OOP 13.9: Schnittstellen

Axel Rogat

Objektorientiertes Programmieren mit C++ und JAVA

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13.9 Schnittstellen

Beim Entwurf einer Klasse nicht für eigene Zwecke, sondern zur Verwendung durch andere Benutzer, sind einige Überlegungen zu berücksichtigen, um den Umgang mit der Klasse so einfach und sicher wie möglich zu gestalten.

13.9.1 Reguläre Funktionen

Es ist im höchsten Maße gefährlich, von der üblichen Semantik einiger Funktionen, insbesondere Operatoren, abzuweichen. Es gibt einige Funktionen, auf deren Funktionalität sich der Benutzer einer Klasse verlassen können muß.

Diese Funktionen werden oft reguläre Funktionen genannt. Sie sind hier für eine Klasse T aufgeführt:

T::(const T&);
Der Copy-Konstruktor sollte immer ein Objekt erzeugen, das sich exakt so verhält wie seine Vorlage. Außer in wenigen sinnvollen (und dann gut dokumentierten) Fällen sollte es danach auch keinerlei implizite Verbindung (z.B. durch Verpointerung) zum ursprünglichen Objekt besitzen.
T::~T();
Der Destruktor sollte die Ressourcen freigeben, die im Lauf der Lebenszeit des Objekts belegt wurden.
T& T::operator = (const T&);
Der primäre Zuweisungsoperator (also der, der auf der rechten Seite ein Objekt der gleichen Klasse hat: const T& oder T), sollte das Objekt auf der linken Seite so modifizieren, daß es danach exakt die Werte des Objekts auf der rechten Seite hat. Die Semantik zum Einbau solcher Zuweisungen in größere Ausdrücke sollte beibehalten werden, d.h. eine Referenz auf das linke Objekt sollte zurückgegeben werden.
bool T::operator == (const T&, const T&);
Die Vergleichsoperatoren == und != sollten den Rückgabetyp bool haben. == sollte genau dann true liefern, wenn die beiden Operanden alles exakt gleiche Werte besitzen. != sollte die Negation des anderen Operators sein und, wenn sinnvoll, zur Sicherheit auch unter seiner Zuhilfenahme implementiert werden.

Auf die explizite Implementation dieser Funktionen kann nur verzichtet werden, wenn die vom Compiler automatisch bereitgestellten Ersatzfunktionen die gleiche Semantik haben würden. Fast immer kann man sie nur dann weglassen, wenn kein dynamischer Speicher beteiligt ist.

Bei Klassen mit arithmetischen Eigenschaften sollte die Semantik für kombinierte Zuweisungsoperatoren wie += auch immer die sein, als würde zunächst mit dem Operator + ein temporäres Objekt erzeugt und dann mit = zugewiesen.

13.9.2 Nice Classes

Einige Funktionen sollten in einer allgemein verwendbaren Klasse auf jeden Fall definiert werden. Ihr Weglassen kann zu unerwünschten Effekten oder zu eingeschränkter Benutzbarkeit führen.

Beispielsweise kann man nur Arrays von Objekten einer Klasse anlegen, wenn ein Default-Konstruktor (ohne Parameter) definiert ist, entweder explizit oder -- falls sinnvoll -- durch die Abwesenheit jedes Konstruktors.

Viele sinnvolle Funktionen wie Tauschen, Suchen, etc. werden durch Templates implementiert, so daß sie für beliebige Klassen durchführbar sind. Für das Tauschen ist aber der primäre Zuweisungsoperator notwendige Voraussetzung, für das Suchen der Vergleichsoperator ==.

Eine Klasse, die die folgenden wichtigen Funktionen (explizit oder implizit) implentiert, wird oft " nice class" genannt:

¤ Default-Konstruktor	`T::T();`
¤ Copy-Konstruktor	`T::(const T&);`
¤ Zuweisungsoperator	`T& T::operator = (const T&);`
¤ Vergleichsoperator	`bool T::operator == (const T&);`
¤ Destruktor	`T::~T();`

Es ist leider nicht sinnvoll, eine minimale Sammlung von Operationen mit ihren Semantiken vorzuschreiben, die einer vernünftige Klasse auf jeden Fall bereitstellen sollte. Für fast jede Funktion läßt sich eine Klasse finden, bei der die geforderte Standard-Implementation unvernünftig wäre.

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