Что такое объект c

Что такое объект c

C++. Классы. Часть 1. Понятие класса. Объявление типа данных «класс». Объект класса. Классы в среде CLR. Инкапсуляция данных в классе

C++. Классы. Часть 1. Понятие класса. Объявление класса. Объект класса. Классы в среде CLR . Инкапсуляция данных в классе

Содержание

  • 1. Основные понятия объектно-ориентированного программирования. Классы и объекты
  • 2. Какие виды классов языка C++ можно реализовать в среде CLR ?
  • 3. Общая форма объявления unmanaged -класса. Ключевое слово «class»
  • 4. Что означает термин «инкапсуляция данных» в классе?
  • 5. Какие типы доступа могут иметь члены класса? Какие различия между членами класса, объявленными с ключевыми словами private , protected , public ?
  • 6. Может ли класс, при его объявлении, содержать только данные и не содержать методов?
  • 7. Пример объявления пустого класса
  • 8. Пример класса, содержащего методы (функции)
  • 9. В каких частях класса и программы можно объявлять реализацию методов класса? Пример
  • 10. Какое назначение имеет оператор расширения области видимости (доступа) ‘::’ ?
  • 11. Что такое объект класса? Какие отличия между объектом класса и объявлением класса? Объявление объекта класса
  • 12. Какой тип доступа по умолчанию имеют члены класса в C++?
  • 13. Каким образом можно реализовать доступ к private -членам класса?

Поиск на других ресурсах:

1. Основные понятия объектно-ориентированного программирования. Классы и объекты

В языке программирования C++ понятие «класс» лежит в основе объектно-ориентированного программирования (ООП). Объектно-ориентированное программирование возникло как усовершенствование процедурно-ориентированного программирования.

В свое время, процедурно-ориентированное программирование уже не обеспечивало необходимого качества написания больших программных систем. Программы разбивались (структурировались) на модули, возникала повторяемость программного кода в разных модулях (частях) программы, усложнялось тестирование (поиск ошибок), снижалась надежность программы.

В основе ООП лежат понятия «объект» и «класс». В языке программирования объект – это переменная типа «класс». Класс описывает данные и методы (функции), которые будут использоваться объектом этого класса. Каждый класс описывает логически-завершенную единицу программы. Инкапсуляция данных и методов их обработки в пределах класса позволяет улучшить структурированность программных систем. Это в свою очередь уменьшает риск возникновения «невидимых» логических ошибок. Использование наследственности и полиморфизма в классах позволяет избежать повторяемости программного кода и удобно упорядочить сложные вызовы методов, объединенных между собой в список.

Класс определяет формат (описание) некоторых данных и работу (поведение) над этими данными. Из объявления класса можно получить различное количество объектов класса (переменных типа «класс»). Каждый объект класса определяется конкретным (на данный момент) значением внутренних данных (переменных), которое называется состоянием объекта.

В классе объявляются данные (внутренние переменные, свойства) и методы (функции), которые оперируют этими данными (выполняют работу над данными).

Класс может быть унаследован от других классов верхних уровней. Это означает, что класс может использовать часть кода других классов верхних уровней.

Также класс может быть родительским для других классов, которые наследуют его программный код.

2. Какие виды классов языка C++ можно реализовать в среде CLR ?

В среде CLR ( Common Language Runtime ) поддерживаются два вида классов:

  • неуправляемые ( unmanaged ) классы. Для выделения памяти под объекты таких классов могут использоваться неуправляемые указатели ( * ) и операция new ;
  • управляемые ( managed ) классы. Для выделения памяти в таких классах могут быть использованы управляемые указатели ( ^ ) и операция gcnew .

Данная тема освещает особенности использования unmanaged ( * ) классов.

Примеры, которые демонстрируют особенности использования и отличие между управляемыми ( ^ ) и неуправляемыми ( * ) классами более подробно описываются в теме:

3. Общая форма объявления unmanaged -класса. Ключевое слово «class»

В простейшем случае (без наследования) общая форма объявления unmanaged -класса имеет следующий вид

  • имя_класса – непосредственно имя нового типа данных «класс». Это имя используется при создании объектов класса.

Ключевое слово class сообщает о том, что объявляется новый класс (тип данных). Внутри класса объявляются члены класса: данные и методы. Ключевое слово private определяет члены класса, которые должны быть закрыты от внешних методов, объявленных за пределами класса, а также объектов класса. Члены данных, объявленные с ключевым словом private , доступны только другим членам этого класса.

