Классы в C++: руководство для начинающих!

Всем привет! Объекты очень важная вещь в программировании, которая может облегчить решения многих задач. Например нужно вести дневник пользователя: год рождения, имя, фамилия, местожительство, все это можно продолжать еще очень долго. Поэтому, как и другие языки программирования C++ обзавелся — классами.

Что такое класс
ООП в программировании
Доступы public и private
Карточка работника
Массив объектов
Отделение методов от логики
Инициализация объектов с помощью указателей
Конструктор и деструктор

Как создать класс

Чтобы объявить класс нужно использовать данную конструкцию:

class <имя класса> {

};

class <имя класса> {

};

Обычно <имя класса> прописывают с заглавной буквы. Также в конце обязательно должна присутствовать точка с запятой (;).

Что такое класс

Это абстрактный тип данных. Он сочетает в себе два функционала:

Первая — это структура, в которой можно хранить различные типы данных: массивы, переменные, функции.
Вторая — возможность пользоваться объектно-ориентированным программированием (ООП — об этом ниже).

Создав класс можно создать его экземпляр — объект. Объект — это функционирующий прототип класса, которому можно задавать свойства и вызывать методы.

У каждого вами созданного класса могут быть свойства и методы. Свойства — это все что может хранить информацию, которую вы потом можете заполнять (переменные, массивы и т.д.).

Так свойства класса Worker (рабочий) может иметь — имя, производительность (полезность работы) за 6 месяцев, среднюю производительность.

class Worker {
  public:  // об этом ниже
    string name; // имя
    // производительность в течении 6 месяцев
    int academic_performance[6];
    // средняя производительность
    int avarage_AP;
};

class Worker {

public: // об этом ниже

string name; // имя

// производительность в течении 6 месяцев

int academic_performance[6];

// средняя производительность

int avarage_AP;

};

Методы — это обычные функции, в функционале которых можно использовать свойства.

class Worker {
  public:  // об этом ниже
    // функция для вычисления средней производительности
    void discover_avarage_AP () {
      double answer = 0;  
      for (int i = 0; i < 6; i++) {
        answer += academic_performance[i];
      }

      avarage_AP = answer / 6; // вычисляем с.п.
    }
    string name; // имя
    // производительность в течении 6 месяцев
    int academic_performance[6];
    // средняя успеваемость
    int avarage_AP;
};

class Worker {

public: // об этом ниже

// функция для вычисления средней производительности

void discover_avarage_AP () {

double answer = 0;

for (int i = 0; i < 6; i++) {

answer += academic_performance[i];

}

avarage_AP = answer / 6; // вычисляем с.п.

}

string name; // имя

// производительность в течении 6 месяцев

int academic_performance[6];

// средняя успеваемость

int avarage_AP;

};

Чтобы обратится к свойствам и методам класса нужно перед названием имени свойства поставить точку ..

<имя класса>.<название свойства или метода>;

1	<имя класса>.<название свойства или метода>;

Что такое ООП

Раньше программистам приходилось весь функционал программы записывать в одном файле. Что в будущем неизбежно приводило к путанице из-за нескольких сотен и даже тысяч строк. А с приходом классов появилась возможность отделять любую часть программы в отдельный файл.

Например один файл отвечает за инициализацию введенных данных, другой за считывание производительности. Таким образом стала возможным структурировать программу.

В ООП входит такие свойства:

Инкапсуляция — это возможность задавать разную область видимости определенной части класса .
Наследование — это свойство создавать новый класс на базе старого. Такие классы называют потомками, например, есть класс магазин, на базе которого можно создать потомки продуктовый_магазин, магазин_одежды (не обращайте внимание, что название на русском языке).
Полиморфизм — возможность создать объекты с одинаковым интерфейсом, но с разной их реализацией. Например, есть три класса треугольник, круг и квадрат. У каждого из них есть метод SquarePlis(), который вычисляет площадь фигуры. Но для каждого класса функция реализована по-разному.

