09-对象、继承和引用

8.2.6　对象、继承和引用

ostream和ofstream类凸现了引用的一个有趣属性。正如第6章介绍的，ofstream对象可以使用ostream类的方法，这使得文件输入/输出的格式与控制台输入/输出相同。使得能够将特性从一个类传递给另一个类的语言特性被称为继承，这将在第13章详细讨论。简单地说，ostream是基类（因为ofstream是建立在它的基础之上的），而ofstream是派生类（因为它是从ostream派生而来的）。派生类继承了基类的方法，这意味着ofstream对象可以使用基类的特性，如格式化方法precision()和setf()。

继承的另一个特征是，基类引用可以指向派生类对象，而无需进行强制类型转换。这种特征的一个实际结果是，可以定义一个接受基类引用作为参数的函数，调用该函数时，可以将基类对象作为参数，也可以将派生类对象作为参数。例如，参数类型为ostream &的函数可以接受ostream对象（如cout）或您声明的ofstream对象作为参数。

程序清单8.8通过调用同一个函数（只有函数调用参数不同）将数据写入文件和显示到屏幕上来说明了这一点。该程序要求用户输入望远镜物镜和一些目镜的焦距，然后计算并显示每个目镜的放大倍数。放大倍数等于物镜的焦距除以目镜的焦距，因此计算起来很简单。该程序还使用了一些格式化方法，这些方法用于cout和ofstream对象（在这个例子中为fout）时作用相同。

程序清单8.8　filefunc.cpp

//filefunc.cpp -- function with ostream & parameter
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <cstdlib>
using namespace std;
void file_it(ostream & os, double fo, const double fe[],int n);
const int LIMIT = 5;
int main()
{
    ofstream fout;
    const char * fn = "ep-data.txt";
    fout.open(fn);
    if (!fout.is_open())
    {
        cout << "Can't open " << fn << ". Bye.\n";
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    double objective;
    cout << "Enter the focal length of your "
            "telescope objective in mm: ";
    cin >> objective;
    double eps[LIMIT];
    cout << "Enter the focal lengths, in mm, of " << LIMIT
         << " eyepieces:\n";
    for (int i = 0; i < LIMIT; i++)
    {
        cout << "Eyepiece #" << i + 1 << ": ";
        cin >> eps[i];
    }
    file_it(fout, objective, eps, LIMIT);
    file_it(cout, objective, eps, LIMIT);
    cout << "Done\n";
    return 0;
}
void file_it(ostream & os, double fo, const double fe[],int n)
{
    ios_base::fmtflags initial;
    initial = os.setf(ios_base::fixed); // save initial formatting state
    os.precision(0);
    os << "Focal length of objective: " << fo << " mm\n";
    os.setf(ios::showpoint);
    os.precision(1);
    os.width(12);
    os << "f.l. eyepiece";
    os.width(15);
    os << "magnification" << endl;
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        os.width(12);
        os << fe[i];
        os.width(15);
        os << int (fo/fe[i] + 0.5) << endl;
    }
    os.setf(initial); // restore initial formatting state
}

下面是该程序的运行情况：

Enter the focal length of your telescope objective in mm: 1800
Enter the focal lengths, in mm, of 5 eyepieces:
Eyepiece #1: 30
Eyepiece #2: 19
Eyepiece #3: 14
Eyepiece #4: 8.8
Eyepiece #5: 7.5
Focal length of objective: 1800 mm
f.l. eyepiece magnification
        30.0            60
        19.0            95
        14.0           129
         8.8           205
         7.5           240
Done

下述代码行将目镜数据写入到文件ep-data.txt中：

file_it(fout, objective, eps, LIMIT);

而下述代码行将同样的信息以同样的格式显示到屏幕上：

file_it(cout, objective, eps, LIMIT);

程序说明

对于该程序，最重要的一点是，参数os（其类型为ostream &）可以指向ostream对象（如cout），也可以指向ofstream对象（如fout）。该程序还演示了如何使用ostream类中的格式化方法。下面复习（介绍）其中的一些，更详细的讨论请参阅第17章。

方法setf()让您能够设置各种格式化状态。例如，方法调用setf(ios_base::fixed)将对象置于使用定点表示法的模式；setf(ios_base::showpoint)将对象置于显示小数点的模式，即使小数部分为零。方法precision()指定显示多少位小数（假定对象处于定点模式下）。所有这些设置都将一直保持不变，直到再次调用相应的方法重新设置它们。方法width()设置下一次输出操作使用的字段宽度，这种设置只在显示下一个值时有效，然后将恢复到默认设置。默认的字段宽度为零，这意味着刚好能容纳下要显示的内容。

函数file_it()使用了两个有趣的方法调用：

ios_base::fmtflags initial;
initial = os.setf(ios_base::fixed); // save initial formatting state
...
os.setf(initial);                   // restore initial formatting state

方法setf()返回调用它之前有效的所有格式化设置。ios_base::fmtflags是存储这种信息所需的数据类型名称。因此，将返回值赋给initial将存储调用file_it()之前的格式化设置，然后便可以使用变量initial作为参数来调用setf()，将所有的格式化设置恢复到原来的值。因此，该函数将对象回到传递给file_it()之前的状态。

了解更多有关类的知识将有助于更好地理解这些方法的工作原理，以及为何在代码中使用ios_base。然而，您不用等到第17章才使用这些方法。

需要说明的最后一点是，每个对象都存储了自己的格式化设置。因此，当程序将cout传递给file_it()时，cout的设置将被修改，然后被恢复；当程序将fout传递给file_it()时，fout的设置将被修改，然后被恢复。