Ключевое слово public определяет общедоступные данные (переменные) и методы (функции) класса.

Ключевое слово protected определяет защищенные данные и методы класса, которые есть:

  • доступными для методов унаследованных от данного класса;
  • недоступными для методов, реализованных в других частях программы;
  • недоступными для объектов (экземпляров) класса.

В пределах описания класса секции (разделы) private , protected , public могут следовать в любом порядке и в любом количестве. Например:

4. Что означает термин «инкапсуляция данных» в классе?

Термин «инкапсуляция данных» означает то, что для членов класса (данных и методов) можно устанавливать степень доступности из других частей программного кода (других методов, объектов класса). Таким образом, возникает понятие скрытия данных (методов) в классе.

Инкапсуляция обеспечивает улучшение надежности сохранения данных в классе путем ввода дополнительных методов проверки этих данных на допустимые значения. Как правило, доступ к скрытым данным в классе происходит не напрямую, а через вызовы специальных методов доступа или свойств класса. Непосредственно данные размещаются в скрытой секции (разделе) класса, а методы доступа к этим данным размещаются в общедоступном разделе класса.

Классический язык C++ позволяет устанавливать доступ к членам класса с помощью трех спецификаторов: private , protected , public .

5. Какие типы доступа могут иметь члены класса? Какие различия между членами класса, объявленными с ключевыми словами private , protected , public ?

Члены класса могут иметь три основных типа доступа, которые определяются соответствующими ключевыми словами:

  • private – члены класса есть скрытыми. Это означает, что доступ к ним имеют только методы, которые объявлены в классе. private-члены класса есть недоступными из унаследованных классов и объектов этого класса;
  • protected – члены класса есть защищенными. Это означает, что доступ к protected-членам имеют методы данного класса и методы унаследованных классов. protected-члены класса есть недоступными для объектов этого класса;
  • public – члены класса есть открытыми (доступными) для всех методов и объектов из всех других частей программного кода.
6. Может ли класс, при его объявлении, содержать только данные и не содержать методов?

Класс может быть объявлен без методов. Такие классы содержат только данные. Чтобы получить доступ к данным в классе, не содержащим методов, нужно эти данные объявить в разделе public . Классы без методов почти не применяются. Если объявить данные в разделе private , то получить доступ к членам-данным класса будет невозможно.

Пример. В данном примере объявляется класс без методов, который реализует операции над датой. Класс содержит внутренние переменные (данные), что представляют собой:

  • число;
  • месяц;
  • год.

Фрагмент кода, который демонстрирует работу с классом CMyDate

7. Пример объявления пустого класса

Да, класс может быть объявлен без данных и без методов. Например, ниже объявлен класс, который не содержит ни данных ни методов.

Объект такого класса также создается.

Понятно, что такой класс имеет сильно ограниченное использование. Пустой класс целесообразно создавать в случаях, если во время создания большого проекта нужно протестовать его более раннюю (начальную) версию, в который некоторые классы еще не разработаны и не реализованы. Вместо реального класса указывается пустой класс – заглушка. Этот пустой класс разрабатывается под потребности будущего проекта таким образом, чтобы компилятор не выдавал сообщения об ошибке и можно было протестовать ту часть кода, которая на данный момент уже написана. В этом случае имя пустого класса выбирается таким, каким оно должно быть в будущем проекте.

8. Пример класса, содержащего методы (функции)

Основные преимущества классов обнаруживаются при наличии методов – членов класса. С помощью методов доступа к данным в классах можно удобно:

  • инициализировать данные начальными значениями;
  • осуществлять проверку на корректность внутренних данных при их задании;
  • реализовывать различные варианты преобразования (конвертирования) данных;
  • реализовывать организацию выделения памяти для сложных типов данных, которые реализованы в классах;
  • выполнять разнообразные виды вычислений над данными.

Пример. Модификация класса CMyDate . Класс, который описывает дату и операции над ней. Операции доступа к членам класса реализованы с помощью соответствующих методов. Сами данные реализованы в разделе private .

Программный код класса

Реализация методов класса SetDate() , GetDay() , GetMonth() , GetYear()

Использование методов класса из другого программного кода (например, обработчика события в приложениях типа Windows Forms)

9. В каких частях класса и программы можно объявлять реализацию методов класса? Пример

Реализацию методов класса можно объявлять в классе и за пределами класса.

