מאמר רביעי בסדרת מאמרים בנושא תכנות מונחה עצמים, והפעם - Using Virtual/Pure Virtual

1. ‫פולימורפיזם – "‪Using "Virtual" and "Pure Virtual‬‬
‫‪Virtual Functions‬‬
‫כבר הזכרנו שהרעיון הוא להפוך את הקוד לפולימורפי ככל שניתן ועל כן, יש מקום לדבר על האפשרות ליצור‬
‫מצביע יחיד שישמש אותנו גם עבור המחלקה עצמה וגם עבור תתי המחלקות שלה.‬
‫היות ותת המחלקה היא נגזרת של המחלקה עצמה, כלומר, יש בה את כל ה – ‪ DNA‬של מחלקה ההורה ויותר‬
‫מכך, אין מניעה לפנות אליה באמצעות אותו המצביע שהיה משמש אותנו אילו רצינו לפנות למחלקת ההורה,‬
‫עם ההגבלות הברורות כמובן, שמצביע זה ידע לגשת אך ורק ל ‪ members‬שמוכרים לו מהמבנה של מחלקת‬
‫ההורה ולא לתוספות / שינויים אלו ואחרים שקרו אולי במחלקת הילד.‬
‫בחזרה לדוגמה שלנו; נניח ויצרנו פונקציה ‪ WhoRU‬חיצונית למחלקה ‪ ,Robot‬אשר מקבלת כתובת לאינסטנס‬
‫של רובוט, כלומר לאובייקט מסוג רובוט, ותפקידה הוא להפעיל את הפונקציה;) (‪ WhatAreYou‬עבור אותו‬
‫האינסטנס.‬
‫הצהרה ומימוש של פונקציה שכזו ייראו כך:‬
‫{ ) ‪void WhoRU ( Robot& Bot‬‬
‫} ;) (‪Bot.WhoAreYou‬‬
‫וקריאה לפונקציה תיעשה באופן הבא:‬
‫;)1‪WhoRU (robot‬‬
‫;)2‪WhoRU (robot‬‬
‫;)3‪WhoRU (robot‬‬
‫נשים לב שאנחנו שולחים לפונקציה בכל פעם אינסטנס מתת מחלקה שונה, בפעם הראשונה, אינסטנס של‬
‫מחלקת האב ‪ ,Robot‬בפעם השנייה אינסטנס של מחלקת הילד 2‪ R2D‬ובפעם השלישית אינסטנס של מחלקת‬
‫הילד ‪ ,Optimus‬אך יחד עם זאת, הפונקציה שמקבלת את הכתובת, הוגדרה לקבל כתובת אינסטנס של‬
‫מחלקת האב ‪!Robot‬‬
‫במצב זה, הקומפלייר לא יודע שאנחנו מעוניינים לפנות לפונקציות שהוגדרו בתתי המחלקה ולכן הפלטים יהיו‬
‫זהים וילקחו ממחלקת האב.‬
‫על מנת לפתור סוגיה זו, עלינו לומר לקומפלייר שאנו דורשים התייחסות דווקא לפונקציה של הילד במידה‬
‫והיא בעלת אותה הצהרה, ואנו יכולים לעשות זאת על ידי הוספת המילה‪ virtual‬בראשית הצהרת הפונקציה‬
‫במחלקת האב, כך שפונקציה זו תהפוך וירטואלית אם ליורש הוגדרה פונקציה בעלת הצהרה זהה.‬
‫כלומר, בעת הגדרת המחלקה ‪ ,Robot‬או כאשר מתעורר הצורך בהורשה מסוג שכזה, אנו ניגש להצהרת‬
‫הפונקציה במחלקת האב ונדאג להוסיף לה את המילה השמורה ‪ virtual‬כך:‬
‫{ ‪class Robot‬‬
‫:‪public‬‬
‫;) (‪virtual void WhoAreYou‬‬
‫;} ... :‪private‬‬

2. ‫‪PureVirtual-Abstract Functions‬‬
‫ע" מ להבין את המושג פונקציות אבסטרקטיות או פונקציות וירטואליות טהורות כמו שניתן לכנותן,‬
