с классы с параметрами
BestProg
C++. Классы. Часть 2. Конструктор класса. Особенности использования конструкторов в классах. Конструктор по умолчанию. Параметризированные конструкторы. Примеры классов, содержащих конструкторы
В данной теме рассматривается понятие конструктора на примере unmanaged ( native ) классов. Материалы данной темы также касаются и конструкторов managed- классов.
Содержание
Поиск на других ресурсах:
1. Что называется конструктором класса? Какое назначение конструктора?
Конструктор класса – это специальный метод (функция) класса. Конструктор вызывается при создании объекта класса. Как правило, конструктор используется для:
Конструктор предназначен для формирования экземпляра объекта класса. Имя конструктора класса совпадает с именем класса.
2. В какой момент работы программы осуществляется вызов конструктора класса?
Вызов конструктора осуществляется при создании объекта класса. Конструктор класса вызывается компилятором.
3. Может ли конструктор иметь параметры? Примеры конструкторов с разным количеством параметров
Конструктор может иметь любое количество параметров. Также конструктор может быть без параметров (конструктор по умолчанию).
Объявление класса и его методов имеет вид
Демонстрация вызова конструкторов при объявлении объектов класса
4. Обязательно ли в классе описывать конструктор?
Не обязательно. При создании объекта класса, который не содержит ни одного конструктора, будет вызываться неявно заданный конструктор по умолчанию (default constructor), выделяющий память для объекта класса. Однако, в классе можно объявить собственный конструктор по умолчанию. Такой конструктор называется: явно заданный конструктор по умолчанию.
5. Что такое конструктор по умолчанию ( default constructor )? Примеры
Конструктор по умолчанию – это конструктор класса, который объявляется без параметров. Если класс не содержит явным образом определенный конструктор, тогда при создании объекта автоматически вызывается конструктор по умолчанию. Конструктор по умолчанию просто выделяет память для объекта класса, если он объявляется.
Однако, при создании объекта класса компилятор автоматически вызовет конструктор по умолчанию.
Конструктор по умолчанию автоматически вызовется только тогда, если в классе не объявлено ни одного конструктора. Как только в классе объявить любой другой конструктор с параметрами, то при объявлении
компилятор выдаст ошибку.
Демонстрация вызова явным образом заданного конструктора по умолчанию
6. Сколько конструкторов по умолчанию может иметь класс?
Каждый класс может иметь только один конструктор по умолчанию. Это связано с тем, что в классе не может быть двух методов (функций) с одинаковой сигнатурой.
7. Может ли конструктор возвращать значение?
8. Пример объявления и использования класса, который содержит несколько конструкторов. Реализация типа string в классе
Например, нужно объявить класс, который содержит информацию об имени работника и его возраст.
Реализация конструкторов и деструктора класса
9. Как работает конструктор класса в случае, когда в классе объявлен объект другого класса (подобъект)? Пример
Объявление объекта класса CMyLine
После такого объявления конструкторы вызовутся в следующей последовательности:
10. Как работает конструктор класса в случае, когда создается объект класса, который есть производным (унаследованным) от другого класса?
Если есть два класса, один из которых базовый а другой — унаследованный от базового, то в этом случае последовательность вызовов следующая:
Да, может. Такой конструктор называется приватным конструктором (private constructor).
12. В каких случаях могут создаваться приватные конструкторы?
При объявлении обычного объекта класса, конструкторы, которые размещены в разделе private (приватные конструкторы), есть недоступными.
Чтобы использовать приватные конструкторы, нужно выполнение одного из трех условий:
13. Как будет работать программа, если попробовать создать объект класса, в котором объявлен приватный конструктор по умолчанию?
В этом случае будет ошибка компиляции.
Попытка создать объект класса приведет к ошибке компиляции
То же самое будет, если попробовать создать статический объект
14. Может ли в классе быть объявлено два конструктора, которые принимают одинаковое количество параметров?
Да, может. Однако с условием, что типы параметров будут отличаться. Для класса должно выполняться правило:
Этот вопрос тесно связан с темой перегрузки функций.
15. Какие конструкторы называются параметризованными?
Параметризованный конструктор – это конструктор класса, который имеет параметры.
16. Какие существуют способы инициализации членов объекта с помощью конструктора, который получает один параметр? Пример
Для конструктора, получающего один параметр существует два способа инициализации:
Общий вид объявления класса
Объявить объект класса CMyInt с использованием конструктора с 1 параметром можно двумя способами
Классы. Объектно-ориентированное программирование
Классы и объекты
C# является полноценным объектно-ориентированным языком. Это значит, что программу на C# можно представить в виде взаимосвязанных взаимодействующих между собой объектов.
