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介紹如何使用Perl的面向?qū)ο缶幊?OOP)特性及如何構(gòu)建對象,還包括繼承、方法重載和數(shù)據(jù)封裝等內(nèi)容。
模塊(module)就是Perl包(pachage)。Perl中的對象基于對包中數(shù)據(jù)項的引用。(引用見第x章引用。
詳見的perlmod和perlobj。
在用其它語言進行面向?qū)ο缶幊虝r,先聲明一個類然后創(chuàng)建該類的對象(實例),特定類所有對象的行為方式是相同的,由類方法確定,可以通過定義新類或從現(xiàn)存類繼承來創(chuàng)建類。
已熟悉面向?qū)ο缶幊痰娜丝梢栽诖擞龅皆S多熟悉的術語。Perl一直是一個面向?qū)ο蟮恼Z言,在Perl5中,語法略有變動,更規(guī)范化了對象的使用。
下面三個定義對理解對象、類和方法在Perl中如何工作至關重要。
.類是一個Perl包,其中含提供對象方法的類。
.方法是一個Perl子程序,類名是其第一個參數(shù)。
.對象是對類中數(shù)據(jù)項的引用。
再強調(diào)一下,一個Perl類是僅是一個包而已。當你看到Perl文檔中提到“類”時,把它看作“包”就行了。Perl5的語法可以創(chuàng)建類,如果你 已熟悉C++,那么大部分語法你已經(jīng)掌握了。與Perl4不同的概念是用雙冒號(::)來標識基本類和繼承類(子類)。
面向?qū)ο蟮囊粋€重要特性是繼承。Perl中的繼承特性與其它面向?qū)ο笳Z言不完全一樣,它只繼承方法,你必須用自己的機制來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的繼承。
因為每個類是一個包,所以它有自己的名字空間及自己的符號名關聯(lián)數(shù)組(詳見第x章關聯(lián)數(shù)組),每個類因而可以使用自己的符號名集。與包的引用結(jié)合,可以用單引號(')操作符來定位類中的變量,類中成員的定位形式如:$class'$member。在Perl5中,可用雙冒號替代單引號來獲得引用,如:$class'$member與$class::$member相同。
本節(jié)介紹創(chuàng)建一個新類的必要步驟。下面使用的例子是創(chuàng)建一個稱為Cocoa的簡單的類,其功能是輸出一個簡單的Java應用的源碼的必要部分。放心,這個例子不需要你有Java的知識,但也不會使你成為Java專家,其目的是講述創(chuàng)建類的概念。
首先,創(chuàng)建一個名為Cocoa.pm的包文件(擴展名pm是包的缺省擴展名,意為Perl Module)。一個模塊就是一個包,一個包就是一個類。在做其它事之前,先加入“1;”這樣一行,當你增加其它行時,記住保留“1;”為最后一行。這是 Perl包的必需條件,否則該包就不會被Perl處理。下面是該文件的基本結(jié)構(gòu)。
???? 接下來,我們往包里添加方法使之成為一個類。第一個需添加的方法是new(),它是創(chuàng)建對象時必須被調(diào)用的,new()方法是對象的構(gòu)造函數(shù)。
構(gòu)造函數(shù)是類的子程序,它返回與類名相關的一個引用。將類名與引用相結(jié)合稱為“祝福”一個對象,因為建立該結(jié)合的函數(shù)名為bless(),其語法為:
bless YeReference [,classname]
YeReference是對被“祝福”的對象的引用,classname是可選項,指定對象獲取方法的包名,其缺省值為當前包名。
創(chuàng)建一個構(gòu)建函數(shù)的方法為返回已與該類結(jié)合的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的引用,如:
sub new {
my $this = {}; # Create an anonymous hash, and #self points to it.
bless $this; # Connect the hash to the package Cocoa.
return $this; # Return the reference to the hash.
