16-应用ABC概念

13.6.1　应用ABC概念

您可能希望看到一个完整的ABC示例，因此这里将这一概念用于Brass和BrassPlus账户，首先定义一个名为AcctABC的ABC。这个类包含Brass和BrassPlus类共有的所有方法和数据成员，而那些在BrassPlus类和Brass类中的行为不同的方法应被声明为虚函数。至少应有一个虚函数是纯虚函数，这样才能使AcctABC成为抽象类。

程序清单13.11的头文件声明了AcctABC类（ABC）、Brass类和BrassPlus类（两者都是具体类）。为帮助派生类访问基类数据，AcctABC提供了一些保护方法；派生类方法可以调用这些方法，但它们并不是派生类对象的公有接口的组成部分。AcctABC还提供一个保护成员函数，用于处理格式化（以前是使用非成员函数处理的）。另外，AcctABC类还有两个纯虚函数，所以它确实是抽象类。

程序清单13.11　acctabc.h

// acctabc.h -- bank account classes
#ifndef ACCTABC_H_
#define ACCTABC_H_
#include <iostream>
#include <string>
// Abstract Base Class
class AcctABC
{
private:
    std::string fullName;
    long acctNum;
    double balance;
protected:
    struct Formatting
    {
        std::ios_base::fmtflags flag;
        std::streamsize pr;
    };
    const std::string & FullName() const {return fullName;}
    long AcctNum() const {return acctNum;}
    Formatting SetFormat() const;
    void Restore(Formatting & f) const;
public:
    AcctABC(const std::string & s = "Nullbody", long an = -1,
                double bal = 0.0);
    void Deposit(double amt) ;
    virtual void Withdraw(double amt) = 0; // pure virtual function
    double Balance() const {return balance;};
    virtual void ViewAcct() const = 0; // pure virtual function
    virtual ~AcctABC() {}
};
// Brass Account Class
class Brass :public AcctABC
{
public:
    Brass(const std::string & s = "Nullbody", long an = -1,
           double bal = 0.0) : AcctABC(s, an, bal) { }
    virtual void Withdraw(double amt);
    virtual void ViewAcct() const;
    virtual ~Brass() {}
};
//Brass Plus Account Class
class BrassPlus : public AcctABC
{
private:
    double maxLoan;
    double rate;
    double owesBank;
public:
    BrassPlus(const std::string & s = "Nullbody", long an = -1,
            double bal = 0.0, double ml = 500,
            double r = 0.10);
    BrassPlus(const Brass & ba, double ml = 500, double r = 0.1);
    virtual void ViewAcct()const;
    virtual void Withdraw(double amt);
    void ResetMax(double m) { maxLoan = m; }
    void ResetRate(double r) { rate = r; };
    void ResetOwes() { owesBank = 0; }
};
#endif

接下来需要实现那些不是内联函数的方法，如程序清单13.12所示。

程序清单13.12　acctABC.cpp

// acctabc.cpp -- bank account class methods
#include <iostream>
#include "acctabc.h"
using std::cout;
using std::ios_base;
using std::endl;
using std::string;
// Abstract Base Class
AcctABC::AcctABC(const string & s, long an, double bal)
{
    fullName = s;
    acctNum = an;
    balance = bal;
}
void AcctABC::Deposit(double amt)
{
    if (amt < 0)
        cout << "Negative deposit not allowed; "
             << "deposit is cancelled.\n";
    else
        balance += amt;
}
void AcctABC::Withdraw(double amt)
{
    balance -= amt;
}
// protected methods for formatting
AcctABC::Formatting AcctABC::SetFormat() const
{
 // set up ###.## format
    Formatting f;
    f.flag =
        cout.setf(ios_base::fixed, ios_base::floatfield);
    f.pr = cout.precision(2);
    return f;
}
void AcctABC::Restore(Formatting & f) const
{
    cout.setf(f.flag, ios_base::floatfield);
    cout.precision(f.pr);
}
// Brass methods
void Brass::Withdraw(double amt)
{
    if (amt < 0)
        cout << "Withdrawal amount must be positive; "
             << "withdrawal canceled.\n";
    else if (amt <= Balance())
        AcctABC::Withdraw(amt);
    else
        cout << "Withdrawal amount of $" << amt
             << " exceeds your balance.\n"
             << "Withdrawal canceled.\n";
}
void Brass::ViewAcct() const
{
    Formatting f = SetFormat();
    cout << "Brass Client: " << FullName() << endl;
    cout << "Account Number: " << AcctNum() << endl;
    cout << "Balance: $" << Balance() << endl;
    Restore(f);
}
// BrassPlus Methods
BrassPlus::BrassPlus(const string & s, long an, double bal,
           double ml, double r) : AcctABC(s, an, bal)
{
    maxLoan = ml;
    owesBank = 0.0;
    rate = r;
}
BrassPlus::BrassPlus(const Brass & ba, double ml, double r)
           : AcctABC(ba) // uses implicit copy constructor
{
    maxLoan = ml;
    owesBank = 0.0;
    rate = r;
}
void BrassPlus::ViewAcct() const
{
    Formatting f = SetFormat();
    cout << "BrassPlus Client: " << FullName() << endl;
    cout << "Account Number: " << AcctNum() << endl;
    cout << "Balance: $" << Balance() << endl;
    cout << "Maximum loan: $" << maxLoan << endl;
    cout << "Owed to bank: $" << owesBank << endl;
    cout.precision(3);
    cout << "Loan Rate: " << 100 * rate << "%\n";
    Restore(f);
}
void BrassPlus::Withdraw(double amt)
{
    Formatting f = SetFormat();
    double bal = Balance();
    if (amt <= bal)
        AcctABC::Withdraw(amt);
    else if ( amt <= bal + maxLoan - owesBank)
    {
        double advance = amt - bal;
        owesBank += advance * (1.0 + rate);
        cout << "Bank advance: $" << advance << endl;
        cout << "Finance charge: $" << advance * rate << endl;
        Deposit(advance);
        AcctABC::Withdraw(amt);
    }
    else
        cout << "Credit limit exceeded. Transaction cancelled.\n";
    Restore(f);
}

