Объектно-ориентированное программирование для самых маленьких
Вы когда-нибудь замечали, что на собеседованиях задают одни и те же клишированные вопросы?
Уверен, вы поняли, что я имею ввиду.
Ну вот, к примеру:
Кем вы видите себя через 5 лет?
Боже, ответ на этот вопрос станет моим главным недостатком.
Конечно, эти вопросы до ужаса тривиальны и не вызывают ничего, кроме раздражения, но они помогают работодателям лучше вас понять. А именно — ваше текущее состояние, жизненную позицию, взгляд на будущее и т.д.
Отвечая на эти вопросы, вы должны быть очень осторожны, так как из-за невнимательность вы можете рассказать что-то такое, о чем позже пожалеете.
В сегодняшней статье я хочу разобрать похожий «клишированный» вопрос:
Каковы основные принципы объектно-ориентированного программирования?
Я был по обе стороны стола, когда звучал этот вопрос. Он звучит настолько часто, что не знать ответа на него — просто невозможно.
В 90% случаев его задают новичкам, потому что он помогает разъяснить три вопроса:
- Готовился ли кандидат к этому интервью?
Если ответ дается незамедлительно — кандидат ответственно подошел к делу. - Прошел ли кандидат начальный этап?
Понимание принципов объектно-ориентированного программирования (ООП) показывает, что кандидат прошел начальный этап — теперь он видит вещи с более продвинутой точки зрения. - Его понимание ООП находится на глубоком или поверхностном уровне?
Уровень компетентности по данному вопросу часто равен уровню компетентности по большинству других. Доверьтесь мне.
Пришло время озвучить 4 принципа ООП: инкапсуляция, абстракция, наследование и полиморфизм.
Для junior-разработчика слова могут показаться страшными и сложными. Вдобавок, при поиске ответа в Интернете, чрезмерно длинные объяснения в Википедии удваивают путаницу.
Вот почему я хочу дать простое, короткое и четкое объяснение для каждого из приведенных принципов. Может показаться, что они звучат чересчур просто, будто бы я разговариваю с маленьким ребенком, но именно такую формулировку я бы хотел услышать от кандидата на собеседовании.
Инкапсуляция
Допустим, у нас есть некая программа. У нее есть объекты, которые общаются между собой, в соответствии с правилами, установленными в программе.
Объект самостоятельно управляет своим внутренним состоянием, с помощью методов — и никто другой не может трогать его, если на это нет особого разрешения. Если другой захочет с ним взаимодействовать, ему нужно будет использовать разрешенные методы. Но (по умолчанию) менять внутреннее состояние нельзя.
Теперь допустим, что мы играем в Sims. У нас есть семья из нескольких людей и кошки. Они общаются друг с другом. Мы хотим применить инкапсуляцию, поэтому инкапсулируем всю логику «cat» в класс Cat. Это выглядит следующим образом:
Здесь внутренним состоянием кошки являются частные(private) переменные: настроение(mood), голод(hungry) и энергия(energy). Она также имеет частный(private) метод meow (). Кошка может вызвать его в любой момент, когда захочет, другие классы не могут говорить кошке, когда ей можно мяукать.
То, что им можно делать, определяется в публичных(public) методах sleep (), play () и feed (). Каждый из них каким-то образом влияет на внутреннее состояние кошки и может вызвать meow (). Таким образом, устанавливается связь между внутренним состоянием объекта и публичными методами.
Вот что такое инкапсуляция.
Абстракция
В объектно-ориентированном программировании, зачастую, у программ очень большой объем, и объекты много общаются между собой. Как вы понимаете, поддерживать такую кодовую базу в течение долгих лет — с постоянными изменениями — трудно.
Абстракция нацелена на решение этой проблемы.
Применение абстракции означает, что нужно отбросить незначимые характеристики объекта и оставить только значимые. Данные обрабатываются функцией высокого уровня с помощью вызова функций низкого уровня.
Представьте кофеварку. Когда она варит кофе, под ее корпусом творится много вещей. Но от вас требуется лишь насыпать кофе и нажать кнопку.
Данный механизм должен быть неприхотлив в использовании, а также редко меняться со временем. Подумайте об этом, как о наборе публичных(public) методов, которые любой другой класс может вызывать, не “зная”, как они работают.
Хотите еще один пример? Возьмите свой смартфон.
