Бертран Мейер - Основы объектно-ориентированного программирования

Как уже говорилось, ни один модуль не имеет больше прав на разделяемые данные, чем остальные. Это особенно справедливо для только что рассмотренных случаев. Если расчет значения способен инициировать любой модуль, нет смысла и говорить о том, будто один из них выступает в роли владельца. Такое положение дел и отражает модульная структура системы.

Функция close должна вызываться только один раз. Контроль над количеством ее вызовов рекомендуется возложить на глобальную переменную приложения.

Из руководства к коммерческой библиотеке функций языка C

Механизм однократных функций интересен и при работе с процедурами. Однократные процедуры могут применяться для инициализации общесистемного свойства, когда заранее неизвестно, какому компоненту это свойство понадобится первому.

Примером может стать графическая библиотека, в которой любая функция, вызываемая первой, должна предварительно провести настройку, учитывающую параметры дисплея. Автор библиотеки мог, конечно, потребовать, чтобы каждый клиент начинал работу с библиотекой с вызова функции настройки. Этот нюанс, в сущности, не решает проблему - чтобы справиться с ошибками, любая функция должна обнаруживать, не запущена ли она без настройки. Но если функции такие "умные", то зачем что-то требовать от клиента, когда можно нужную функцию настройки вызывать самостоятельно.

Однократные процедуры решают эту проблему лучше:

check_setup is

-- Настроить терминал, если это еще не сделано.

once

terminal_setup -- Фактические действия по настройке.

end

Теперь каждая экранная функция должна начинаться с обращения к check_setup, первый вызов которой приведет к настройке параметров, а остальные не сделают ничего. Заметьте, что check_setup не должна экспортироваться клиентам.

Однократная процедура - это важный прием, упрощающий применение библиотек и других программных пакетов.

Однократные процедуры и функции могут иметь параметры, необходимые, по определению, лишь при первом вызове.

В этом разделе мы обсудим конкретную техническую проблему, поэтому при первом чтении книги его можно пропустить.

Однократные функции, тип которых не является встроенным, вносят потенциальную несовместимость с механизмом закрепления типов и универсальностью.

Начнем с универсальности. Пусть в родовом классе EXAMPLE [G] есть однократная функция, чей тип родовой параметр:

f: G is once ... end

Рассмотрим пример ее использования:

character_example: EXAMPLE [CHARACTER]

...

print (character_example.f)

Пока все в порядке. Но если попытаться получить константу с другим родовым параметром:

integer_example: EXAMPLE [INTEGER]

...

print (integer_example.f + 1)

В последней инструкции мы складываем два числа. Первое значение, результат вызова f, к сожалению, уже найдено, поскольку f - однократная функция, причем символьного, а не числового типа. Сложение окажется недопустимым.

Проблема заключается в попытке разделения значения разными формами родового порождения, ожидающими значения, тип которого определяется родовым параметром. Аналогичная ситуация возникает и с закреплением типов. Представим себе класс B, добавляющий еще один атрибут к компонентам своего родителя A:

class B inherit A feature

attribute_of_B: INTEGER

end

Пусть A имеет однократную функцию f, возвращающую результат закрепленного типа:

f: like Current is once create Result make end

и пусть первый вызов функции f имеет вид:

a2 := a1.f

где a1 и a2 имеют тип A. Вычисление f создаст экземпляр A и присоединит его к сущности a2. Все прекрасно. Но предположим, далее следует:

b2 := b1.f

где b1 и b2 имеют тип B. Не будь f однократной функцией, никакой проблемы бы не возникло. Вызов f породил бы экземпляр класса B и вернул его в качестве результата. Но функция является однократной, а ее результат был уже найден при первом вызове. И это - экземпляр A, но не B. Поэтому инструкция вида:

print (b2.attribute_of_B)

попытается обратиться к несуществующему полю объекта A.

Проблема в том, что закрепление вызывает неявное переопределение типов. Если бы f была переопределена явно, с применением в классе B объявления

f: B is once create Resultl make end

при условии, что исходный вариант f в классе A возвращает результат типа A (а не like Current), все было бы замечательно: экземпляры A обращались бы к версии f для A, экземпляры B - к версии f для B. Однако закрепление типов было введено как раз для того, чтобы избавить нас от таких явных переопределений.

Эти примеры - свидетельства несовместимости семантики однократных функций (с процедурами все прекрасно) с результатами применения закрепленных типов и формальных родовых параметров. Одно из решений проблемы в том, чтобы трактовать такие случаи как явные переопределения, приняв за правило то, что результат однократной функции совместно используется лишь в пределах одной формы родовой порождения, а при закреплении результата - лишь среди экземпляров своего класса. Недостатком такого подхода, впрочем, является, что он не отвечает интуитивной семантике однократных функций, которые, с позиции клиента, должны быть эквивалентны разделяемым атрибутам. Во избежание недоразумений и возможных ошибок можно пойти на более суровые меры, наложив полный запрет на сценарии подобного рода:

Правило для однократной функции

Тип результата однократной функции не может быть закреплен и не может включать любой родовой параметр.

В начале этой лекции были введены символьные константы, значением которых является символ. Например:

Backslash: CHARACTER is ''

Однако нередко классам требуются строковые константы, использующие, как обычно, для записи константы двойные кавычки:

[S1]

Message: STRING is "Syntax error" -- "Синтаксическая ошибка"

Вспомните, что STRING - не простой тип. Это - библиотечный класс, поэтому значение, связанное с сущностью Message во время работы программы, является объектом, то есть экземпляром STRING. Как вы могли догадаться, такое описание является сокращенной формой объявления однократной функции вида:

[S2]

Message: STRING is

-- Строка из 12 символов

once

create Result.make (12)

Result.put ('S', 1)

Result.put ('y', 2)

...

Result.put ('r', 12)

end

Строковые значения являются не константами, а ссылками на разделяемые объекты. Любой класс, имеющий доступ к Message, может изменить значение одного или нескольких символов строки. Строковые константы можно использовать и как выражения при передаче параметров или присваивании:

Message_window.display ("НАЖМИТЕ ЛЕВУЮ КНОПКУ ДЛЯ ВЫХОДА")

greeting := "Привет!"

Иногда при разработке программ возникает потребность в сущности, принимающей лишь несколько значений, характеризующих возможные ситуации. Так, операция чтения может вернуть код результата, значениями которого будут признаки успешной операции, ошибки при открытии и ошибки при считывании. Простым решением проблемы было бы применение целочисленного атрибута:

code: INTEGER

и набора символьных констант

[U1]

Successful: INTEGER is 1

Open_error: INTEGER is 2

Read_error: INTEGER is 3

которые позволяют записывать условные инструкции вида

[U2]

if code = Successful then ...