}
1;
???? {}創(chuàng)建一個對不含鍵/值對的哈希表(即關聯(lián)數(shù)組)的引用,返回值被賦給局域變量$this。函數(shù)bless()取出該引用,告訴對象它引用的是Cocoa,最后返回該引用。函數(shù)的返回值現(xiàn)在指向這個匿名哈希表。從new()函數(shù)返回后,$this引用被銷毀,但調(diào)用函數(shù)保存了對該哈希表的引用,因此該哈希表的引用數(shù)不會為零,從而使Perl在內(nèi)存中保存該哈希表。創(chuàng)建對象可如下調(diào)用:
$cup = new Cocoa;
下面語句為使用該包創(chuàng)建對象的例子:
1 #!/usr/bin/perl
2 push (@INC,'pwd');
3 use Cocoa;
4 $cup = new Cocoa;
1、一定要在構(gòu)造函數(shù)中初始化變量;
2、一定要用my函數(shù)在方法中創(chuàng)建變量;
3、一定不要在方法中使用local,除非真的想把變量傳遞給其它子程序;
4、一定不要在類模塊中使用全局變量。
???? 加上聲明的Cocoa構(gòu)造函數(shù)如下:
sub new {
my $this = {};
print "\n /* \n ** Created by Cocoa.pm \n ** Use at own risk";
print "\n ** Did this code even get pass the javac compiler? ";
print "\n **/ \n";
bless $this;
return $this;
}
???? 也可以簡單地調(diào)用包內(nèi)或包外的其它函數(shù)來做更多的初始化工作,如:
sub new {
my $this = {}
bless $this;
$this->doInitialization();
return $this;
}
???? 創(chuàng)建類時,應該允許它可被繼承,應該可以把類名作為第一個參數(shù)來調(diào)用new函數(shù),那么new函數(shù)就象下面的語句:
sub new {
my $class = shift; # Get the request class name
my $this = {};
bless $this, $class # Use class name to bless() reference
$this->doInitialization(); return $this;
}
???? 此方法使用戶可以下列三種方式之一來進行調(diào)用:
Cocoa::new()Cocoa->new()new Cocoa???? 可以多次bless一個引用對象,然而,新的將被bless的類必然把對象已被bless的引用去掉,對C和Pascal程序員來說,這就象把一個指針賦給分配的一塊內(nèi)存,再把同一指針賦給另一塊內(nèi)存而不釋放掉前一塊內(nèi)存??傊?,一個Perl對象每一時刻只能屬于一個類。對象和引用的真正區(qū)別是什么呢?Perl對象被bless以屬于某類,引用則不然,如果引用被bless,它將屬于一個類,也便成了對象。對象知道自己屬于哪個類,引用則不屬于任何類。
作為構(gòu)造函數(shù)的new()函數(shù)的參數(shù)叫做實例變量。實例變量在創(chuàng)建對象的每個實例時用于初始化,例如可以用new()函數(shù)為對象的每個實例起個名字。
可以用匿名哈希表或匿名數(shù)組來保存實例變量。
用哈希表的代碼如下:
sub new {
my $type = shift;
my %parm = @_;
my $this = {};
$this->{'Name'} = $parm{'Name'};
$this->{'x'} = $parm{'x'};
$this->{'y'} = $parm{'y'};
bless $this, $type;}
???? 用數(shù)組保存的代碼如下:
sub new {
my $type = shift;
my %parm = @_;
my $this = [];
$this->[0] = $parm{'Name'};
$this->[1] = $parm{'x'};
$this->[2] = $parm{'y'};
bless $this, $type;}
???? 構(gòu)造對象時,可以如下傳遞參數(shù):
$mug = Cocoa::new( 'Name' => 'top','x' => 10,'y' => 20 );
操作符=>與逗號操作服功能相同,但=>可讀性好。訪問方法如下:
print "Name=$mug->{'Name'}\n";
print "x=$mug->{'x'}\n";
print "y=$mug->{'y'}\n";
Perl類的方法只不過是一個Perl子程序而已,也即通常所說的成員函數(shù)。Perl的方法定義不提供任何特殊語法,但規(guī)定方法的第一個參數(shù)為對象或其被引用的包。Perl有兩種方法:靜態(tài)方法和虛方法。
靜態(tài)方法第一個參數(shù)為類名,虛方法第一個參數(shù)為對象的引用。方法處理第一個參數(shù)的方式?jīng)Q定了它是靜態(tài)的還是虛的。靜態(tài)方法一般忽略掉第一個參數(shù), 因為它們已經(jīng)知道自己在哪個類了,構(gòu)造函數(shù)即靜態(tài)方法。虛方法通常首先把第一個參數(shù)shift到變量self或this中,然后將該值作普通的引用使用。 如:
1. sub nameLister {
2. ??? my $this = shift;
3. ??? my ($keys ,$value );
4. ??? while (($key, $value) = each (%$this)) {
5. ??????? print "\t$key is $value.\n";
6. ??? }
7. }
package Cocoa;
require Exporter;
@ISA = qw(Exporter);
@EXPORT = qw(setImports, declareMain, closeMain);
#
# This routine creates the references for imports in Java functions
#
sub setImports{
my $class = shift @_;
my @names = @_;
foreach (@names) {
print "import " . $_ . ";\n";
}
}
#
# This routine declares the main function in a Java script
#
sub declareMain{
my $class = shift @_;
my ( $name, $extends, $implements) = @_;
print "\n public class $name";
if ($extends) {
print " extends " . $extends;
}
if ($implements) {
print " implements " . $implements;
}
print " { \n";
}
#
# This routine declares the main function in a Java script
#
sub closeMain{
print "} \n";
