🗊Презентация Объектно-ориентированное программирование (ООП)

Программирование Лекция 7

Объектно-ориентированное программирование (ООП) (ООП) — это особый концептуальный подход к проектированию программ, и C++ расширяет язык С средствами, облегчающими применение такого подхода. Наиболее важные характеристики ООП: абстракция; инкапсуляция и сокрытие данных; полиморфизм; наследование; повторное использование кода.

Процедурное программирование и ООП При процедурном подходе вы сначала концентрируетесь на процедурах, которым должны следовать, а только потом думаете о том, как представить данные. При объектно-ориентированном подходе вы концентрируетесь на объекте, как его представляет пользователь, думая о данных, которые нужны для описания объекта, и операциях, описывающих взаимодействие пользователя с данными. После разработки описания интерфейса вы перейдете к выработке решений о том, как реализовать этот интерфейс и как организовать хранение данных. И, наконец, вы соберете все это вместе в программу, соответствующую новому проекту.

Абстракции и классы Жизнь полна сложностей, и единственный способ справится со сложностью — это ограничиться упрощенными абстракциями.

Спецификация базового типа выполняет три вещи: Определяет, сколько памяти нужно объекту. Определяет, как интерпретируются биты памяти. Определяет, какие операции, или методы, могут быть применены с использованием этого объекта данных. Но когда вы определяете пользовательский тип в C++, то должны предоставить эту информацию самостоятельно.

Классы в C++ Класс — это двигатель C++, предназначенный для трансляции абстракции в пользовательские типы. Обычно спецификация класса состоит из двух частей: Объявление класса, описывающее компоненты данных в терминах членов данных, а также открытый интерфейс в терминах функций-членов, называемых методами. Определения методов класса, которые описывают, как реализованы определенные функции-члены.

Что такое интерфейс? Интерфейс — это совместно используемая часть, предназначенная для взаимодействия двух систем, например, между компьютером и принтером или между пользователем и компьютерной программой. Например, чтобы определить количество символов в объекте string, вам не нужно открывать этот объект и смотреть что у него внутри. Вы просто используете метод size () класса, предоставленный его разработчиком. Таким образом, метод size () является частью открытого интерфейса между пользователем и объектом класса string. Обычно программисты на C++ помещают интерфейс, имеющий форму определения класса, в заголовочный файл, а реализацию в форме кода для методов класса — в файл исходного кода.

Создание класса Давайте взглянем на класс, представляющий акционерный капитал. Операции: приобретение пакета акций компании; приобретение дополнительных акций в имеющийся пакет; продажа пакета; обновление объема доли в пакете акций; отображения информации о пакетах, находящихся во владении. Сведения для сохранения: название компании; количество акций, находящихся во владении; объем каждой доли; общий объем всех долей.

Объявление класса под именем Stock

Управление доступом Слова private и public позволяют управлять доступом к членам класса. Любая программа, которая использует объект определенного класса, может иметь непосредственный доступ к членам из раздела public. Доступ к членам объекта из раздела private программа может получить только через открытые функции-члены из раздела public. Открытые функции-члены действуют в качестве посредников между программой и закрытыми членами объекта; они предоставляют интерфейс между объектом и программой. Эта изоляция данных от прямого доступа со стороны программы называется сокрытием данных.

Инкапсуляция Открытый интерфейс представляет абстрактный компонент проектного решения. Собрание деталей реализации в одном месте и отделение их от абстракции называется инкапсуляцией. Сокрытие данных (помещение данных в раздел private класса) является примером инкапсуляции, и поэтому оно скрывает функциональные детали реализации в разделе private.

public или private? Поскольку одним из главных принципов ООП является сокрытие данных, то единицы данных обычно размещаются в разделе private. Использовать ключевое слово private в объявлении класса не обязательно, поскольку это спецификатор доступа к объектам класса по умолчанию:

Классы и структуры Описания классов выглядят очень похожими на объявления структур с дополнениями в виде функций-членов и меток видимости private и public. Фактически C++ расширяет на структуры те же самые свойства, которые есть у классов. Единственная разница состоит в том, что типом доступа по умолчанию у структур является public, в то время как у классов — private.

Реализация функций-членов класса Определения функций-членов очень похожи на определения обычных функций. При определении функции-члена для идентификации класса, которому принадлежит функция, используется операция разрешения контекста (: :). Методы класса имеют доступ к private-компонентам класса.

Реализация класса Stock

Использование классов Целью языка C++ является сделать применение классов насколько возможно простым — подобно базовым встроенным типам вроде int и char. Создавать объект класса можно за счет объявления переменной этого класса либо использования операция new для размещения в памяти объекта этого класса. Объекты можно передавать в аргументах, возвращать их из функций, присваивать один объект другому. Создим объект типа Stock по имени f luffy_the_cat.

Клиент-серверная модель Клиентом является программа, которая использует класс. Объявление класса, включая его методы, образует сервер, который является ресурсом, доступным нуждающейся в нем программе. Клиент взаимодействует с сервером только через открытый (public) интерфейс. Это означает, что единственной ответственностью клиента и, как следствие — программиста, является знание интерфейса. Ответственностью сервера и, как следствие — его разработчика, является обеспечение того, чтобы его реализация надежно и точно соответствовала интерфейсу. Любые изменения, вносимые разработчиком сервера в класс, должны касаться деталей реализации, но не интерфейса. Это позволяет программистам разрабатывать клиент и сервер независимо друг от друга, без внесения в сервер таких изменений, которые нежелательным образом отобразятся на поведении клиента.

Конструкторы и деструкторы классов

Конструктор для класса Stock

Деструкторы Деструктор призван очищать всяческий «мусор». Деструктор формируется из имени класса и предваряющего его символа тильды (~). Подобно конструктору, деструктор не имеет ни возвращаемого значения, ни объявляемого типа. Однако в отличие от конструктора, деструктор не должен иметь аргументы.

Усовершенствование класса Stock

Файл реализации

Файл клиентской программы

Вывод программы

Указатель this

Вопросы Что такое класс? Что такое инкапсуляция? Каково отношение между объектом и классом? Определите класс для представления банковского счета. Данные-члены должны включать имя вкладчика, номер счета (используйте строку) и баланс. Функции-члены должны позволять следующее: создание объекта и его инициализация; отображение имени вкладчика, номера счета и баланса; добавление на счет суммы денег, переданной в аргументе; снятие суммы денег, переданной в аргументе. Приведите объявление класса без реализации методов.

Вопросы Когда вызываются конструкторы класса? Когда вызываются деструкторы? Напишите код конструктора для класса банковского счета, описанного в вопросе 5. Что такое конструктор по умолчанию?