Язык программирования Perl - Михаил Шохирев

Взаимодействие с объектом строится на обращении к его методам. Обращение к методу происходит при помощи ссылки на экземпляр конкретного объекта, и при этом первым аргументом в метод автоматически передается ссылка на этот объект. Например:

$hobbit->give_name('Бильбо Бэггинс'); # соответствует вызову: Person::give_name($hobbit, 'Бильбо Бэггинс');

Внутри метода ссылка на экземпляр объекта используется для доступа к данным этого экземпляра и обращения к другим методам. Для обращения к конструктору используется имя класса, так как во время работы конструктора уже существует класс, а экземпляр объекта только должен быть создан конструктором.

Если к ссылке на объект класса Person применить функцию ref(), то она вернет значение не 'HASH', как можно было бы предположить, а 'Person'! Это результат "благословения" объекта ссылки функцией bless().

print "Класс объекта: '", ref($hobbit), "'n"; # 'Person'

Кроме нотации с оператором "стрелка" ->, традиционно используемой при работе со ссылками, для доступа к методам применяются синтаксические конструкции с использованием косвенных объектов. При использовании этого стиля имя метода стоит перед именем класса или ссылкой на объект, после которой идет список аргументов, иногда заключаемый в круглые скобки. Использование косвенных объектов может сделать текст программы более наглядным и понятным. Приведем пример обращения к объектам в новом стиле:

# способ обращения к методам через косвенные объекты use Person; # используем класс Person my $magician = new Person; # "этот маг - новая личность" give_name $magician 'Гэндальф'; # "назовем мага 'Гэндальф'" my $name = say_name $magician; # "назови себя, маг" print $name, "n";

В качестве иллюстрации к сказанному на рис. 14.1 изображены языковые конструкции, применяемые при работе с объектами, и их взаимосвязи.

Рис. 14.1.  Конструкции объектного программирования в Perl

Наследование - это мощный механизм конструирования нового класса, позволяющий уточнить существующий класс, изменить его поведение родительского класса или добавить к нему новые свойства. В Perl это делается легко и просто: нужно упомянуть имя родительского класса в специальном массиве @ISA текущего класса. Исполняющая система, не найдя вызванного метода в текущем модуле, продолжает его поиск в пакетах, перечисленных в массиве @ISA. Приведем пример описания класса Wizard, производного от класса Person:

package Wizard; # класс "Маг" our @ISA = qw(Person); # является подклассом Person use Person; # и использует пакет Person # ... описание методов класса Wizard... 1; # вернуть истину для use

Смысл наследования - в создании подклассов, изменяющих поведение базового класса. Для этого в дочерних классах описываются новые методы или переопределяются существующие. В качестве примера опишем для класса Wizard новый метод для работы со свойством 'magic' ("тип магии" - белая или черная):

sub magic { # магия - вот что отличает волшебника my $self = shift; # извлечь ссылку на объект $self->{magic} = shift if @_; # изменить значение return $self->{magic}; # вернуть значение }

Кроме того, переопределим конструктор объектов класса new() так, чтобы он принимал два аргумента для инициализации свойств 'name' и 'magic'. Для создания объекта воспользуемся конструктором родительского класса, затем зададим начальные значения свойств, и, наконец, "дадим благословение" объекту ссылки быть магом:

sub new { # конструктор объектов my $class = $_[0]; # имя класса в 1-м аргументе my $self = new Person; # маг - это личность $self->{name} = $_[1]; # задать имя из 2-го аргумента $self->{magic} = $_[2]; # и тип магии из 3-го bless($self, $class); # "благословить" мага return $self; # вернуть ссылку на объект }

Вызывающая программа, использующая производный класс, будет выглядеть следующим образом:

use Wizard; # подключить производный класс # создать нового черного мага - Сарумана my $wizard = new Wizard('Саруман', 'black'); my $name = say_name $wizard; # "назови себя, маг" print $name, ' ', $wizard->magic(); # 'Саруман black' print ref($wizard); # тип объекта ссылки - 'Wizard'

Естественно, что у объекта класса Wizard можно вызывать не только методы собственного класса, но и любые методы, унаследованные из родительского класса Person.