}
#
# This subroutine creates the header for the file.
#
sub new {
my $this = {};
print "\n /* \n ** Created by Cocoa.pm \n ** Use at own risk \n */ \n";
bless $this;
return $this;
}
1;
???? 現(xiàn)在,我們寫一個簡單的Perl腳本來使用該類的方法,下面是創(chuàng)建一個Java applet源代碼骨架的腳本代碼:
#!/usr/bin/perl
use Cocoa;
$cup = new Cocoa;
$cup->setImports( 'java.io.InputStream', 'java.net.*');
$cup->declareMain( "Msg" , "java.applet.Applet", "Runnable");
$cup->closeMain();
???? 這段腳本創(chuàng)建了一個叫做Msg的Java applet,它擴展(extend)了java.applet.Applet小應用程序并使之可運行(runnable),其中最后三行也可以寫成如下:
Cocoa::setImports($cup, 'java.io.InputStream', 'java.net.*');
Cocoa::declareMain($cup, "Msg" , "java.applet.Applet", "Runnable");
Cocoa::closeMain($cup);
???? 其運行結(jié)果如下:
/*
** Created by Cocoa.pm
** Use at own risk
*/
import java.io.InputStream;
import java.net.*;
public class Msg extends java.applet.Applet implements Runnable {
}
???? 注意:如果用->操作符調(diào)用方法(也叫間接調(diào)用),參數(shù)必須用括號括起來,如:$cup->setImports( 'java.io.InputStream', 'java.net.*');而雙冒號調(diào)用如:Cocoa::setImports($cup, 'java.io.InputStream', 'java.net.*');也可去掉括號寫成:Cocoa::setImports $cup, 'java.io.InputStream', 'java.net.*' ;
有時需要指定使用哪個類的方法,如兩個不同的類有同名方法的時候。假設類Espresso和Qava都定義了方法grind,可以用::操作符指定使用Qava的方法:
$mess = Qava::grind("whole","lotta","bags");
Qava::grind($mess, "whole","lotta","bags");
可以根據(jù)程序的運行情況來選擇使用哪個類的方法,這可以通過使用符號引用去調(diào)用來實現(xiàn):
$method = $local ? "Qava::" : "Espresso::";
$cup->{$method}grind(@args);
Perl跟蹤對象的鏈接數(shù)目,當某對象的最后一個應用釋放到內(nèi)存池時,該對象就自動銷毀。對象的析構(gòu)發(fā)生在代碼停止后,腳本將要結(jié)束時。對于全局變量而言,析構(gòu)發(fā)生在最后一行代碼運行之后。
如果你想在對象被釋放之前獲取控制權(quán),可以定義DESTROY()方法。DESTROY()在對象將釋放前被調(diào)用,使你可以做一些清理工作。 DESTROY()函數(shù)不自動調(diào)用其它DESTROY()函數(shù),Perl不做內(nèi)置的析構(gòu)工作。如果構(gòu)造函數(shù)從基類多次bless,DESTROY()可能 需要調(diào)用其它類的DESTROY()函數(shù)。當一個對象被釋放時,其內(nèi)含的所有對象引用自動釋放、銷毀。
一般來說,不需要定義DESTROY()函數(shù),如果需要,其形式如下:
sub DESTROY {
#
# Add code here.
#
}
???? 因為多種目的,Perl使用了簡單的、基于引用的垃圾回收系統(tǒng)。任何對象的引用數(shù)目必須大于零,否則該對象的內(nèi)存就被釋放。當程序退出時,Perl的一個 徹底的查找并銷毀函數(shù)進行垃圾回收,進程中的一切被簡單地刪除。在UNIX類的系統(tǒng)中,這像是多余的,但在內(nèi)嵌式系統(tǒng)或多線程環(huán)境中這確實很必要。
類方法通過@ISA數(shù)組繼承,變量的繼承必須明確設定。下例創(chuàng)建兩個類Bean.pm和Coffee.pm,其中Coffee.pm繼承 Bean.pm的一些功能。此例演示如何從基類(或稱超類)繼承實例變量,其方法為調(diào)用基類的構(gòu)造函數(shù)并把自己的實例變量加到新對象中。
Bean.pm代碼如下:
package Bean;
require Exporter;
@ISA = qw(Exporter);
@EXPORT = qw(setBeanType);
sub new {
my $type = shift;
my $this = {};
$this->{'Bean'} = 'Colombian';
bless $this, $type;
return $this;
}
#
# This subroutine sets the class name
sub setBeanType{
my ($class, $name) = @_;
$class->{'Bean'} = $name;
print "Set bean to $name \n";
}
1;
???? 此類中,用$this變量設置一個匿名哈希表,將'Bean'類型設為'Colombian'。方法setBeanType()用于改變'Bean'類型,它使用$class引用獲得對對象哈希表的訪問。
Coffee.pm代碼如下:
1 #
2 # The Coffee.pm file to illustrate inheritance.
3 #
4 package Coffee;
5 require Exporter;
6 require Bean;
7 @ISA = qw(Exporter, Bean);
8 @EXPORT = qw(setImports, declareMain, closeMain);
9 #
10 # set item
11 #
12 sub setCoffeeType{
13 my ($class,$name) = @_;
14 $class->{'Coffee'} = $name;
15 print "Set coffee type to $name \n";
16 }
17 #
18 # constructor
19 #
20 sub new {
21 my $type = shift;
22 my $this = Bean->new(); ##### <- LOOK HERE!!! ####
23 $this->{'Coffee'} = 'Instant'; # unless told otherwise
24 bless $this, $type;
25 return $this;
26 }
27 1;
???? 第6行的require Bean;語句包含了Bean.pm文件和所有相關函數(shù),方法setCoffeeType()用于設置局域變量$class-> {'Coffee'}的值。在構(gòu)造函數(shù)new()中,$this指向Bean.pm返回的匿名哈希表的指針,而不是在本地創(chuàng)建一個,下面兩個語句分別為創(chuàng) 建不同的哈希表從而與Bean.pm構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建的哈希表無關的情況和繼承的情況:
my $this = {}; #非繼承
my $this = $theSuperClass->new(); #繼承
下面代碼演示如何調(diào)用繼承的方法:
1 #!/usr/bin/perl
2 push (@INC,'pwd');
3 use Coffee;
4 $cup = new Coffee;
5 print "\n -------------------- Initial values ------------ \n";
6 print "Coffee: $cup->{'Coffee'} \n";
7 print "Bean: $cup->{'Bean'} \n";
8 print "\n -------------------- Change Bean Type ---------- \n";
9 $cup->setBeanType('Mixed');
10 print "Bean Type is now $cup->{'Bean'} \n";
11 print "\n ------------------ Change Coffee Type ---------- \n";
12 $cup->setCoffeeType('Instant');
13 print "Type of coffee: $cup->{'Coffee'} \n";
???? 該代碼的結(jié)果輸出如下:
-------------------- Initial values ------------
Coffee: Instant
Bean: Colombian
-------------------- Change Bean Type ----------
Set bean to Mixed
Bean Type is now Mixed
------------------ Change Coffee Type ----------
Set coffee type to Instant
Type of coffee: Instant
???? 上述代碼中,先輸出對象創(chuàng)建時哈希表中索引為'Bean'和'Coffee'的值,然后調(diào)用各成員函數(shù)改變值后再輸出。
方法可以有多個參數(shù),現(xiàn)在向Coffee.pm模塊增加函數(shù)makeCup(),代碼如下:
sub makeCup {
my ($class, $cream, $sugar, $dope) = @_;
