Объекты и классы в языке С++. (Лекция 4)

Понятие класса
Класс - новый элемент программы на языке С++, который объединяет понятия структуры и функции.
Класс внутри себя может содержать разнотипные данные (как структура С/С++), а также функции для манипулирования этими данными и их обработки.
Смысл использования класса
Класс служит программной моделью какого-либо понятия из предметной области. Класс позволяет описать свойства объекта (через поля структуры) и его поведение (через набор функций).

Простейший класс
#include
using namespace std;
class MyClass
{
public: int data1;
int data2;
void set(int a1, int a2)
{ data1 = a1; data2 = a2; }
void show()
{ cout << data1 << " "
<< data2 << endl; }
};
int main()
{
MyClass s1, s2;
s1.set(10, 5);
s2.data1 = 17;
s2.data2 = 21;
s1.show();
s2.show();
return 0;
}

Объединение данных и функций для работы с ними - основной прием объектно-ориентированной разработки программ.
Класс MyClass
int data1;
int data2;
...
void set(int, int);
void show();
...
данные
функции

Определение класса
class имя_класса
{
спецификатор_доступа_1:
поле1;
поле2;
...
метод1;
метод2; ...
спецификатор_доступа_2:
поле3;
метод3;
...
};
Поля - элементы данных, методы - функции для манипулирования данными.

Использование класса
1) Создание объекта класса
имя_класса имя_объекта;
Примеры:
MyClass x,y; // x,y - объекты
MyClass *pointer; // указатель на объект
MyClass A[10]; // массив объектов

2) Доступ к полям данных объекта
(только в случае, если доступ открыт)
имя_объекта.имя_поля = значение;
Примеры:
x.data1 = y.data2 + 5;
pointer->data1 = 20;
A[3].data2 = 0;
указатель_на_объект->имя_поля = значение;
или

3) Вызов метода объекта
(только в случае, если доступ открыт)
имя_объекта.метод(аргументы);
Примеры:
int a = x.get ();
pointer->set(7,2);
A[7].show();
указатель_на_объект->метод(аргументы);
или

Сокрытие данных (инкапсуляция)
Данные внутри класса (поля) могут быть защищены от несанкционированного доступа. Защита производится с использованием механизмов разграничения доступа.
Спецификаторы доступа:
private (по умолчанию) - данные доступны только внутри этого класса,
protected - данные доступны внутри класса и из его потомков
public - данные доступны внутри класса, из его потомков, и извне.

Инкапсуляция данных (пример)
class MyClass
{
private:
int data1;
int data2;
public:
void set(int a1, int a2)
{ data1 = a1; data2 = a2; }
void show()
{ cout << data1 << " "
<< data2 << endl; }
};
int main()
{
MyClass s1, s2;
s1.set(10, 5);
s2.data1 = 17;
s2.data2 = 21;
s1.show();
return 0;
}
ОШИБКА
ВРЕМЕНИ
КОМПИЛЯЦИИ
(доступ к полям data1
и data2 извне закрыт)
ОШИБКИ НЕТ
(метод show() имеет доступ
к полям data1 и data2)

Разграничение доступа к данным: доступ внутри класса и извне

class part // определение класса
{
private:
int modelnumber; // номер изделия
int partnumber; // номер детали
float cost; // стоимость детали
public:
void setpart(int mn, int pn, float c)
{
modelnumber = mn;
partnumber = pn;
cost = c;
}
void showpart()
{
cout << "Model " << modelnumber;
cout << ", part " << partnumber;
cout << ", costs $" << cost << endl;
}
};
int main()
{
part part1; // создаем объект
// вызываем методы
part1.setpart(624, 37, 217.5F);
part1.showpart();
return 0;
}
Файл "parts.h"
Файл "driver.cpp"

Классы и объекты
Отношение объекта к своему классу такое же, как отношение переменной к своему типу.
MyClass - новый пользовательский тип (класс),
s1 и s2 - переменные данного типа (объекты класса).
Пример отношения класса и объекта
Автомобиль (как транспортное средство)
Мой автомобиль (А322 ВС 34 rus)
Автомобиль соседа (Б344 СВ 34 rus)
Автомобиль жены (О187 ВЛ 34 rus)

#include
using namespace std;
class Distance
{
private:
int feet;
float inches;
public:
void setdist(int ft, float in)
{ feet = ft; inches = in; }
void getdist()
{
cout << "\nEnter feet: "; cin >> feet;
cout << "Enter inches: "; cin >> inches;
}
void showdist()
{ cout << feet << "\'-" << inches << '\"'; }
};
int main()
{
Distance dist1, dist2;
dist1.setdist(11, 6.25);
dist2.getdist();
cout << "\ndist1 = "; dist1.showdist();
cout << "\ndist2 = "; dist2.showdist();
cout << endl;
return 0;
}

Конструктор класса (class constructor)
Для инициализации полей объекта могут использоваться специально разработанные методы класса. Однако гораздо удобнее инициализировать поля объекта автоматически в момент его создания. Такой способ реализуется с помощью особого метода класса, который называется конструктором.
Определение. Конструктор - это метод класса, который выполняется автоматически в момент создания объекта.

Свойства конструктора
не имеет возвращаемого типа данных (даже void)
имеет то же имя, что и класс, в котором он объявлен,
допускается перегрузка конструктора (одно и то же имя, но различные параметры),
объявляется со спецификатором доступа public.
Конструктор похож на обычный метод класса, но имеет также особенности:

Задачи конструктора:
1) создание объекта (размещение его в памяти)
2) инициализация полей объекта и определение инварианта класса.
В случае некорректности инварианта конструктор должен сообщить об ошибке.
Таким образом, корректно написанный конструктор всегда оставляет объект в «правильном» состоянии.
Инвариант класса — утверждение, которое должно быть истинно для любого объекта данного класса в любой момент времени

Синтаксис определения конструктора
class имя
{
...
public:
имя(<аргументы>):<список_иниц-ции>
{
<тело_конструктора>
} ...
};

class Distance
{
private:
int feet;
float inches;
public:
Distance(int ft, float in)
{
feet = ft;
inches = in;
}
...
};
...
Пример 1: конструктор без списка инициализации.

class Distance
{
private:
int feet;
float inches;
public:
Distance(int ft, float in):
feet(ft), inches(in) { }
...
};
...
Пример 2: конструктор со списком инициализации.

Использование конструктора
имя_класса имя_объекта;
Конструктор почти никогда не вызывается явным образом. Вызов конструктора происходит неявно всегда, когда создается объект данного класса.
А) Для инициализации объекта используется конструктор без параметров
имя_класса имя_объекта();
или

Использование конструктора
имя_класса имя_объекта(параметры);
Б) Используется конструктор с параметрами
Примеры неявного использования конструктора:
MyClass A,B,C;
Distance X(15, 2.85);

Деструктор класса (class destructor)
Определение. Деструктор - это метод класса, который вызывается автоматически в момент удаления объекта из памяти.
Назначение деструктора – выполнить действия, необходимые для корректного освобождения объекта (освобождение памяти, закрытие файлов и т.д.).
Аналогично конструктору, деструктор не возвращает никакого значения, и имеет то же имя, что и класс (только со знаком «тильда»)

class Distance
{
private:
int feet;
float inches;
public:
Distance(int ft, float in)
{
feet = ft;
inches = in;
}
~Distance()
{
feet = 0;
inches = 0;
}
};
...
Пример: деструктор класса