По умолчанию проект консольного приложения уже содержит один класс Program, с которого и начинается выполнение программы.
По сути класс представляет новый тип, который определяется пользователем. Класс определяется с помощью ключевого слова сlass :
Где определяется класс? Класс можно определять внутри пространства имен, вне пространства имен, внутри другого класса. Как правило, классы помещаются в отдельные файлы. Но в данном случае поместим новый класс в файле, где располагается класс Program. То есть файл Program.cs будет выглядеть следующим образом:
Конструкторы
Конструктор по умолчанию
Если в классе не определено ни одного конструктора, то для этого класса автоматически создается конструктор по умолчанию. Такой конструктор не имеет параметров и не имеет тела.
Выше класс Person не имеет никаких конструкторов. Поэтому для него автоматически создается конструктор по умолчанию. И мы можем использовать этот конструктор. В частности, создадим один объект класса Person:
Консольный вывод данной программы:
Создание конструкторов
Выше для инициализации объекта использовался конструктор по умолчанию. Однако мы сами можем определить свои конструкторы:
Теперь в классе определено три конструктора, каждый из которых принимает различное количество параметров и устанавливает значения полей класса. Используем эти конструкторы:
Консольный вывод данной программы:
При этом если в классе определены конструкторы, то при создании объекта необходимо использовать один из этих конструкторов.
Стоит отметить, что начиная с версии C# 9.0 мы можем сократить вызов конструктора, убрав из него название типа:
Ключевое слово this
В данном случае первый конструктор вызывает второй, а второй конструктор вызывает третий. По количеству и типу параметров компилятор узнает, какой именно конструктор вызывается. Например, во втором конструкторе:
идет обращение к третьему конструктору, которому передаются два значения. Причем в начале будет выполняться именно третий конструктор, и только потом код второго конструктора.
Также стоит отметить, что в третьем конструкторе параметры называются также, как и поля класса.
Инициализаторы объектов
С помощью инициализатора объектов можно присваивать значения всем доступным полям и свойствам объекта в момент создания без явного вызова конструктора.
При использовании инициализаторов следует учитывать следующие моменты:
С помощью инициализатора мы можем установить значения только доступных из внешнего кода полей и свойств объекта. Например, в примере выше поля name и age имеют модификатор доступа public, поэтому они доступны из любой части программы.
Инициализатор выполняется после конструктора, поэтому если и в конструкторе, и в инициализаторе устанавливаются значения одних и тех же полей и свойств, то значения, устанавливаемые в конструкторе, заменяются значениями из инициализатора.
Классы и объекты
Мы можем написать одинаковую программу в разных парадигмах. Парадигмы не имеют чёткого определения и часто пересекаются.
Определение классов в C++
В C++ ключевые слова struct и class очень близки и могут использоваться взаимозаменяемо. У них есть только одно отличие (об этом ниже). Вот как можно определить такой же класс с помощью struct:
Определение класса это чертёж. Оно говорит нам из каких данных состоит класс и какие действия он может совершать. т.е. происходит объединение данных и действий в одной сущности.
Переменные и методы класса
Все методы класса имеют доступ к переменным класса. Обратите внимание, как мы обращаемся к ammo в методе Attack.
Создание объектов класса
Теперь у нас есть свой тип данных и мы можем создавать переменные данного типа. Если после определения структур мы могли создавать структурные переменные, то в случае классов, мы создаём объекты классов (или экземпляры). Разница между классами и структурами только в терминах. Для C++ это почти одно и то же.
Вот так мы можем создать объекты класса Tank и вызвать метод Attack:
Мы обращаемся к переменным класса и методам с помощью оператора точки (прямой доступ), также как мы обращались к полям структурных переменных.
Размер объекта включает все данные, но не методы
В памяти переменные класса располагаются последовательно. Благодаря этому мы можем создавать массивы объектов и копировать их все вместе (если в классе этих объектов нет динамического выделения памяти). Это будет важно для нас, когда мы начнём работать с графикой в DirectX/OpenGL. Размер объекта класса можно узнать с помощью функции sizeof. При этом в качестве аргумента можно использовать как объект, так и сам класс:
Указатель this
Вот как для компилятора выглядит любой метод:
Это просто иллюстрация. В реальности не нужно указывать аргумент (всё что в круглых скобках). Мы автоматически получаем доступ к указателю this. В данном случае его использование перед ammo необязательно, компилятор автоматически привяжет эту переменную к this.