print "\n================================== \n";
print "Making a cup \n";
print "Add cream \n" if ($cream);
print "Add $sugar sugar cubes\n" if ($sugar);
print "Making some really addictive coffee ;-) \n" if ($dope);
print "================================== \n";
}
???? 此函數(shù)可有三個參數(shù),不同數(shù)目、值的參數(shù)產(chǎn)生不同的結(jié)果,例如:
1 #!/usr/bin/perl
2 push (@INC,'pwd');
3 use Coffee;
4 $cup = new Coffee;
5 #
6 # With no parameters
7 #
8 print "\n Calling with no parameters: \n";
9 $cup->makeCup;
10 #
11 # With one parameter
12 #
13 print "\n Calling with one parameter: \n";
14 $cup->makeCup('1');
15 #
16 # With two parameters
17 #
18 print "\n Calling with two parameters: \n";
19 $cup->makeCup(1,'2');
20 #
21 # With all three parameters
22 #
23 print "\n Calling with three parameters: \n";
24 $cup->makeCup('1',3,'1');
???? 其結(jié)果輸出如下:
Calling with no parameters:
==================================
Making a cup
==================================
Calling with one parameter:
==================================
Making a cup
Add cream
==================================
Calling with two parameters:
==================================
Making a cup
Add cream
Add 2 sugar cubes
==================================
Calling with three parameters:
==================================
Making a cup
Add cream
Add 3 sugar cubes
Making some really addictive coffee ;-)
==================================
???? 在此例中,函數(shù)makeCup()的參數(shù)既可為字符串也可為整數(shù),處理結(jié)果相同,你也可以把這兩種類型的數(shù)據(jù)處理區(qū)分開。在對參數(shù)的處理中,可以設置缺省的值,也可以根據(jù)實際輸入?yún)?shù)值的個數(shù)給予不同處理。
繼承的好處在于可以獲得基類輸出的方法的功能,而有時需要對基類的方法重載以獲得更具體或不同的功能。下面在Bean.pm類中加入方法printType(),代碼如下:
sub printType {
my $class = shift @_;
print "The type of Bean is $class->{'Bean'} \n";
}
???? 然后更新其@EXPORT數(shù)組來輸出:
@EXPORT = qw ( setBeanType , printType );
現(xiàn)在來調(diào)用函數(shù)printType(),有三種調(diào)用方法:
$cup->Coffee::printType();
$cup->printType();
$cup->Bean::printType();
???? 輸出分別如下:
The type of Bean is Mixed
The type of Bean is Mixed
The type of Bean is Mixed
???? 為什么都一樣呢?因為在子類中沒有定義函數(shù)printType(),所以實際均調(diào)用了基類中的方法。如果想使子類有其自己的printType()函數(shù),必須在Coffee.pm類中加以定義:
#
# This routine prints the type of $class->{'Coffee'}
#
sub printType {
my $class = shift @_;
print "The type of Coffee is $class->{'Coffee'} \n";
}
???? 然后更新其@EXPORT數(shù)組:
@EXPORT = qw(setImports, declareMain, closeMain, printType);
現(xiàn)在輸出結(jié)果變成了:
The type of Coffee is Instant
The type of Coffee is Instant
The type of Bean is Mixed
???? 現(xiàn)在只有當給定了Bean::時才調(diào)用基類的方法,否則直接調(diào)用子類的方法。
那么如果不知道基類名該如何調(diào)用基類方法呢?方法是使用偽類保留字SUPER::。在類方法內(nèi)使用語法 如:$this->SUPER::function(...argument list...); ,它將從@ISA列表中尋找。剛才的語句用SUPER::替換Bean::可以寫為$cup->SUPER::printType(); ,其結(jié)果輸出相同,為:
The type of Bean is Mixed
?