В классе может быть описан специальный метод, автоматически вызываемый исполняющей системой при уничтожении каждого объекта. Такой метод называется деструктор (destructor), и он должен иметь зарезервированное имя - DESTROY. Деструктор вызывается при освобождении памяти, занимаемой объектом: это происходит при выходе из блока, где был создан объект, при удалении последней ссылки на объект функцией undef($object) или при окончании программы. Приведем пример шуточного деструктора для класса Person, который при удалении объекта направляет прощание в поток STDERR, называя имя объекта методом say_name():

sub DESTROY { warn('Прощайте, я ухожу... ' . shift->say_name); }

Деструктор может использоваться, если при окончании работы с объектом нужно выполнить какие-то завершающие действия: например, удалить динамически созданные структуры или сохранить данные объекта в файле. Конструктор в этом случае может считывать сохраненные значения из файла, чтобы присвоить объектам начальные значения.

Анонимные хэши - это самый распространенный, но не единственный способ хранить значения атрибутов объекта. Для этого может применяться массив или даже скалярная переменная, лишь бы при создании объекта в конструкторе это хранилище значений было связано с именем класса функцией bless(). Недостатком этого подхода можно считать то, что ограничение доступа к свойствам достигается лишь на уровне соглашения пользоваться только методами объекта. И поскольку существует возможность изменить значение атрибута напрямую, это может нарушить корректную работу программы. Ведь в методе изменение состояния объекта сопровождается необходимыми проверками, чего не происходит при непосредственном изменении атрибута. Тем более, что в некоторых случаях атрибуты вообще должны быть доступны только для чтения (read-only attribute). Например, при использовании хэша для хранения атрибутов вполне возможно такое некорректное присваивание:

$hobbit->{magic} = 'пёстрая'; # добавлен ошибочный атрибут

Для того чтобы надежно обеспечить ограничение доступа к данным, которые хранятся в объекте, применяются замыкания. Чтобы показать, как можно организовать полностью закрытые атрибуты (private attributes) с помощью замыканий, напишем класс Private::Person. В новой версии класса значения атрибутов также хранятся в анонимном хэше, но при создании объекта возвращается ссылка не на него, а на анонимную подпрограмму доступа к данным. Этой функции будет передаваться имя атрибута (и, возможно, новое значение), а она будет возвращать значение атрибута, используя имя атрибута как ключ поиска в анонимном массиве. Это выглядит так:

package Private::Person; # класс "Личность" sub new { # прототипом может быть my $invocant = shift; # класс или объект my $class = ref($invocant) || $invocant; my $self = { # значения атрибутов: NAME => '', # имя и HEIGHT => 0.0 # рост }; my $closure = sub { # функция доступа к данным my $field = shift; # по имени атрибута $self->{$field} = shift if @_; # изменим и return $self->{$field}; # вернем значение }; # объектом будет bless($closure, $class); # ссылка на функцию } # метод доступа к атрибуту name sub name { my $self = shift; # ссылка на объект-функцию &{$self}("NAME", @_); # доступ к скрытому значению } # метод доступа к атрибуту height sub height { # то же, что выше, но несколько короче: &{ $_[0] }("HEIGHT", @_[1 .. $#_ ] ) } 1;

Методы доступа к свойствам объектов получают первым аргументом ссылку на функцию доступа к значениям атрибутов и вызывают ее, передавая ей имя поля и остальные свои аргументы. Приведем пример создания объектов нового класса и обращения к их методам. В вызывающей программе все выглядит так, как будто данные по-прежнему хранятся в анонимном массиве:

package main; # вызывающая программа use Private::Person; # использовать этот класс my $elf = Private::Person->new; # создать объект и $elf->name("Леголас"); # задать значения $elf->height(189); # его атрибутам # получить доступ к значениям атрибутов объекта print $elf->name, ' ', $elf->height, ' '; print ref($elf), "n"; # тип референта: 'Private::Person'

Из примера видно, что имя класса может быть составным, отражая иерархию классов. Поскольку классы - это пакеты, хранящиеся в файле-модуле, то все, что говорилось в предыдущей лекции об именовании модулей, относится и к классам.