Programmirovanie (1)
.pdfДружественность не распространяется на потомков. Если класс A объявляет B другом, то
B не становится автоматически другом для классов-потомков A. Каждый потомок, если это нужно, должен объявить B своим другом самостоятельно.
В общем виде это правило можно сформулировать следующим образом: «Отношение дружественности существует только между теми классами (классом и функцией), для которых оно явно объявлено в коде, и действует только в том направлении, в котором оно объявлено».
17.
ключевое слово this обозначает указатель на объект, для которого вызвана данная функция, т.е. внутри функции-члена класса член того же класса с именем х можно обозначать как x, и как this -> x. Указатель на объект, для которого вызвана функция, является неявным параметром этой функции.
class X
{private: int a;
public:
void f(int a) { this -> a = a; }
}; // Члену класса a присваивается значение параметра a
Указатель this в функции-члене класса Х имеет тип X * const. Однако, это не обычная переменная, невозможно получить её адрес или присвоить ей что-нибудь. В константной функции-члене класса Х this имеет тип const X * const для предотвращения модификации самого объекта.
В большинстве случаев использование this является неявным. В частности, каждое обращение к нестатическому члену класса неявно использует this для доступа к члену соответствующего объекта.
Функции-члены класса могут также возвращать с помощью указателя this ссылку на объект класса для того, чтобы можно было использовать вызов функции как параметр другой функции.
class X
{...
public:
X& f();
};
X& X::f()
{ ...
return *this;
}
nline-функция — это такая функция, чье тело подставляется в каждую точку вызова, вместо того, чтобы генерировать код вызова. Имеются два способа создания inline-
функции. Первый заключается в использовании модификатора inline. Например, для создания inline-функции f, возвращающей значение типа int и не имеющей параметров, достаточно объявить ее следующим образом:
inline int f()
{
// ...
}
Общая форма объявления inline-функции следующая:
inline объявление_функции
Модификатор inline предшествует всем частям объявления функции.
Всякий раз, когда вызывается функция, необходимо выполнить серию инструкций для формирования вызова функции, вставки аргументов в стек и возврата значения из функции. В некоторых случаях для этого приходится использовать много тактов центрального процессора. При использовании inline-функции нет необходимости в таких дополнительных действиях и скорость выполнения программы возрастает.
Однако в тех случаях, когда размер inline-функции достаточно большой, общий объем программы также возрастает. Поэтому в качестве inline-функции обычно используются очень маленькие функции. Большие функции реализуются обычным способом.
Члены класса могут использоваться с ключевым словом static. В данном контексте его значение сходно с тем, которое оно имеет в С. Когда член класса объявляется как статический, то тем самым компилятору дается указание, что должна существовать только одна копия этого члена, сколько бы объектов этого класса ни создавалось. Статический член используется совместно всеми объектами данного класса. Все статические данные инициализируются нулями при создании первого объекта, и другая инициализация не предусмотрена. 1) При объявлении члена класса (функции или переменной) ключевое слово static означает, что этот член класса является статическим. К статическим членам класса разрешен доступ вида: T::member. Статические фуннкции-члены класса не имеют неявного формального параметра this, не могут быть виртуальными или иметь модификатор const. Статические переменные не являются частью объектов данного класса, т.е. являются "общими" для всех объектов данного класса. Понятие статической переменной класса ближе всего к глобальным переменным C/C++ с точностью до правил доступа. В объектно ориентированной терминологии нестатические члены класса принято называть членами объекта (instance member), а статические — членами класса (class member). 2) При объявлении локальных переменных функции ключевое слово static означает, что переменная имеет статический класс памяти (static storage duration), т.е. существует в течение всего времени выполнения программы, в отличие от переменных с локальным классом памяти (automatic storage duration).
18.
Наследование — механизм языка позволяющий написать новый класс на основе уже существующего(родительского, базового) класса. Класс–потомок может добавить собственные методы и свойства и пользоваться родительскими методами и свойствами. Позволяет строить иерархии классов.
Класс, от которого произошло наследование, называется базовым или родительским (англ. base class). Классы, которые произошли от базового, называются потомками, наследниками или производными классами (англ. derived class).
В некоторых языках используются абстрактные классы. Абстрактный класс — это класс, содержащий хотя бы один абстрактный метод, он описан в программе, имеет поля, методы и не может использоваться для непосредственного создания объекта. То есть от абстрактного класса можно только наследовать. Объекты создаются только на основе производных классов, наследованных от абстрактного. Например, абстрактным классом может быть базовый класс «сотрудник вуза», от которого наследуются классы «аспирант», «профессор» и т. д. Так как производные классы имеют общие поля и функции (например, поле «год рождения»), то эти члены класса могут быть описаны в базовом классе. В программе создаются объекты на основе классов «аспирант», «профессор», но нет смысла создавать объект на основе класса «сотрудник вуза». class A{ //базовый класс
};
class B : public A{ //public наследование
};
class C : protected A{ //protected наследование
};
class Z : private A{ //private наследование
};
В C++ существует три типа наследования: public, protected, private. Спецификаторы доступа членов базового класса меняются в потомках следующим образом:
Если класс объявлен как базовый для другого класса со спецификатором доступа public, тогда public члены базового класса доступны как public члены производного класса, protected члены базового класса доступны как protected члены производного класса.