C++

SquarePlis() {   square = a * a; // для квадрата square = 1 / 2 * h * a; // для треугольника   square = 3.14 * r * r; // для круга }

1
2
3
4
5
6
7
8
9

SquarePlis() {

  square = a * a; // для квадрата

square = 1 / 2 * h * a; // для треугольника

  square = 3.14 * r * r; // для круга

}
Абстракция — это возможность выбирать только те свойства или функции, которые нам необходимы. Например, при создании класса про работника понадобится указать его имя, возраст, образование, но никак его цвет волос, глаз, рост и тому подобное.

Спецификаторы доступа public и private

Для разграничение содержимого класса, например которое пользователю лучше не трогать, были добавлены спецификаторы доступа public, private и protected (о нем пойдет речь в следующем уроке про наследование). Это и есть инкапсуляция, которую мы упоминали выше.

public — дает публичный доступ, содержимому, которое в нем указано. Так можно обратится к любой переменной или функции из любой части программы.
private — запрещает обращаться к свойствам вне класса. Поэтому под крылом этого доступа часто находятся именно объявления переменных, массивов, а также прототипов функций.Оперировать его содержимым можно только из методов класса. Получается все преобразования: добавление, вычитание нужно будет делать в функции (их еще называют set и get функциями).

class Worker {
  public:
    void discover_avarage_AP () {
      // ...
      set_avarage_AP(answer);
      // вместо avarage_AP = answer / 6;
    }

    void set_avarage_AP (double score) {
      avarage_AP = score / 6;
    }

    double get_avarage_AP () {
      return avarage_AP;
    }
  private:
    string name; // имя
    // успеваемость за 6 месяцев
    int academic_performance[6];
    // средняя успеваемость
    int avarage_AP;
};

class Worker {

public:

void discover_avarage_AP () {

// ...

set_avarage_AP(answer);

// вместо avarage_AP = answer / 6;

}

void set_avarage_AP (double score) {

avarage_AP = score / 6;

}

double get_avarage_AP () {

return avarage_AP;

}

private:

string name; // имя

// успеваемость за 6 месяцев

int academic_performance[6];

// средняя успеваемость

int avarage_AP;

};

В строке 5: используем функцию set_avarage_AP() для установки нового значения avarage_AP.
В строке 13: находится функция get_avarage_AP(), которая передает значения avarage_AP.

Если отсутствуют права доступа, то по умолчанию будет стоять доступ private.

Размещать права доступа можно в разном порядке, но лучше сделать свою систему которой вы будете придерживаться в будущих проектах.

Функции get и set классов

При создании класса обычно создают функции в названии которых присутствуют слова set и get.

set — в ней инициализируют свойства класса.

C++

set_number() { // set и имя переменной cin >> number; // которую инициализируют } private: int number; // наша переменная

1
2
3
4
5

set_number() {    // set и имя переменной
cin >> number;  // которую инициализируют
}
private:
  int number;  // наша переменная
get — выводит свойства конечному пользователю.

C++

get_number() { // get и переменная return number; // которую возвращают } private: int number; // наша переменная

1
2
3
4
5

get_number() {    // get и переменная
return number;  // которую возвращают
}
private:
  int number;  // наша переменная

Пример использования классов

Давайте используем созданный класс на практике создав карточку об одном работнике, например Иване. Класс разместим в файле workers.h, который подключим к главному файлу main.cpp таким образом #include "workers.h".

// workers.h
#include <string>

using namespace std;

class Worker {
  public:
    void discover_avarage_AP () {
      double answer = 0;

      for (int i = 0; i < 6; i++) {
        answer += academic_performance[i];
      }
      set_avarage_AP(answer);
      // вместо avarage_AP = answer / 6;
    }

    void set_avarage_AP (double score) {
      avarage_AP = score / 6;
    }
    // здесь находятся set и get функции
    double get_avarage_AP () {
      return avarage_AP;
    }
    void set_name(string a) {
      // считываем имя
      name = a;
    }
    void  set_academic_performance (vector  v) {
      // заполняем 6 месячныю успеваемость
      for (int i = 0; i < 6; i++) { academic_performance[i] = v[i];
      }
    }
    string get_name () {
      // выводим имя
      return name;
    }
    // конец set и get функций

  private:
    // средняя успеваемость
    int avarage_AP;
    string name; // имя
    // успеваемость за 6 месяцев
    int academic_performance[6];
};