Каждый день вы бесчисленное количество раз проводите пальцами по экрану. Что в этот момент происходит внутри смартфона? Рядовому пользователю не нужно это знать, так как ему дан определенный перечень действий для работы с гаджетом.
Наследование
Итак, мы разобрались с двумя принципами ООП, осталось еще два.
Наследование позволяет создать новый класс (производный класс) на основе уже существующего (родительский класс).
Производный класс берет все от родительского, но имеет дополнительные характеристики. Это нужно для того, чтобы просто немного улучшить старый класс, а не создавать с нуля новый.
На данном примере, «обычный» преподаватель делится на «частного» и «публичного». «Частный» работает индивидуально с каждым студентом, а «публичный» со всеми в одно время. Эти классы имеют новые уникальные характеристики, не присущие родительскому классу.
Полиморфизм
На греческом, полиморфизм означает «многообразие форм».
Мы с вами узнали, что такое наследование, и успешно применяем его на практике. Но возникает одна проблема.
Представим, что у нас есть родительский класс и несколько производных. Мы хотим использовать коллекцию или, по-другому, список, который содержит «микс» всех этих классов. Или у нас есть метод, осуществляемый для родительского класса, но мы бы хотели использовать его и для производного.
Эту проблему можно решить, используя полиморфизм.
Полиморфизм позволяет использовать объекты с одинаковыми характеристиками в разных направлениях.
Общие свойства объектов объединяются в систему, которую могут называть по-разному — интерфейс, класс.
Данный принцип позволяет повысить коэффициент повторного использования кода.
Взгляните на эскиз с геометрическими фигурами. Они повторно используют общий интерфейс для расчета площади поверхности и периметра:
Имея в распоряжении эти фигуры, наследующие интерфейс родительского класса, мы можем создать коллекцию (список) смешанных треугольников, окружностей и прямоугольников. И относиться к ним, как к одному и тому же типу объектов.
Затем, если потребуется вычислить площадь какого-либо элемента, эта коллекция (список) найдет и выполнит правильный метод. Если элемент является треугольником, выполняется метод CalculateSurface (). Если это круг, выполняется метод CalculateSurface (). И так далее.
Вместо того, чтобы писать класс для каждого конкретного типа следует создать типы, которые будут реализованы во время выполнения программы.
Надеюсь, мое «детское» объяснение вам помогло. Используйте его при прохождении собеседования и должность, фактически, вам обеспечена!
Что дальше?
Вы готовы к собеседованию, знаете ответ на любой вопрос, рубашка и пиджак поглажены, резюме сто раз перечитано и подкорректировано, но вот незадача — никто не звонит с предложением о работе.
В следующей статье мы поговорим о том, как выделиться из толпы и, что ожидает увидеть работодатель в junior-разработчике.
Наследование
Наследование — это механизм создания нового класса на основе уже существующего. При этом к существующему классу могут быть добавлены новые элементы (данные и функции), либо существующие функции могут быть изменены. Основное назначение механизма наследования — повторное использование кодов, так как большинство используемых типов данных являются вариантами друг друга, и писать для каждого свой класс нецелесообразно.
Объекты разных классов и сами классы могут находиться в отношении наследования, при котором формируется иерархия объектов, соответствующая заранее предусмотренной иерархии классов.
Иерархия классов позволяет определять новые классы на основе уже имеющихся. Имеющиеся классы обычно называют базовыми (иногда порождающими), а новые классы, формируемые на основе базовых, – производными (порожденными, классами-потомками или наследниками).
Производные классы «получают наследство» – данные и методы своих базовых классов, и могут пополняться собственными компонентами (данными и собственными методами). Наследуемые компоненты не перемещаются в производный класс, а остаются в базовых классах. Сообщение, обработку которого не могут выполнить методы производного класса, автоматически передается в базовый класс. Если для обработки сообщения нужны данные, отсутствующие в производном классе, то их пытаются отыскать автоматически в базовом классе.
При наследовании некоторые имена методов (функций-членов) и полей (данных-членов) базового класса могут быть по-новому определены в производном классе. В этом случае соответствующие компоненты базового класса становятся недоступными из производного класса. Для доступа из производного класса к компонентам базового класса, имена которых повторно определены в производном, используется операция разрешения контекста ::
Для порождения нового класса на основе существующего используется следующая общая форма
При объявлении порождаемого класса МодификаторДоступа может принимать значения public , private , protected либо отсутствовать, по умолчанию используется значение private . В любом случае порожденный класс наследует все члены базового класса, но доступ имеет не ко всем. Ему доступны общие ( public ) члены базового класса и недоступны частные ( private ).