Например. В приведенном ниже программном коде объявляется класс СMyTіме . Класс содержит два метода SetTime1() и SetTime2() , которые выполняют одинаковую работу: устанавливают новое время. Тело (реализация) метода SetTime1() описывается в классе CMyTime . Реализация метода SetTime2() описывается за пределами класса. В классе описывается только прототип (декларация) метода SetTime2() .

Тело метода, который описывается за пределами класса, может быть описано в другом модулн. Как правило, в системе Microsoft Visual Studio этот модуль имеет расширение *.cpp . Сам же класс описывается в модуле с расширением *.h .

10. Какое назначение имеет оператор расширения области видимости (доступа) ‘::’ ?

Программный код методов-членов класса можно описывать в самом классе и за его пределами. Если нужно описать код метода, который есть членом класса, то для этого используется оператор расширения области видимости «::» . Оператор «::» определяет имя члена класса вместе с именем класса, в котором он реализован.

11. Что такое объект класса? Какие отличия между объектом класса и объявлением класса? Объявление объекта класса

Объявление класса – это описание формата типа данных. Этот тип данных «класс» описывает данные и методы, которые оперируют этими данными. Описание класса – это только описание (объявление). В этом случае память для класса не выделяется.

Память выделяется только тогда, когда класс используется для создания объекта. Этот процесс еще называют созданием экземпляра класса, который представляет собой физическую сущность класса.

Объявление объекта класса (экземпляра) ничем не отличается от объявления переменной:

С помощью имени имя_объекта можно осуществить доступ к общедоступным ( public ) членам класса. Это осуществляется с помощью символа ‘ . ‘ (точка).

Возможен также вариант объявления указателя на класс. Если это unmanaged -класс, то объявление имеет вид:

После такого объявления, нужно выделять память для объекта класса с помощью оператора new . Доступ к данным по указателю осуществляется с помощью комбинации символов ‘->’ точно так же как и в случае со структурами.

Например. Объявление класса Worker , описывающего методы и данные о работнике предприятия.

Объект класса – это переменная типа «класс». При объявлении объекта класса выделяется память для этого объекта (переменной). Например, для класса Worker можно написать следующий код

Из объекта можно иметь доступ только к public -членам класса. Это можно осуществлять с помощью символа ‘ . ‘ (точка) или доступа по указателю ‘->’ :

12. Какой тип доступа по умолчанию имеют члены класса в C++?

По умолчанию, члены класса имеют доступ private . Поэтому, при объявлении класса, если нужно указать private -члены класса, это слово можно опустить.

Например, пусть заданы объявления класса, который описывает пиксель на экране монитора.

По всей видимости, в начале объявления класса, раздел private отсутствует. Это означает, что члены-данные класса color , x , y есть скрытыми. При создании объекта класса и прямом доступе к ним компилятор выдаст ошибку

13. Каким образом можно реализовать доступ к private -членам класса?

Как правило, private -члены класса есть закрытыми. Это есть основное преимущество инкапсуляции. Чтобы изменять значения private -членов класса, используют методы класса, которые объявлены в public -секции. В этих методах можно изменять значения private -членов. Такой подход используется для обеспечения надежности сохранения данных в private-членах. В public-методах, которые имеют доступ к private -членам, можно реализовать дополнительные проверки на допустимость значений.

Например.

Пусть дан класс, который определяет массив из n вещественных чисел. Класс содержит два скрытых ( private ) члена данных:

  • n — количество элементов массива;
  • A — непосредственно массив.

Судя из логики задачи, в таком классе количество элементов массива не может быть меньше нуля (<0). Поэтому, в методе SetN() , который устанавливает значение n , целесообразно проводить проверку на корректность значения n .

Программный код класса, который демонстрирует доступ к private -членам класса приведен ниже.

Как видно из программного кода, в классе объявляется новый элемент — конструктор класса. Это специальный метод, который используется для начальной инициализации членов данных класса. Более подробно о конструкторах и деструкторах класса описывается в темах:

Классы и объекты на C++

В этом руководстве мы узнаем об объектах и классах и о том, как их использовать в C++, с помощью примеров.

Предположим, нам нужно сохранить длину, ширину и высоту прямоугольной комнаты и вычислить ее площадь и объем.