‫ראשית נסביר את המושג אבסטרקט.‬
‫אם נשאל את ד"ר גוגל, נקבל תשובה די נכונה:‬
‫/‪ab·stract/abˈstrakt‬‬ ‫‪Existing in thought or as an idea but not having a physical or‬‬
‫:‪Adjective‬‬ ‫.‪concrete existence‬‬
‫כלומר, מדובר בפונקציות אשר מהוות קונספט רעיוני כבור פונקציות שעתידות להיגזר מהן.‬
‫ע"מ להבהיר את הערפול סביב הנושא, ניקח דוגמה, איך אם לא, מהחיים האמיתיים: בן אדם.‬
‫בן אדם הוא קונספט רעיוני, שהרי אף אחד מאיתנו לא באמת פגש פעם בבן אדם. כן, פגשנו את יוסי, שהוא‬
‫גבר כבן 03 מלוס אנג'לס, פגשנו גם את רינה, בחורה בת 62 מכפר סבא... אבל הישות הזאת, "בן אדם", היא‬
‫לא משהו שקיים באמת כישות בפני עצמה.‬
‫אם כן, נוכל לומר ש"בן אדם" הוא טיפוס אבסטרקטי.‬
‫כאשר אנו מאפיינים מחלקה, כאמור, אנו חושבים על כל האפשרויות העתידיות עבור מחלקה זו.‬
‫אם נחזור לדוגמה שלנו, אותה פיתחנו במאמרים הקודמים בנושא, מחלקת ‪ ,Robot‬ניזכר שהיא מכילה את‬
‫המתודה ‪.SetName‬‬
‫היות ואנו עובדים בחברה מאוד רצינית לייצור רובוטים, אנו יכולים לייצר63 סוגים שונים של רובוט ועל כן,‬
‫למחלקה ‪ 36 ,Robot‬מחלקות יורשות, כ" א מהן מאופיינת בהתאם לסוג הרובוט אותו היא מייצגת.‬
‫מכאן, שאין באמת דבר כזה "רובוט". המכונה לא מבינה מה אומרים לה אם מבקשים ממנה "רובוט", היא‬
‫מבינה "2‪ ,"Optimus" ,"R2D‬וכד'...‬
‫מכאן, ש"רובוט" הוא טיפוס אבסטרקטי. מה הופך אותו לכזה כבר ברור, אבל מה לעשות, צריך לחזור לעולם‬
‫הקוד ולשאול, כיצד אנו ממשים את ההבנה שהשגנו כאן ברמת הסינטקס?‬
‫ובכן, פונקציות שכאלו, כגון ‪ SetName‬למשל, אשר הנן חסרות משמעות פיסית עבור מחלקת האב, אך‬
‫חיוניות עבור המחלקות היורשות, ניתנות להגדרה כפונקציות‪ , pure virtual‬כלומר, פונקציות שאנו מצהירים‬
‫מראש ב ‪ Base Class‬שהן חלק אינטגרלי ב ‪ , Derived Class‬אך לא קיימות בפועל ב ‪ Base Class‬עצמו.‬
‫בפועל, הגדרה של פונקציה כ ‪ Pure Virtual‬תיעשה באופן הבא במחלקת האב:‬
‫{ ‪class Robot‬‬
‫:‪public‬‬
‫; 0 = ) (‪virtual void SetName‬‬
‫... :‪private‬‬
‫;}‬
‫בעוד הגדרת מחלקת הילד תתבצע כרגיל:‬
‫;{ { ‪class R2D2 : public Robot‬‬
‫אך פרט שחשוב לציין הוא, שאין אפשרות לייצר אינסטנס של2‪ R2D‬לפני שבוצע מימוש של הפונקציה‬
‫‪ .SetName‬כלומר, 2‪ R2D‬בעצמו הוא אבסטרקטי, עד שמבצעים מימוש של הפונקציה ה‪ Pure Virtual‬שירש‬
‫מ‪!Robot‬‬