C++ - Урок 007. Классы

C++, class

Наличие данных, которые находятся в публичном доступе в структуре имеет свои преимущества, предоставляя полную свободу действий. Однако мы можем хотеть скрыть переменные, которые использованы в типе данных, чтобы сделать поведение типа более предсказуемым и проще модифицируемым, а также, чтобы его использование было больше похоже на использование фундаментального типа данных. Для этого необходимо определить взаимодействие интерфейса типа данных с доступом к недоступным переменным в классе.

В C++ такие типы данных называются классами. Класс имеет такой комплект составляющих, как переменные и методы для доступа к функционалу класса.

В интерфейсе класса могут быть определены следующие секции:

• public - методы и переменные доступны для взаимодействия извне класса;
• protected - методы и переменные доступны для использования внутри класса, а также в классах, наследованных от этого класса;
• private - методы и переменные доступны для использования только внутри класса

Однако к private переменным можно получить доступ извне с помощью public методов.

В структурах также можно определить private , protected и public секции. Отличие структур от классов в данном случае состоит в том, что по умолчанию все участники структур (переменные, методы) являются public , тогда как в классе участники находятся в секции private.

Посмотрим, как может выглядеть класс Vector, который был объявлен как структура в предыдущей статье .

class Vector 
{
public:
    Vector(int s) 
        : elem {new double[s]}, 
          sz{s} 
    { }
 
    double& operator[](int i) { return elem[i]; }
    int size() { return sz; }
 
private:
    double∗ elem; // указатель на элементы
    int sz; // число элементов
};

Определим переменную класса Vector.

Vector v(6); // Вектор из шести элементов

Графически Vector может быть представлен таким образом:

В принципе Vector является объектом, который описывает работу с указателем на массив элементов и их величину. Различные объекты Vector могут иметь различное количество элементов и их величину, но размер самого объекта Vector всегда будет одинаковым, поскольку он хранит в себе только указатель и целочисленную величину размера массива.

Поскольку теперь массив элементов находится в private секции. То доступ к его элементам будет производиться через перегруженный оператор квадратных скобок [] , а к размеру массива через метод size().

double read_and_sum(int s)
{
    Vector v(s);  // Создаём вектор элементов
    for (int i=0; i!=v.size(); ++i)
        cin>>v[i];  // Считываем элементы из ввода и записываем в вектор
 
    double sum = 0;
    for (int i=0; i!=v.size(); ++i)
        sum+=v[i];  // Суммируем элементы
    return sum;
}

В классе Vector имеется функция с таким же названием Vector(int). Эта функция является конструктором класса Vector, которая выполняет необходимые действия инициализации объекта во время его создания. Класс может иметь несколько конструкторов.

Vector(int s) 
    : elem {new double[s]}, 
      sz{s} 
{ }

В конструкторе производится инициализация элементов с помощью initializer list , который является элементом стандарта C++11.

Здесь не показан механизм обработки ошибок и работы с деструктором, но об этом позже.