Для того, чтобы порожденный класс имел доступ к некоторым скрытым членам базового класса, в базовом классе их необходимо объявить со спецификацией доступа защищенные ( protected ).
Члены класса с доступом protected видимы в пределах класса и в любом классе, порожденном из этого класса.
Общее наследование
При общем наследовании порожденный класс имеет доступ к наследуемым членам базового класса с видимостью public и protected . Члены базового класса с видимостью private – недоступны.
| Спецификация доступа | внутри класса | в порожденном классе | вне класса |
| private | + | — | — |
| protected | + | + | — |
| public | + | + | + |
Общее наследование означает, что порожденный класс – это подтип базового класса. Таким образом, порожденный класс представляет собой модификацию базового класса, которая наследует общие и защищенные члены базового класса.
Порожденный класс наследует все данные класса student (строка 13), имеет доступ к protected и public — членам базового класса. В новом классе добавлено два поля данных (строки 16, 17), и порожденный класс переопределяет функцию print() (строки 20, 39-43).
Конструктор для базового класса вызывается в списке инициализации (строка 29).
Результат выполнения 
Функция main создаёт объект класса student (строка 48) и объект класса grad_student (строка 49). Указателю p присваивается ссылка на объект класса student (строка 50), а указателю gs объект класса grad_student (строка 52). При этом функции вывода в строках 51 и 54 корректно отрабатываются для своего класса.
Но что происходит, когда мы присваиваем указателю класса student ссылку на объект класса grad_student (строка 55)? В этом случае происходит преобразование указателей, и в строке 56 вызывается уже функция print() класса student .
Указатель на порожденный класс может быть неявно передан в указатель на базовый класс. А указатель на порожденный класс может указывать только на объекты порожденного класса. То есть обратное преобразование недопустимо
Неявные преобразования между порожденным и базовым классами называются предопределенными стандартными преобразованиями :
- объект порожденного класса неявно преобразуется к объекту базового класса.
- ссылка на порожденный класс неявно преобразуется к ссылке на базовый класс.
- указатель на порожденный класс неявно преобразуется к указателю на базовый класс.
Частное наследование
Порожденный класс может быть базовым для следующего порождения. При порождении private наследуемые члены базового класса, объявленные как protected и public , становятся членами порожденного класса с видимостью private . При этом члены базового класса с видимостью public и protected становятся недоступными для дальнейших порождений. Цель такого порождения — скрыть классы или элементы классов от использования их в дальнейших порождениях. При порождении private не выполняются предопределенные стандартные преобразования:
Однако порождение private позволяет отдельным элементам базового класса с видимостью public и protected сохранить свою видимость в порожденном классе. Для этого необходимо
C++
Классы / Структуры
Обратите внимание, что единственная разница между ключевыми словами struct и class заключается в том, что по умолчанию переменные-члены, функции-члены и базовые классы struct являются public , а в class они являются private . Программисты на С ++, как правило, называют это классом, если у него есть конструкторы и деструкторы, а также возможность принудительно применять свои собственные инварианты; или struct, если это просто простой набор значений, но сам язык C ++ не делает различий.
Основы классов
Класс является определяемым пользователем типом. Класс вводится с ключевым словом class , struct или union . В разговорной речи термин «класс» обычно относится только к не-профсоюзным классам.
Класс — это набор членов класса , который может быть:
- переменные-члены (также называемые «полями»)
- функции-члены (также называемые «методы»)
- типы членов или typedefs (например, «вложенные классы»)
- шаблоны членов (любого типа: шаблон переменной, функции, класса или псевдонима)
Ключевые слова class и struct , называемые ключами классов , в значительной степени взаимозаменяемы, за исключением того, что спецификатор доступа по умолчанию для членов и баз является «закрытым» для класса, объявленного с ключом class и «общедоступным» для класса, объявленного с помощью ключа struct или union (см. модификаторы доступа ).
Например, следующие фрагменты кода идентичны:
Объявляя класс, в вашу программу добавляется новый тип, и можно создавать объекты этого класса посредством
Доступ к членам класса осуществляется с помощью точечного синтаксиса.