Указатель this нужен, когда методу необходимо вернуть указатель на текущий объект.
Указатели на объекты
При работе с объектам в C++ вам неизбежно придётся работать с указателями (и ссылками). Как мы помним, при передаче в функцию по значению создаётся копия переменной. Если у вас сложный класс, содержащий большой массив или указатели, то копирование такого объекта может потребовать ненужное выделение дополнительной памяти или может быть вообще невозможным, в случае если в классе вы динамически выделяете память. Поэтому очень часто объекты создаются динамически. Для доступа к таким объектам используется оператор непрямого доступа (стрелочка):
При использовании ссылки на объект, для доступа к его членам используется оператор прямого доступа (точка), т.е. с ссылкой можно обращаться как с обычным объектом:
Чуть ниже мы увидим один случай, когда не обойтись без ссылок.
Конструктор класса (Constructor)
Здесь, в конструкторе задаются начальные значения переменных, но мы можем делать в нём всё что угодно, это обычная функция.
Перегрузка конструктора класса
Перегрузка (overloading) конструктора позволяет создать несколько конструкторов для одного класса с разными параметрами. Всё то же самое, что и при перегрузке функций:
Начальные значения можно задавать в виде списка инициализации. Выше в конструкторе мы инициализировали переменные внутри тела. Список инициализации идёт перед телом конструктора и выглядит так:
В списке инициализации можно задать значение только части переменных класса.
Копирующий конструктор (Copy Constructor)
Без каких-либо действий с нашей стороны мы можем присваивать объектам другие объекты:
Здесь используется копирующий конструктор. Копирующий конструктор по умолчанию просто копирует все переменные класса в другой объект. Если в классе используется динамическое выделение памяти, то копирующий конструктор по умолчанию не сможет правильно создать новый объект. В таком случае вы можете перегрузить копирующий конструктор:
Деструктор класса
Допустим в нашем танке есть экипаж, пусть это будет один объект типа Unit. При создании танка мы выделяем память под экипаж. В деструкторе нам нужно будет освободить память:
Имя деструктора совпадает с именем класса и перед ним ставится тильда
. Деструктор может быть только один.
Объектно-ориентированное программирование в C++ (ООП)
Теперь, когда мы представляем что такое классы и объекты, и умеем с ними работать, можно поговорить о объектно-ориентированном программировании. Сам по себе стиль ООП предполагает использование классов и объектов. Но помимо этого, у ООП есть ещё три характерные черты: инкапсуляция данных, наследование и полиморфизм.
Собственно, здесь в класс Tank мы поместили переменную ammo и метод Attack. В методе Attack мы изменяем ammo. Это и есть инкапсуляция: члены класса (данные и методы) в одном месте.
Здесь мы видим, что объект может получить доступ только к членам класса, находящимся в блоке public. При попытке обратиться к членам класса (и переменным, и методам) блока private, компилятор выдаст ошибку. При этом внутри любого метода класса мы можем обращаться к членам блока private. В методе Move мы изменяем скрытые переменные x и y.
Хороший стиль программирования в ООП предполагает сокрытие всех данных. Как тогда задавать значения скрытых данных и получать доступ к ним? Для этого используются методы setters и getters.
Setters and Getters
Имена не обязательно должны включать Set и Get. Использование setters и getters приводит к увеличению количества кода. Можно ли обойтись без инкапсуляции и объявить все данные в блоке public? Да, можно. Но данная экономия кода имеет свои негативные последствия. Мы будем подробно обсуждать данный вопрос, когда будем говорить об интерфейсах.
Наследование (Inheritance) в C++
Производный класс не может получить доступ к private членам. Поэтому в классе Unit используется спецификатор protected. Данный спецификатор разрешает доступ к данным внутри класса и внутри дочерних классов, private же разрешает доступ только в методах самого класса.
При наследовании производный класс имеет доступ ко всем членам (public и protected) базового класса. Именно поэтому мы можем вызвать метод Move для объекта типа Archer.
Обратите внимание, как происходит наследование. При определении дочернего класса, после имени ставится двоеточие, слово public и имя базового класса. В следущем уроке мы рассмотрим для чего здесь нужно слово public.
Полиморфизм (Polymorphism)
Полиморфизм позволяет поместить в массив разные типы данных:
Мы создали массив указателей на Unit. Но C++ позволяет поместить в такой указатель и указатель на любой дочерний классс. Данная техника будет особенно полезна, когда мы изучим виртуальные функции.