Чтобы справиться с этой задачей, мы можем создать три переменные, например длину, ширину и высоту, а также функции calculateArea() и calculateVolume().

Однако в С++ вместо того, чтобы создавать отдельные переменные и функции, мы можем соединить эти связанные данные и функции в одном месте (путем создания объектов). Эта парадигма программирования известна как объектно-ориентированное программирование.Но прежде чем мы сможем создавать объекты и использовать их в C++, нам сначала нужно узнать о классах.

Что такое класс в C++?

Класс в C++– это план объекта. Мы можем думать о классе как о эскизе (прототипе) дома. Он содержит все подробности о полах, дверях, окнах и т. д. На основе этих описаний мы строим дом. Дом-это объект.

Как создать класс?

Класс определяется в C++ с помощью ключевого слова class, за которым следует имя класса. Тело класса определяется внутри фигурных скобок и заканчивается точкой с запятой в конце.

Здесь мы определили класс с именем Room.

Переменные длина, ширина и высота, объявленные внутри класса, называются членами данных. Кроме того, функции calculateArea() и calculateVolume() известны как функции-члены класса.

Когда класс определен, определяется только спецификация для объекта, память или хранилище не выделяются.

Синтаксис для определения объекта

Мы можем создавать объекты класса Room (определенные в приведенном выше примере) следующим образом:

Здесь два объекта room1 и room2 класса Room создаются в sampleFunction(). Аналогичным образом, объекты room3 и room 4 создаются в main().

Как мы видим, мы можем создавать объекты класса в любой функции программы. Мы также можем создавать объекты класса внутри самого класса или в других классах.

Кроме того, мы можем создавать столько объектов, сколько захотим, из одного класса.

Мы можем получить доступ к элементам данных и функциям-членам класса с помощью оператора . (точка). Например,

Это вызовет функцию calculateArea() внутри класса Room для объекта room2.

Аналогично, к элементам данных можно получить доступ в виде:

В этом случае он инициализирует переменную длины room1 до 5.5.

В этой программе мы использовали класс комнаты и ее объект room1 для расчета площади и объема комнаты.

В main() мы присвоили значения длины, ширины и высоты с помощью кода:

Затем мы вызвали функции calculateArea() и calculateVolume() для выполнения необходимых вычислений.

Обратите внимание на использование ключевого слова public в программе. Это означает, что участники являются общедоступными и могут быть доступны в любом месте программы.

В соответствии с нашими потребностями мы также можем создавать частные члены, используя ключевое слово private. К закрытым членам класса можно получить доступ только изнутри класса. Например,

Здесь a и function1() являются частными. Таким образом, они не могут быть доступны из-за пределов класса.

С другой стороны, b и function2() доступны отовсюду в программе.

Использование public и private в классе C++

Приведенный выше пример почти идентичен первому примеру, за исключением того, что переменные класса теперь являются частными.

Поскольку переменные теперь являются частными, мы не можем получить к ним доступ непосредственно из main(). Следовательно, использование следующего кода будет недопустимым:

Вместо этого мы используем общедоступную функцию getData() для инициализации частных переменных с помощью параметров функции double len, double brth и double hgt.

Классы, структуры и пространства имен

C# является полноценным объектно-ориентированным языком. Это значит, что программу на C# можно представить в виде взаимосвязанных взаимодействующих между собой объектов.

Описанием объекта является класс , а объект представляет экземпляр этого класса. Можно еще провести следующую аналогию. У нас у всех есть некоторое представление о человеке, у которого есть имя, возраст, какие-то другие характеристики. То есть некоторый шаблон — этот шаблон можно назвать классом. Конкретное воплощение этого шаблона может отличаться, например, одни люди имеют одно имя, другие — другое имя. И реально существующий человек (фактически экземпляр данного класса) будет представлять объект этого класса.

В принципе ранее уже использовались классы. Например, тип string , который представляет строку, фактически является классом. Или, например, класс Console , у которого метод WriteLine() выводит на консоль некоторую информацию. Теперь же посмотрим, как мы можем определять свои собственные классы.

По сути класс представляет новый тип, который определяется пользователем. Класс определяется с помощью ключевого слова сlass :

После слова class идет имя класса и далее в фигурных скобках идет собственно содержимое класса. Например, определим в файле Program.cs класс Person, который будет представлять человека:

Классы и объекты в языке программирования C# и .NET

Однако такой класс не особо показателен, поэтому добавим в него некоторую функциональность.