Спецификаторы доступа
В качестве спецификаторов доступа действуют три ключевых слова . Они ограничивают доступ к членам класса после спецификатора, пока другой спецификатор снова не изменит уровень доступа:
| Ключевое слово | Описание |
|---|---|
| public | У каждого есть доступ |
| protected | Только сам класс, производные классы и друзья имеют доступ |
| private | Только у самого класса и друзей есть доступ |
Когда тип определяется с помощью ключевого слова class , спецификатор доступа по умолчанию является private , но если тип определяется с помощью ключевого слова struct , спецификатор доступа по умолчанию является public :
Спецификаторы доступа в основном используются для ограничения доступа к внутренним полям и методам и заставляют программиста использовать определенный интерфейс, например, чтобы принудительно использовать геттеры и сеттеры вместо прямого обращения к переменной:
Использование protected полезно для того, чтобы определенные функциональные возможности этого типа были доступны только для производных классов, например, в следующем коде, метод calculateValue() доступен только для классов, полученных из базового класса Plus2Base , например FortyTwo :
Обратите внимание, что ключевое слово friend может использоваться для добавления исключений доступа к функциям или типам для доступа к защищенным и закрытым членам.
public , protected и private ключевые слова также могут использоваться для предоставления или ограничения доступа к подобъектам базового класса. См. Пример Inheritance .
наследование
Классы / структуры могут иметь отношения наследования.
Если класс / структура B наследуется от класса / структуры A , это означает, что B имеет родительский A Мы говорим, что B — производный класс / struct из A , а A — базовый класс / struct.
Существует 3 формы наследования для класса / структуры:
- public
- private
- protected
Обратите внимание, что наследование по умолчанию такое же, как видимость членов по умолчанию: public если вы используете ключевое слово struct , и private для ключевого слова class .
Можно даже получить class из struct (или наоборот). В этом случае наследование по умолчанию контролируется дочерним элементом, поэтому struct которая выводится из class , по умолчанию будет иметь наследование по умолчанию, а class , полученный из struct , по умолчанию будет иметь частное наследование.
Обратите внимание, что хотя protected наследование разрешено, фактическое его использование встречается редко. Одним из примеров того, как protected наследование используется в приложении, является частная специализация базового класса (обычно называемая «контролируемый полиморфизм»).
Когда ООП был относительно новым, (публичное) наследование часто говорилось о моделировании отношения «IS-A». То есть, наследование является правильным, только если экземпляр производного класса также является экземпляром базового класса.
Это позже было уточнено в Принципе замещения Лискова : публичное наследование должно использоваться только тогда, когда / если экземпляр производного класса может быть заменен экземпляром базового класса при любых возможных обстоятельствах (и по-прежнему имеет смысл).
Как правило, частное наследство воплощает совершенно разные отношения: «реализуется в терминах» (иногда называемое отношением «HAS-A»). Например, класс Stack может наследовать конфиденциально из класса Vector . Частное наследование имеет гораздо большее сходство с агрегированием, чем государственное наследование.
Защищенное наследование почти никогда не используется, и нет общего согласия относительно того, какие отношения он воплощает.
Виртуальное наследование
При использовании наследования вы можете указать ключевое слово virtual :
Когда класс B имеет виртуальную базу A это означает, что A будет находиться в большинстве производных классов дерева наследования и, следовательно, большинство производных классов также отвечает за инициализацию этой виртуальной базы:
Если мы не будем комментировать /*A(88)*/ мы не получим никакой ошибки, так как C теперь инициализирует ее косвенную виртуальную базу A
Также обратите внимание, что когда мы создаем переменный object , большинство производных классов C , поэтому C отвечает за создание (вызывающий конструктор) A и, следовательно, значение A::member равно 88 , а не 5 (как и было бы, если бы мы были создавая объект типа B ).
Это полезно при решении проблемы алмаза :
B и C , как наследовать от A и D наследует от B и C , так что 2 экземпляра A в D ! Это приводит к двусмысленности при доступе к члену от A до D , поскольку компилятор не знает, из какого класса вы хотите получить доступ к этому члену (тот, который B наследует, или тот, который наследуется C ?) ,
Виртуальное наследование решает эту проблему: поскольку виртуальная база находится только в большинстве производных объектов, будет только один экземпляр A в D
Удаление комментариев устраняет двусмысленность.
Многократное наследование
Помимо одиночного наследования:
Вы также можете иметь множественное наследование:
Теперь C будет наследовать от A и B одновременно.
Примечание. Это может привести к двусмысленности, если одни и те же имена используются в нескольких унаследованных class s или struct s. Быть осторожен!