保护方法FullName()和AcctNum()提供了对数据成员fullName和acctNum的只读访问，使得可以进一步定制每个派生类的ViewAcct()。

这个版本在设置输出格式方面做了两项改进。前一个版本使用两个函数调用来设置输出格式，并使用一个函数调用来恢复格式：

format initialState = setFormat();
precis prec = cout.precision(2);
...
restore(initialState, prec); // restore original format

这个版本定义了一个结构，用于存储两项格式设置；并使用该结构来设置和恢复格式，因此只需两个函数调用：

struct Formatting
{
     std::ios_base::fmtfglas flag;
     std::streamsize pr;
};
...
Formatting f = SetFormat();
...
Restore(f);

因此代码更整洁。

旧版本存在的问题是，setFormat()和restore()都是独立的函数，这些函数与客户定义的同名函数发生冲突。解决这种问题的方式有多种，一种方式是将这些函数声明为静态的，这样它们将归文件brass.cpp及其继任acctabc.cpp私有。另一种方式是将这些函数以及结构Formatting放在一个独立的名称空间中。但这个示例探讨的主题之一是保护访问权限，因此将这些结构和函数放在了类定义的保护部分。这使得它们对基类和派生类可用，同时向外隐藏了它们。

对于Brass和BrassPlus账户的这种新实现，使用方式与旧实现相同，因为类方法的名称和接口都与以前一样。例如，为使程序清单13.10能够使用新的实现，需要采取下面的步骤将usebrass2.cpp转换为usebrass3.cpp：

• 使用acctabc.cpp而不是brass.cpp来链接usebrass2.cpp。
• 包含文件acctabc.h，而不是brass.h。
• 将下面的代码：

Brass * p_clients[CLIENTS];

替换为：

AcctABC * p_clients[CLIENTS];

程序清单13.13是修改后的文件，并将其重命名为usebrass3.cpp。

程序清单13.13　usebrass3.cpp

// usebrass3.cpp -- polymorphic example using an abstract base class
// compile with acctacb.cpp
#include <iostream>
#include <string>
#include "acctabc.h"
const int CLIENTS = 4;
int main()
{
    using std::cin;
    using std::cout;
    using std::endl;
    AcctABC * p_clients[CLIENTS];
    std::string temp;
    long tempnum;
    double tempbal;
    char kind;
    for (int i = 0; i < CLIENTS; i++)
    {
        cout << "Enter client's name: ";
        getline(cin,temp);
        cout << "Enter client's account number: ";
        cin >> tempnum;
        cout << "Enter opening balance: $";
        cin >> tempbal;
        cout << "Enter 1 for Brass Account or "
             << "2 for BrassPlus Account: ";
        while (cin >> kind && (kind != '1' && kind != '2'))
            cout <<"Enter either 1 or 2: ";
        if (kind == '1')
            p_clients[i] = new Brass(temp, tempnum, tempbal);
        else
        {
            double tmax, trate;
            cout << "Enter the overdraft limit: $";
            cin >> tmax;
            cout << "Enter the interest rate "
                 << "as a decimal fraction: ";
            cin >> trate;
            p_clients[i] = new BrassPlus(temp, tempnum, tempbal,
                                        tmax, trate);
        }
        while (cin.get() != '\n')
            continue;
    }
    cout << endl;
    for (int i = 0; i < CLIENTS; i++)
    {
        p_clients[i]->ViewAcct();
        cout << endl;
    }
    for (int i = 0; i < CLIENTS; i++)
    {
        delete p_clients[i]; // free memory
    }
    cout << "Done.\n";
    return 0;
}

该程序本身的行为与非抽象基类版本相同，因此如果输入与给程序清单13.10提供的输入相同，输出也将相同。