День 6-й. Базовые классы

Базовые классы расширяют встроенные средства языка C++, что способствует решению сложных проблем, которые ставит перед программистами реальная жизнь. Сегодня вы узнаете:

• Что представляют собой классы и объекты

• Как определить новый класс и создать объекты этого класса

• Что представляют собой функции-члены и переменные-члены

• Что такое конструктор и как его использовать

Создание новых типов

Вы уже познакомились с типами переменных, включая беззнаковые целые и символы. Тип переменной несет в себе немало информации. Например, если объявить переменные Height и Width как беззнаковые короткие целые (unsigned short int), то каждая из них сможет хранить целое число в диапазоне 0—65 535, занимая при этом только два байта. Если же вы попытаетесь присвоить такой переменной значение, отличное от беззнакового целого числа, то получите сообщение об ошибке. Это значит, что с помощью такой переменной вы не сможете хранить свое имя, так что даже и не пытайтесь сделать это.

Лишь объявив переменные Height и Width беззнаковыми короткими целыми, вы получаете возможность сложить их или присвоить одной из них значение другой. Итак, тип переменной определяет:

• ее размер в памяти;

• тип данных, которые она может хранить;

• операции, которые могут выполняться с ее участием.

Тип данных является категорией. К нему можно отнести автомобиль, дом, человека, фрукты, геометрическую фигуру и т.п. В языке C++ программист может создать любой нужный ему тип, и каждый из этих типов может совмещать свойства и функциональные возможности встроенных базовых типов.

Зачем создавать новый тип

Программы обычно пишут для решения таких реальных проблем, как отслеживание информации о служащих или имитация работы отопительной системы. И хотя решать сложные проблемы можно с помощью программ, написанных только с использованием одних целочисленных значений и символов, решения выглядели бы значительно проще, если бы можно было создавать уникальные типы для различных объектов. Другими словами, имитацию работы отопительной системы было бы гораздо легче реализовать, если бы можно было создавать переменные, представляющие помещения, тепловые датчики, термостаты и бойлеры. И чем ближе эти переменные соответствуют реальности, тем легче написать такую программу.

Классы и члены классов

Новый тип создается путем объявления класса. Класс — это просто коллекция переменных (причем часто различных типов), скомбинированная с набором связанных функций.

Автомобиль можно представлять себе по-разному, например как коллекцию, состоящую из колес, дверей, сидений, окон и т.д. Или же, думая об автомобиле, можно представить себе его способность двигаться, увеличивать скорость, тормозить, останавливаться, парковаться и т.д. Класс позволяет инкапсулировать различные запчасти автомобиля и его разнообразные функции в одну коллекцию, которая называется объектом.

Инкапсуляция всего, что мы знаем об автомобиле, в один класс имеет для программиста ряд преимуществ. Ведь все сведения собраны вместе в одном объекте, на который легко ссылаться, копировать и манипулировать его данными. Клиенты вашего класса, т.е. части программы, работающие с этим классом, могут использовать ваш объект, не беспокоясь о том, что находится в нем или как именно он работает.

Класс может состоять из любой комбинации типов переменных, а также типов других классов. Переменные в классе называют переменными-членами или данными- членами. Класс Car может иметь переменные-члены, представляющие сидения, радиоприемник, шины т.д.

Переменные-члены, известные также как данные-члены, принадлежат только своему классу. Переменные-члены — это такие же составные части класса, как колеса и мотор — составные части автомобиля.

Функции в классе обычно выполняют действия над переменными-членами. Они называются функциями-членами или методами класса. В число методов класса Car могут входить Start() и Break(). Класс Cat может иметь такие данные-члены, которые представляют возраст и вес животного, а функциональная часть этого класса может быть представлена методами Sleep(), Meow() и ChaseMice().

Функции-члены принадлежат своему классу, как и переменные-члены. Они оперируют переменными-членами и определяют функциональные возможности класса.