Неоднозначность в множественном наследовании
Множественное наследование может быть полезным в некоторых случаях, но иногда нечетным видом проблем при использовании множественного наследования.
Например: у двух базовых классов есть функции с тем же именем, которые не переопределены в производном классе, и если вы пишете код для доступа к этой функции с использованием объекта производного класса, компилятор показывает ошибку, потому что он не может определить, какую функцию вызывать. Вот код для этого типа двусмысленности в множественном наследовании.
Но эту проблему можно решить с помощью функции разрешения разрешающей способности, чтобы указать, какая функция относится к классу base1 или base2:
Доступ к членам класса
Чтобы получить доступ к переменным — членам и функциям — членам объекта класса, то . используется оператор:
При доступе к членам класса с помощью указателя обычно используется оператор -> . Альтернативно, экземпляр может быть разыменован и . оператора, хотя это реже:
При доступе к статическим членам класса используется оператор :: , но на имя класса вместо экземпляра его. Альтернативно, статический член может быть доступен из экземпляра или указателя на экземпляр с помощью . или -> , соответственно, с тем же синтаксисом, что и доступ к нестационарным членам.
Оператор -> необходим, потому что оператор доступа к члену . имеет приоритет над оператором разыменования * .
Можно было бы ожидать, что *pa будет разыменовывать p (в результате ссылается на объект p , указывающий на), а затем обращается к его члену a . Но на самом деле он пытается получить доступ к члену a из p а затем разыменовать его. Ie *pa эквивалентно *(pa) . В приведенном выше примере это приведет к ошибке компилятора из-за двух фактов: во-первых, p является указателем и не имеет члена a . Во-вторых, a является целым числом и, следовательно, не может быть разыменован.
Необычно используемым решением этой проблемы было бы прямое управление приоритетом: (*p).a
Вместо этого оператор- -> почти всегда используется. Это короткая рука для первого разыменования указателя, а затем доступа к нему. Ie (*p).a точно такое же, как p->a .
Оператор :: оператор области видимости, используемый таким же образом, как и доступ к члену пространства имен. Это связано с тем, что статический член класса рассматривается как область видимости этого класса, но не считается членом экземпляров этого класса. Использование нормального . и -> также допускается для статических членов, несмотря на то, что они не являются членами экземпляра по историческим причинам; это полезно для написания генерического кода в шаблонах, поскольку вызывающему абоненту не нужно беспокоиться о том, является ли данная функция-член статичной или нестатической.
Частное наследование: ограничение интерфейса базового класса
Частное наследование полезно, когда требуется ограничить публичный интерфейс класса:
Этот подход эффективно предотвращает доступ к общедоступным методам A путем отбрасывания указателя A или ссылки:
В случае публичного наследования такое литье предоставит доступ ко всем общедоступным методам A, несмотря на альтернативные способы предотвращения этого в производном B, например, скрытие:
или частное использование:
то для обоих случаев это возможно:
Заключительные классы и структуры
Вывод класса может быть запрещен с final спецификатором. Объявим окончательный класс:
Теперь любая попытка подкласса вызовет ошибку компиляции:
Конечный класс может отображаться в любом месте иерархии классов:
дружба
Ключевое слово friend используется для предоставления другим классам и функциям доступа к закрытым и защищенным членам класса, даже если они определены вне рамок класса.
Вложенные классы / структуры
class или struct также могут содержать другое определение class / struct внутри себя, которое называется «вложенным классом»; в этой ситуации содержащий класс называется «охватывающим классом». Вложенное определение класса считается членом входящего класса, но в противном случае оно является отдельным.
За пределами закрывающего класса доступ к вложенным классам осуществляется с помощью оператора области видимости. Однако изнутри закрывающего класса вложенные классы могут использоваться без квалификаторов:
Как и в случае не-вложенного class / struct , функции-члены и статические переменные могут быть определены либо внутри вложенного класса, либо в охватывающем пространстве имен. Тем не менее, они не могут быть определены внутри охватывающего класса, поскольку он считается другим классом, чем вложенный класс.
Как и в случае не-вложенных классов, вложенные классы могут быть объявлены и определены позже, если они определены до их непосредственного использования.
До C ++ 11 вложенные классы имели доступ только к именам типов, static членам и счетчикам из охватывающего класса; все остальные члены, определенные в охватывающем классе, были недоступны.
