C++ - Навчальний посібник 007. Класи

C++, class

Наявність даних, які у публічному доступі у структурі має свої переваги, надаючи повну свободу дій. Проте ми можемо хотіти приховати змінні, які використані в типі даних, щоб зробити поведінку типу більш передбачуваною та простіше модифікованою, а також, щоб її використання було більше схоже на використання фундаментального типу даних. Для цього необхідно визначити взаємодію інтерфейсу типу даних із доступом до недоступних змінних у класі.

У C++ такі типи даних називають класами. Клас має такий комплект складових, як змінні та методи для доступу до функціоналу класу.

В інтерфейсі класу можна визначити такі секції:

• public - методи та змінні доступні для взаємодії ззовні класу;
• protected - методи та змінні доступні для використання всередині класу, а також у класах, успадкованих від цього класу;
• private - методи та змінні доступні для використання тільки всередині класу

Однак до private змінним можна отримати доступ ззовні за допомогою public методів.

У структурах також можна визначити private , protected та public секції. Відмінність структур від класів у разі полягає у цьому, що за умовчанням все учасники структур (змінні, методи) є public , тоді як і класі учасники перебувають у секції private.

Подивимося, як може виглядати клас Vector, який був оголошений як структура у попередній статті .

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
};

Визначимо змінну класу Vector.

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

Графічно Vector може бути представлений таким чином:

У принципі Vector є об'єктом, який визначає роботу з покажчиком на масив елементів та його величину. Різні об'єкти Vector можуть мати різну кількість елементів та їх величину, але розмір самого об'єкта Vector завжди буде однаковим, оскільки він зберігає в собі лише вказівник та цілісну величину розміру масиву.

Оскільки тепер масив елементів знаходиться у private секції. То доступ до його елементів буде здійснюватися через перевантажений оператор квадратних дужок [] , а розмір масиву 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;
}

У класі Vector є функція з такою самою назвою Vector(int). Ця функція є конструктором класу Vector, яка виконує необхідні дії ініціалізації об'єкта під час його створення. Клас може мати кілька конструкторів.

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

У конструкторі проводиться ініціалізація елементів за допомогою initializer list , який є елементом стандарту C++11.

Тут не показаний механізм обробки помилок та роботи з деструктором, але про це пізніше.