Заключение
Классы позволяют легко моделировать лубую предметную область. Иногда лучше избежать использование ООП, но об этом мы поговорим в другой раз.
В следующем уроке мы познакомимся с более сложными концепциями, касающимися классов: виртуалье методы, шаблоны, статичные члены. Впоследствии мы увидим, как классы используютя в DirectX.
Урок №116. Конструкторы
На этом уроке мы рассмотрим конструкторы в языке С++.
Конструкторы
Когда все члены класса (или структуры) являются открытыми, то мы можем инициализировать класс (или структуру) напрямую, используя список инициализаторов или uniform-инициализацию (в C++11):
Однако, как только мы сделаем какие-либо переменные-члены класса закрытыми, то больше не сможем инициализировать их напрямую. Здесь есть смысл: если вы не можете напрямую обращаться к переменной (потому что она закрыта), то вы и не должны иметь возможность напрямую её инициализировать.
Как тогда инициализировать класс с закрытыми переменными-членами? Использовать конструкторы.
Конструктор — это особый тип метода класса, который автоматически вызывается при создании объекта этого же класса. Конструкторы обычно используются для инициализации переменных-членов класса значениями, которые предоставлены по умолчанию/пользователем, или для выполнения любых шагов настройки, необходимых для используемого класса (например, открыть определенный файл или базу данных).
В отличие от обычных методов, конструкторы имеют определенные правила их именования:
конструкторы всегда должны иметь то же имя, что и класс (учитываются верхний и нижний регистры);
Обратите внимание, конструкторы предназначены только для выполнения инициализации. Не следует пытаться вызывать конструктор для повторной инициализации существующего объекта. Хотя это может скомпилироваться без ошибок, результаты могут получиться неожиданные (компилятор создаст временный объект, а затем удалит его).
Конструкторы по умолчанию
Конструктор, который не имеет параметров (или содержит параметры, которые все имеют значения по умолчанию), называется конструктором по умолчанию. Он вызывается, если пользователем не указаны значения для инициализации. Например:
Использование конструкторов (Руководство по программированию на C#)
Каждый раз, когда создается класс или структура, вызывается конструктор. Конструкторы имеют имя, совпадающее с именем класса или структуры, и обычно инициализируют члены данных нового объекта.
В следующем примере класс с именем Taxi определяется с помощью простого конструктора. Затем оператор new создает экземпляр этого класса. Конструктор Taxi вызывается оператором new сразу после того, как новому объекту будет выделена память.
Если класс не является статическим, компилятор C# выделяет классам без конструкторов открытый конструктор без параметров, позволяющий создавать экземпляры классов. Дополнительные сведения см. в статье Статические классы и члены статических классов.
Создание экземпляров класса можно запретить, сделав конструктор закрытым, следующим образом:
Дополнительные сведения см. в разделе Закрытые конструкторы.
Кроме того, объекты на основе structs (включая все встроенные числовые типы) можно инициализировать или назначить, а затем использовать, как в следующем примере:
В связи с этим вызывать конструктор без параметров для типа значения необязательно.
Оба класса и structs могут определять конструкторы, принимающие параметры. Конструкторы, принимающие параметры, необходимо вызывать с помощью оператора new или base. Классы и structs могут определять также несколько конструкторов; для определения конструктора без параметров ни один их них не требуется. Пример:
Этот класс можно создать, воспользовавшись одним из следующих операторов:
Конструктор может использовать ключевое слово base для вызова конструктора базового класса. Пример:
В этом примере конструктор базового класса вызывается перед выполнением соответствующего ему блока. Ключевое слово base можно использовать как с параметрами, так и без них. Любые параметры для конструктора можно использовать как параметры для base или как часть выражения. Дополнительные сведения см. в разделе base.
Применение ключевого слова this в приведенном выше примере привело к вызову конструктора:
Конструкторы могут иметь пометку public, private, protected, internal, protected internal или private protected. Эти модификаторы доступа определяют, каким образом пользователи класса смогут создавать класс. Дополнительные сведения см. в статье Модификаторы доступа.
Конструктор можно объявить статическим, используя ключевое слово static. Статические конструкторы вызываются автоматически непосредственно перед доступом к статическим полям и обычно используются для инициализации членов статического класса. Дополнительные сведения см. в разделе Статические конструкторы.
Спецификация языка C#
Дополнительные сведения см. в разделах Конструкторы экземпляров и Статические конструкторы в Спецификации языка C#. Спецификация языка является предписывающим источником информации о синтаксисе и использовании языка C#.