Начиная с C ++ 11, вложенные классы и их члены обрабатываются так, как если бы они были friend s входящего класса и могли обращаться ко всем своим членам в соответствии с обычными правилами доступа; если члены вложенного класса требуют возможности оценить один или несколько нестатических членов охватывающего класса, они должны, таким образом, передать экземпляр:
И наоборот, класс-оболочка не рассматривается как друг вложенного класса и, следовательно, не может получить доступ к его частным членам без явного разрешения.
Друзья вложенного класса автоматически не считаются друзьями окружающего класса; если они также должны быть друзьями окружающего класса, это должно быть объявлено отдельно. И наоборот, поскольку закрывающий класс автоматически не считается другом вложенного класса, ни друзья окружающего класса не будут считаться друзьями вложенного класса.
Как и все другие члены класса, вложенные классы могут быть названы только вне класса, если они имеют открытый доступ. Тем не менее, вам разрешен доступ к ним независимо от модификатора доступа до тех пор, пока вы не укажете их явно.
Вы также можете создать псевдоним типа для вложенного класса. Если псевдоним типа содержится в охватывающем классе, вложенный тип и псевдоним типа могут иметь разные модификаторы доступа. Если тип псевдоним находится вне его класса, он требует , чтобы либо вложенный класс, или typedef их, быть публичным.
Как и в случае с другими классами, вложенные классы могут быть получены из или из других классов.
Это может быть полезно в ситуациях, когда охватывающий класс получен из другого класса, позволяя программисту обновлять вложенный класс по мере необходимости. Это можно объединить с typedef, чтобы обеспечить согласованное имя для каждого вложенного класса вложенного класса:
В приведенном выше случае, как BaseOuter и DerivedOuter поставляют тип члена Inner , как BaseInner_ и DerivedInner_ , соответственно. Это позволяет выводить вложенные типы без нарушения интерфейса охватывающего класса и позволяет использовать вложенный тип в полиморфном виде.
Типы участников и псевдонимы
class или struct также могут определять псевдонимы типа члена, которые являются псевдонимами типа, содержащимися внутри и рассматриваемыми как члены самого класса.
Как и статические члены, эти typedefs доступны с помощью оператора области видимости :: .
Как и в случае с обычными псевдонимами типа, каждому псевдониму типа члена разрешается ссылаться на любой тип, определенный или сглаженный раньше, но не после его определения. Аналогично, typedef вне определения класса может ссылаться на любые доступные typedef в определении класса, если он приходит после определения класса.
Алиасы типа пользователя могут быть объявлены с любым уровнем доступа и будут уважать соответствующий модификатор доступа.
Это можно использовать для обеспечения уровня абстракции, позволяя дизайнеру класса изменять свои внутренние работы без нарушения кода, который опирается на него.
В этой ситуации, если класс-помощник изменен с SomeComplexType на какой-либо другой тип, нужно будет изменить только объявление typedef и friend ; поскольку класс-помощник предоставляет те же функции, любой код, который использует его как Something::MyHelper вместо указания его по имени, как правило, будет работать без каких-либо изменений. Таким образом, мы минимизируем количество кода, которое необходимо изменить при изменении базовой реализации, так что имя типа необходимо изменить только в одном месте.
Это также можно сочетать с decltype , если этого так decltype .
В этой ситуации изменение реализации SomethingElse::helper автоматически изменит typedef для нас из-за decltype . Это минимизирует количество необходимых изменений, когда мы хотим изменить helper , который минимизирует риск человеческой ошибки.
Однако, как и во всем, это можно занять слишком далеко. Если имя типа используется только один или два раза внутренне и нулевое время извне, например, нет необходимости предоставлять псевдоним для него. Если он используется сотни или тысячи раз во всем проекте, или если у него есть достаточно длинное имя, тогда может быть полезно предоставить его как typedef, а не всегда использовать его в абсолютных выражениях. Нужно балансировать вперед совместимость и удобство с количеством создаваемого ненужного шума.
Это также можно использовать с классами шаблонов, чтобы обеспечить доступ к параметрам шаблона вне класса.
Обычно это используется с контейнерами, которые обычно предоставляют свой тип элемента и другие вспомогательные типы в качестве псевдонимов типа члена. Например, большинство контейнеров в стандартной библиотеке C ++ предоставляют следующие 12 вспомогательных типов, а также любые другие специальные типы, которые могут потребоваться.