Если класс объявлен как базовый для другого класса со спецификатором доступа protected, тогда public и protected члены базового класса доступны как protected члены производного класса.
Если класс объявлен как базовый для другого класса со спецификатором доступа private, тогда public и protected члены базового класса доступны как private члены производного класса.
используя protected наследование, программист предполагает, что внутри всех потомков и потомков потомков и потомков потомков потомков будут использоваться только такие элементы, передаваемые механизмом наследования, которые будут защищены от внешнего воздействия извне своих классов.
19.
Режимы доступа: внешнее, защищенное и внутреннее наследование:
Вспомним описание разделов класса
сlass имеет разделы с различным режимом доступа:
public – доступный, открытый раздел, реализующий интерфейс класса, т.е. способы работы с ним.
private – внутренний, закрытый раздел класса, недоступный снаружи (недоступен и в порожденном классе тоже).
protected – защищеный раздел класса, недоступный снаружи, доступен только в порожденном классе при наследованиии.
Важно:
protected используется при проектировании базовых классов в иерархии. Т.е. классы разрабатываются в предположении возможного наследования.
Эти же режимы доступа - public, private и protected - используются при описании заголовка наследуемого класса перед именем базового класса:
class <наследник>: {public | private | protected} <предок>{ // задается один из режимов
};
Режим доступа public – внешнее наследование - интерфейс базового класса (раздел public) становится внешним интерфейсом производного класса (применяется чаще всего).
Режим доступа protected – защищенное наследование - внешний и защищенный разделы базового класса становится защищеными разделами производного класса, т.е. доступны только при следующем наследовании.
Режим доступа private – внутреннее наследование - внешний и защищенный разделы базового класса становится внутренними разделами производного класса, недоступны снаружи.
Помним, что наследование применяется для построения иерархии классов.
Иерархия классов может быть основой системы (так Visual Component Library (VCL) является основой систем разработки программ Delphi и Builder)
При необходимости в производном классе можно перекрыть (переопределить) свойства и методы базового класса.
В C++ производный класс может быть порождён из любого числа непосредственных базовых классов. Наличие у производного класса более чем одного непосредственного базового класса называется множественным наследием. Синтаксически множественное наследование отличается от единичного наследования списком баз, состоящим более чем из одного элемента.
class A
{
}; class B
{
};
class C : public A, public B
{
};
При создании объектов-представителей производного класса, порядок расположения непосредственных базовых классов в списке баз определяет очерёдность вызова конструкторов умолчания.
Этот порядок влияет и на очерёдность вызова деструкторов при уничтожении этих объектов.
в наборе непосредственных базовых классов, которые участвуют в формировании производного класса не должно встречаться повторяющихся элементов. Вместе с тем, один и тот же класс может участвовать в формировании нескольких (а может быть и всех) непосредственных базовых классов данного производного класса.
20.
Виртуальный метод (виртуальная функция) — в объектно-ориентированном программировании метод (функция) класса, который может быть переопределён в классах-наследниках так, что конкретная реализация метода для вызова будет определяться во время исполнения. Таким образом, программисту необязательно знать точный тип объекта для работы с ним через виртуальные методы: достаточно лишь знать, что объект принадлежит классу или наследнику класса, в котором метод объявлен.
Виртуальные методы — один из важнейших приёмов реализации полиморфизма. Они позволяют создавать общий код, который может работать как с объектами базового класса, так и с объектами любого его класса-наследника. При этом базовый класс определяет способ работы с объектами и любые его наследники могут предоставлять конкретную реализацию этого способа.
Базовый класс может и не предоставлять реализации виртуального метода, а только декларировать его существование. Такие методы без реализации называются «чистыми виртуальными» (перевод англ. pure virtual) или абстрактными. Класс, содержащий хотя бы один такой метод, тоже будет абстрактным. Объект такого класса создать нельзя (в некоторых языках допускается, но вызов абстрактного метода приведёт к ошибке). Наследники абстрактного класса должны предоставить реализацию для всех его абстрактных методов, иначе они, в свою очередь, будут абстрактными классами.
Для каждого класса, имеющего хотя бы один виртуальный метод, создаётся таблица виртуальных методов. Каждый объект хранит указатель на таблицу своего класса. Для вызова виртуального метода используется такой механизм: из объекта берётся указатель на соответствующую таблицу виртуальных методов, а из неё, по фиксированному смещению, — указатель на реализацию метода, используемого для данного класса. При использовании множественного наследования
или интерфейсов ситуация несколько усложняется за счёт того, что таблица виртуальных методов становится нелинейной.
Чтобы объявить функцию как виртуальную, необходимо добавить ключевое слово virutal перед именем возвращаемого типа:
class Base
{
public:
virtual void Method ()
{
cout << "Базовый класс\n";
}
};
Чтобы сделать виртуальную функцию чистой (pure), нужно добавить после заголовка функции символы =0 (знак равенства и ноль):
class Base
{
public:
virtual void method () =0; virtual ~Base() =0;
};
В данном случае уже не нужно писать определение такой функции. Помимо этого теперь нельзя создавать объекты класса Base, так как он стал абстрактным.
Символы =0 необязательно добавлять ко всем виртуальным функциям, достаточно добавить к одной.