Поля и методы класса

Класс может хранить некоторые данные. Для хранения данных в классе применяются поля . По сути поля класса — это переменные, определенные на уровне класса.

Кроме того, класс может определять некоторое поведение или выполняемые действия. Для определения поведения в классе применяются методы.

Итак, добавим в класс Person поля и методы:

В данном случае в классе Person определено поле name , которое хранит имя, и поле age , которое хранит возраст человека. В отличие от переменных, определенных в методах, поля класса могут иметь модификаторы, которые указываются перед полем. Так, в данном случае, чтобы все поля были доступны вне класса Person поля определены с модификатором public .

При определении полей мы можем присвоить им некоторые значения, как в примере выше в случае переменной name . Если поля класса не инициализированы, то они получают значения по умолчанию. Для переменных числовых типов это число 0.

Также в классе Person определен метод Print() . Методы класса имеют доступ к его поля, и в данном случае обращаемся к полям класса name и age для вывода их значения на консоль. И чтобы этот метод был виден вне класса, он также определен с модификатором public .

Создание объекта класса

После определения класса мы можем создавать его объекты. Для создания объекта применяются конструкторы . По сути конструкторы представляют специальные методы, которые называются так же как и класс, и которые вызываются при создании нового объекта класса и выполняют инициализацию объекта. Общий синтаксис вызова конструктора:

Сначала идет оператор new , который выделяет память для объекта, а после него идет вызов конструктора .

Конструктор по умолчанию

Если в классе не определено ни одного конструктора (как в случае с нашим классом Person), то для этого класса автоматически создается пустой конструктор по умолчанию, который не принимает никаких параметров.

Теперь создадим объект класса Person:

Для создания объекта Person используется выражение new Person() . В итоге после выполнения данного выражения в памяти будет выделен участок, где будут храниться все данные объекта Person. А переменная tom получит ссылку на созданный объект, и через эту переменную мы можем использовать данный объект и обращаться к его функциональности.

Обращение к функциональности класса

Для обращения к функциональности класса — полям, методам (а также другим элементам класса) применяется точечная нотация точки — после объекта класса ставится точка, а затем элемент класса:

Например, обратимся к полям и методам объекта Person:

Консольный вывод данной программы:

Константы классы

Кроме полей класс может определять для хранения данных константы. В отличие от полей из значение устанавливается один раз непосредственно при их объявлении и впоследствии не может быть изменено. Кроме того, константы хранят некоторые данные, которые относятся не к одному объекту, а ко всему классу в целом. И для обращения к константам применяется не имя объекта, а имя класса:

Здесь в классе Person определена константа type , которая хранит название класса:

Название класса не зависит от объекта. Мы можем создать много объектов Person, но название класса от этого не должно измениться — оно относится ко всем объектам Person и не должно меняться. Поэтому название типа можно сохранить в виде константы.

Стоит отметить, что константе сразу при ее определении необходимо присвоить значение.

Подобно обычным полям мы можем обращаться к константам класса внутри этого класса. Например, в методе Print значение константы выводится на консоль.

Однако если мы хотим обратиться к константе вне ее класса, то для обращения необходимо использовались имя класса:

Таким образом, если необходимо хранить данные, которые относятся ко всему классу в целом, то можно использовать константы.

Добавление класса в Visual Studio

Обычно классы помещаются в отдельные файлы. Нередко для одного класса предназначен один файл. И Visual Studio предоставляет по умолчанию встроенные шаблоны для добвления класса.

Для добавления класса нажмем в Visual Studio правой кнопкой мыши на название проекта:

В появившемся контекстном меню выберем пункт Add -> New Item. (или Add -> Class. )

В открывшемся окне добавления нового элемента убедимся, что в центральной части с шаблонами элементов у нас выбран пункт Class . А внизу окна в поле Name введем название добавляемого класса — пусть он будет назваться Person :

Добавление нового класса в Visual Studio в C#

В качестве названия класса можно вводить как Person, так и Person.cs. И после нажатия на кнопку добавления в проект будет добавлен новый класс:

В файле Person.cs определим следующий код:

Здесь определен класс Person с одним полем name и методом Print.

В файле Program.cs , который представляет основной файл программы используем класс Person:

Использование классов в проекте в Visual Studio в языке программирования C#

Таким образом, мы можем определять классы в отдельных файлах и использовать их в программе.

Ссылка на основную публикацию