До C ++ 11 он также обычно использовался для создания «шаблона typedef », поскольку эта функция еще не была доступна; они стали немного менее распространены с введением шаблонов псевдонимов, но по-прежнему полезны в некоторых ситуациях (и сочетаются с шаблонами псевдонимов в других ситуациях, что может быть очень полезно для получения отдельных компонентов сложного типа, таких как указатель на функцию ). Они обычно используют type имени для своего псевдонима типа.
Это часто использовалось с типами с несколькими параметрами шаблона, чтобы обеспечить псевдоним, который определяет один или несколько параметров.
Статические члены класса
Класс также может иметь static элементы, которые могут быть либо переменными, либо функциями. Они считаются находящимися в классе, но не рассматриваются как обычные члены; они имеют статическую продолжительность хранения (они существуют с самого начала программы до конца), не привязаны к конкретному экземпляру класса, и для всего класса существует только одна копия.
Статические переменные-члены не считаются определенными внутри класса, только объявлены и, следовательно, имеют свое определение вне определения класса; программисту разрешено, но не требуется, инициализировать статические переменные в их определении. При определении переменных-членов ключевое слово static опущено.
В связи с этим статические переменные могут быть неполными (кроме void ), если они позже определены как полный тип.
Функции статического члена могут быть определены внутри или вне определения класса, как и для обычных функций-членов. Как и для статических переменных-членов, ключевое слово static опущено при определении статических функций-членов вне определения класса.
Если статическая переменная-член объявляется const но не является volatile и имеет тип интеграла или перечисления, ее можно инициализировать при объявлении внутри определения класса.
Начиная с C ++ 11, статические переменные- LiteralType типов LiteralType (типы, которые могут быть constexpr во время компиляции, в соответствии с правилами constexpr ) также могут быть объявлены как constexpr ; если это так, они должны быть инициализированы в определении класса.
Если const или constexpr статическая переменная член УСО-используется (неофициально, если он имеет свой адрес Предпринятые или назначается в качестве ссылки), то он должен еще отдельное определение, вне определения класса. Это определение не позволяет содержать инициализатор.
Поскольку статические члены не привязаны к данному экземпляру, к ним можно получить доступ с помощью оператора области видимости :: .
Их также можно получить, как если бы они были обычными, нестационарными членами. Это имеет историческое значение, но используется реже, чем оператор области, чтобы предотвратить путаницу в отношении того, является ли элемент статическим или нестационарным.
Члены класса могут получить доступ к статическим членам без квалификации своей области, как и для нестатических членов класса.
Они не могут быть mutable и не должны быть такими; поскольку они не привязаны к какому-либо конкретному экземпляру, независимо от того, является ли экземпляр или не является константой, не затрагивает статические члены.
Статические члены рассматривают модификаторы доступа, как и нестатические элементы.
Поскольку они не привязаны к данному экземпляру, статические функции-члены не имеют this указателя; из-за этого они не могут получить доступ к нестационарным переменным-членам, если не передал экземпляр.
Из-за отсутствия this указателя их адреса не могут храниться в указателях-членах-функциях и вместо этого сохраняются в обычных указателях-функциях.
Из — за не имея this указатель, они также не могут быть const или volatile , они не могут иметь реф-классификаторы. Они также не могут быть виртуальными.
Поскольку они не привязаны к данному экземпляру, статические переменные-члены эффективно рассматриваются как специальные глобальные переменные; они создаются при запуске программы и уничтожаются при ее выходе, независимо от того, существуют ли какие-либо экземпляры класса. Существует только одна копия каждой статической переменной-члена (если только переменная не объявлена thread_local (C ++ 11 или новее), в этом случае есть один экземпляр для потока).
Статические переменные-члены имеют ту же связь, что и класс, независимо от того, имеет ли класс внешнюю или внутреннюю связь. Локальным классам и неназванным классам не разрешено иметь статические члены.
Нестатические функции-члены
Класс может иметь нестатические функции-члены , которые работают с отдельными экземплярами класса.
Эти функции вызываются в экземпляре класса, например:
Они могут быть определены как внутри, так и вне определения класса; если они определены снаружи, они указываются как входящие в область класса.
Они могут быть квалифицированными и / или квалифицированными квалифицированными специалистами , влияющими на то, как они видят экземпляр, к которому они обращаются; функция увидит экземпляр как имеющий указанный cv-квалификатор (ы), если он есть. Какая версия называется, будет основана на cv-квалификаторах экземпляра. Если в качестве экземпляра нет версии с теми же cv-квалификаторами, то будет выпущена версия с более высокой квалификацией, если она доступна.
