерировать исключение, но пока мы не обсуждали, как это можно делать.

Вы создали класс в вашем модуле MyClasses. Давайте посмотрим, как можно использовать объекты нашего класса. Создайте в модуле формы Unit1 вашего приложения тест класса TPerson. Введите в модуль операторы:

uses Classl;
var Pers: TPerson;

Они обеспечивают связь с модулем, описывающим класс, и объявляют переменную Pers, через которую вы будете связываться с объектом класса. Но так же, как при работе с другими объектами и записями, объявление этой переменной еще не создает сам объект. Это указатель на объект, и его значение равно nil.

Создание объекта вашего класса TPerson должно осуществляться вызовом его конструктора Create. Так что создайте обработчик события OnCreate вашей формы, и вставьте в него оператор:

Pers := TPerson.Create;

Вот теперь объект создан, и переменная Pers указывает на него. Чтобы не забыть очистить память от этого объекта при завершении работы приложения, сразу создайте обработчик события OnDestroy формы, и вставьте в него оператор:

Pers.Free;

Почему ваш объект воспринимает методы Create и Free? Ведь вы их не объявляли в классе TPerson! Это работает механизм наследования. В классе TObject, являющемся родительским для TPerson, методы Create и Free имеются. А поскольку вы их не перегружали, то ваш класс наследует их.

Теперь перенесите на форму четыре окна Edit, окно Memo и две кнопки. Пусть первая кнопка с надписью Запись заносит в объект Pers данные из окон редактирования: ' фамилию с именем и отчеством, пол, подразделение, в котором работает или обучается человек, год рождения, характеристику из окна Memo. Обработчик щелчка на ней может иметь вид:

with Pers do 
begin
Name := Editl.Text;
if Edit2.Text <> " then Sex := Edit2.Text[1];
Depl := Edit3.Text;
Year := StrToInt(Edit4.Text);
Comment := Memol.Text; 
end;

А вторая кнопка с надписью Чтение пусть осуществляет чтение информации из объекта в окна редактирования. Обработчик щелчка на ней может иметь вид:

with Pers  do
begin
Editl.Text:= Name;
Edit2.Text:= Sex;
Edit3. Text:= Depl;
Edit4.Text:= IntToStr(Year);
Memol.Text:= Comment; 
end;

Выполните ваше приложение. Занесите в окна редактирования какую-то подходящую информацию и щелкните на кнопке Запись. А потом сотрите тексты всех окон редактирования и щелкните на кнопке Чтение. Информация в окнах должна восстановиться. Проверьте также реакцию на неверный символ, задающий пол.

Продолжение: Конструкторы и деструкторы.