С классы с параметрами
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.
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:
Урок №113. Классы, Объекты и Методы
Обновл. 13 Сен 2021 |
Хотя язык C++ предоставляет ряд фундаментальных типов данных (например, char, int, long, float, double и т.д.), которых бывает достаточно для решения относительно простых проблем, для решения сложных проблем функционала этих простых типов может не хватать.
Классы
Одной из наиболее полезных особенностей языка C++ является возможность определять собственные типы данных, которые будут лучше соответствовать в решении конкретных проблем. Вы уже видели, как перечисления и структуры могут использоваться для создания собственных пользовательских типов данных. Например, структура для хранения даты:
Перечисления и структуры — это традиционный (не объектно-ориентированный) мир программирования, в котором мы можем только хранить данные. В C++11 мы можем создать и инициализировать структуру следующим образом:
Для вывода даты на экран (что может понадобиться выполнить и не раз, и не два) хорошей идеей будет написать отдельную функцию, например:
Результат выполнения программы:
В объектно-ориентированном программировании типы данных могут содержать не только данные, но и функции, которые будут работать с этими данными. Для определения такого типа данных в языке C++ используется ключевое слово class. Использование ключевого слова class определяет новый пользовательский тип данных — класс.
В языке C++ классы очень похожи на структуры, за исключением того, что они обеспечивают гораздо большую мощность и гибкость. Фактически, следующая структура и класс идентичны по функционалу:
Единственным существенным отличием здесь является public — ключевое слово в классе (о нем мы поговорим детально на соответствующем уроке).
Так же, как и объявление структуры, объявление класса не приводит к выделению какой-либо памяти. Для использования класса нужно объявить переменную этого типа класса:
В языке C++ переменная класса называется экземпляром (или «объектом») класса. Точно так же, как определение переменной фундаментального типа данных (например, int x ) приводит к выделению памяти для этой переменной, так же и создание объекта класса (например, DateClass today ) приводит к выделению памяти для этого объекта.
Методы классов
Помимо хранения данных, классы могут содержать и функции! Функции, определенные внутри класса, называются методами. Методы могут быть определены, как внутри, так и вне класса. Пока что мы будем определять их внутри класса (для простоты), как определить их вне класса — рассмотрим несколько позже.
Класс Date с методом вывода даты:
Результат выполнения программы:
Обратите внимание, как эта программа похожа на вышеприведенную программу, где используется структура. Однако есть несколько отличий. В версии DateStruct нам нужно было передать переменную структуры непосредственно в функцию print() в качестве параметра. Если бы мы этого не сделали, то функция print() не знала бы, какую переменную структуры DateStruct выводить. Нам тогда бы пришлось явно ссылаться на члены структуры внутри функции.
Рассмотрим определение метода print() еще раз:
По сути, связанный объект неявно передается методу. По этой причине его часто называют неявным объектом.
Детально о том, как передается неявный объект методу, мы поговорим на соответствующем уроке. Ключевым моментом здесь является то, что для работы с функциями, не являющимися членами класса, нам нужно передавать данные в эту функцию явно (в качестве параметров). А для работы с методами у нас всегда есть неявный объект класса!
Использование префикса m_ (англ. «m» = «members») для переменных-членов помогает различать переменные-члены от параметров функции или локальных переменных внутри методов класса. Это полезно по нескольким причинам:
Обычно программисты пишут имена классов с заглавной буквы.
Правило: Пишите имена классов с заглавной буквы.
Вот еще один пример программы с использованием класса:
Результат выполнения программы:
В отличие от обычных функций, порядок, в котором определены методы класса, не имеет значения!
Примечание о структурах в C++
В языке Cи структуры могут только хранить данные и не могут иметь связанных методов. После проектирования классов (используя ключевое слово class) в языке С++, Бьёрн Страуструп размышлял о том, нужно ли, чтобы структуры (которые были унаследованы из языка Си) имели связанные методы. После некоторых размышлений он решил, что нужно. Поэтому в программах, приведенных выше, мы также можем использовать ключевое слово struct, вместо class, и всё будет работать!
Многие разработчики (включая и меня) считают, что это было неправильное решение, поскольку оно может привести к проблемам, например, справедливо предположить, что класс выполнит очистку памяти после себя (например, класс, которому выделена память, освободит её непосредственно перед моментом уничтожения самого класса), но предполагать то же самое при работе со структурами — небезопасно. Следовательно, рекомендуется использовать ключевое слово struct для структур, используемых только для хранения данных, и ключевое слово class для определения объектов, которые требуют объединения как данных, так и функций.