Функция ref-qualifiers функции-члена указывает, должна ли функция быть вызвана для экземпляров rvalue, и использовать тот же синтаксис, что и функция cv-qualifiers.
CV-квалификаторы и ref-квалификаторы также могут быть объединены, если необходимо.
Они также могут быть виртуальными ; это имеет основополагающее значение для полиморфизма и позволяет дочернему классу (классам) предоставлять тот же интерфейс, что и родительский класс, и при этом предоставлять свои собственные функции.
Для получения дополнительной информации см. Здесь .
Без названия struct / class
Доступна struct (тип не имеет имени)
но НЕ анонимная struct (неназванный тип и неназванный объект)
Примечание. Некоторые компиляторы разрешают анонимную struct как расширение .
lamdba можно рассматривать как специальную неназванную struct .
Что производный класс наследует от базового?
Существующий класс может быть дополнен или изменен для создания нового класса. Существующие классы называются базовыми, а новые – производными. Производный класс наследует описание базового класса; затем он может быть изменен добавлением новых членов, изменением существующих функций- членов и изменением прав доступа.
Что производный класс не наследует от базового класса?
Не наследуются методы конструктора, деструктор, операции присваивания и дружественных функции. Не наследуются методы виртуальных функций, статических методов.
Что такое производный класс С ++?
В этой главе описывается понятие производного класса в C++. Производные классы дают простой, гибкий и эффективный аппарат задания для класса альтернативного интерфейса и определения класса посредством добавления возможностей к уже имеющемуся классу без перепрограммирования или перекомпиляции.
Какой статус доступа имеют компоненты класса struct по умолчанию?
б) struct S : X, Y, Z <…>; S – производный класс; X, Y, Z – базовые классы. Здесь все унаследованные компоненты классов X, Y, Z в классе S получают статус доступа public.
Что выполняет иерархия классов?
Иерархия классов позволяет определять новые классы на основе уже имеющихся. … Наследуемые компоненты не перемещаются в производный класс, а остаются в базовых классах. Сообщение, обработку которого не могут выполнить методы производного класса, автоматически передается в базовый класс.
Что такое наследование классов?
Наследование классов — очень мощная возможность в объектно ориентированном программировании. Оно позволяет создавать производные классы (классы наследники), взяв за основу все методы и элементы базового класса (класса родителя).
Как работает наследование в C#?
Наследование (inheritance) является одним из ключевых моментов ООП. Благодаря наследованию один класс может унаследовать функциональность другого класса. Для класса Employee базовым является Person, и поэтому класс Employee наследует все те же свойства, методы, поля, которые есть в классе Person. …
Что такое производный и базовый классы?
Исходный класс называется базовым или родительским, а производный – подклассом или потомком. Производный класс представляет собой расширение или модификацию базового класса. Имея родительский класс, можно использовать единый интерфейс для получения нескольких производных классов.
Что значит наследует?
Получить (получать) что-нибудь в наследство, по наследству от кого-чего-нибудь (в знач. … Наследовать все пороки предков. Он наследовал этот дом от отца.
Что такое родительский класс?
super class), родительский класс (англ. parent class), предок, родитель или надкласс — класс, производящий наследование в подклассах, т. … класс, от которого наследуются другие классы. Суперклассом может быть подкласс, базовый класс, абстрактный класс и интерфейс.
Что называется наследование С ++?
Наследование (inheritance) представляет один из ключевых аспектов объектно-ориентированного программирования, который позволяет наследовать функциональность одного класса или базового класса (base class) в другом — производном классе (derived class).
В чем различие между public private и protected наследованием?
Наследование типа public
Когда вы открыто наследуете родительский класс, то унаследованные public-члены остаются public, унаследованные protected-члены остаются protected, а унаследованные private-члены остаются недоступными для дочернего класса.
Что такое суперкласс и подкласс?
В программировании суперклассом или родительским классом называют класс, на основе которого создаются другие классы. Классы, полученные на основе суперкласса, называются дочерними классами, производными классами или подклассами.
Что такое наследование и его виды?
Наследование – переход имущества умершего лица к одному или нескольким другим лицам (наследникам). В результате наследования происходит универсальное (полное) правопреемство. Сингулярное правопреемство – предоставление наследнику не всех, а лишь отдельных прав наследователя.