Правило: Используйте ключевое слово struct для структур, используемых только для хранения данных. Используйте ключевое слово class для объектов, объединяющих как данные, так и функции.
Заключение
Оказывается, Стандартная библиотека C++ полна классов, созданных для нашего удобства. std::string, std::vector и std::array — это всё типы классов! Поэтому, когда вы создаете объект любого из этих типов, вы создаете объект класса. А когда вы вызываете функцию с использованием этих объектов, вы вызываете метод:
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
Передача параметров в класс
У каждого способа есть плюсы и минусы. У конструктора есть серьезный плюс, что объект сразу получается готовый. У него нет промежуточных состояний. С методом init() получается, что его нужно не забыть вызвать с правильными аргументами один раз при создании объекта. Дальнейшие вызовы нежелательны (можно, например, устроить себе утечки памяти). С другой стороны, между вызовом конструктора и ф-цией init() объект получается в каком-то непонятном промежуточном состоянии, когда его полноценное использование невозможно. В третьем случае из-за обилия ф-ций запросто можно запутаться и что-то забыть. При этом у всех внутренних переменных класса, получается, должны быть какие-то значения «по умолчанию», иначе без вызова этих сеттеров экземпляр класс будет неработоспособен. С конструкторами минус мне кажется в том, что если существует достаточно большое кол-во опциональных входных параметров, то получается жесткая путаница в голове у компилятора и он просто не сможет собрать код. В конце-концов можно все параметры попытаться запаковать в структуру и передавать в конструктор указатель на нее. Но как-то это не лаконично.
2 ответа 2
С конструкторами минус мне кажется в том, что если существует достаточно большое кол-во опциональных входных параметров, то получается жесткая путаница в голове у компилятора и он просто не сможет собрать код.
Думаю, у программиста скорее наступит путаница:) а компилятор либо скомпилирует, либо нет.
Как бы я делал. У таких сложных классов сделал бы приватные конструкторы (что бы их кто не попади не конструировал). Отдельно сделал бы фабрику, которая по запросу отдавала сконструированный объект (такая себе сборка паттернов фабрика и строитель).
Если какой то объект может существовать в десяти разных вариантах, то значит нужно десять разных функций. При этом эти функции могут иметь один-два параметра, так и принимать другой класс/структру в качестве параметра. Так как имена будут разными, то и компилятор не запутается, и человек. (подсмотреть пример ).
Третий способ. То, что нужно так много параметров, подсказывает, что похоже проектируется «божественный класс». Поэтому и вылазят такие сложности. Может с этого класса можно выделить часть данных+кода в отдельный класс/классы? А там и архитектура упростится.
Универсального рецепта нету, в каждом сложном случае приходится делать по-своему.
В хорошем случае (немного входных данных, немного различных комбинаций) старайтесь предпочитать конструктор. Функция типа init не так уж плоха, если все в вашем проекте все знают о такой архитектуре. Но в случае, когда она нужна (несколько разных конструкторов), есть лучшее решение: статические factory-методы:
Существуют, однако, достаточно случаи, когда в классе реально много параметров. Примером тому могут служить, например, классы, представляющие графические элементы в WPF, например, Grid (да, это не C++, но дизайн — везде дизайн). Для подобных классов не существует единого решения. Я бы отметил два подхода.
Достоинство — не надо заботиться об установке параметров, для которых подходит значение по умолчанию (аргументы по умолчанию в конструкторах достаточно слабо помогают).
Недостаток — то, что валидное состояние с точки зрения объекта ещё не означает валидного состояния с точки зрения пользователя этого объекта. Например, если объект сразу после создания начинает посылать сообщения, пользователь, возможно, хотел бы «запустить» объект лишь после того, как подпишется на эти сообщения. Это налагает требования к дизайну объекта: подобные use case’ы должны быть предусмотрены при разработке.
2) Подход, более типичный для объектов, которые надо долго конфигурировать и лишь затем запустить — разделить сущности «параметры класса» и «сам класс» по двум разным классам. Упрощённый пример:
Достоинство такого подхода — полная гибкость задания параметров объекта. Недостаток — громоздкость записи, с которой можно бороться, вынося часто используемые конструкторы как отдельные factory-методы.