// workers.h

#include <string>

using namespace std;

class Worker {

public:

void discover_avarage_AP () {

double answer = 0;

for (int i = 0; i < 6; i++) {

answer += academic_performance[i];

}

set_avarage_AP(answer);

// вместо avarage_AP = answer / 6;

}

void set_avarage_AP (double score) {

avarage_AP = score / 6;

}

// здесь находятся set и get функции

double get_avarage_AP () {

return avarage_AP;

}

void set_name(string a) {

// считываем имя

name = a;

}

void set_academic_performance (vector v) {

// заполняем 6 месячныю успеваемость

for (int i = 0; i < 6; i++) { academic_performance[i] = v[i];

}

string get_name () {

// выводим имя

return name;

}

// конец set и get функций

private:

// средняя успеваемость

int avarage_AP;

string name; // имя

// успеваемость за 6 месяцев

int academic_performance[6];

};

В строках 19-34: находятся set и get функции для инициализации наших свойств. Вот какие именно:

get_name() — считывает имя работника.
get_academic_perfomence() — считывает успеваемость на работе за шесть месяцев.

Функции set имеют такое же название, только вместо get — set.

А вот как выглядит main.cpp

// main.cpp
#include <iostream>
#include <vector>
#include "workers.h"

using namespace std;

int main() {
  Worker employee;

  string name;
  vector <int> average_balls;

  cout << "Your name: "; cin >> name;
  cout << "Your academic performance for 6 months: " << endl;

  for (int i = 0; i < 6; i++) {
    int one_score;
    cout << i + 1 << ") "; cin >> one_score;
    average_balls.push_back(one_score);
  }

  employee.set_name(name);
  employee.set_academic_performance(average_balls);

  employee.discover_avarage_AP();
  
  cout << endl << employee.get_name() << endl;
  cout << "Avarage academic performance: " << employee.get_avarage_AP() << endl;

  return 0;
}

// main.cpp

#include <iostream>

#include <vector>

#include "workers.h"

using namespace std;

int main() {

Worker employee;

string name;

vector <int> average_balls;

cout << "Your name: "; cin >> name;

cout << "Your academic performance for 6 months: " << endl;

for (int i = 0; i < 6; i++) {

int one_score;

cout << i + 1 << ") "; cin >> one_score;

average_balls.push_back(one_score);

}

employee.set_name(name);

employee.set_academic_performance(average_balls);

employee.discover_avarage_AP();

cout << endl << employee.get_name() << endl;

cout << "Avarage academic performance: " << employee.get_avarage_AP() << endl;

return 0;

}

Для создания объекта employee мы указали класс Worker.

В строках 14 — 21: считываем пользовательские данные.
В строках 23- 24: отсылаем полученные данные классу (функциями set).
Вычисляем среднюю успеваемость вызвав функцию discover_avarage_AP() в строке 26.
В строках 28 — 29: выводим все свойства: имя, фамилию, возраст, средний балл.

employee это журнал всего лишь для одного работника, если нам потребуется вести такие журналы всей компании, то придется создать для каждого человека свой объект.

employee.cpp

Your name: Иван

Your academic performance for 6 months:

1) 3

2) 4

3) 5

4) 5

5) 3

6) 4

Иван

Avarage academic performance: 4

Process returned 0 (0x0) execution time : 0.010 s

Press any key to continue.

Как создать массив объектов

Кроме создания единичного объекта класса можно создать целый массив объектов. Нужно всего лишь в конец создаваемого объекта добавить его количество ([n]).

Worker employee[5];

cout << "Name for second employee : "; cin >> name;

employee[2].set_name(name);

Worker employee[5];

cout << "Name for second employee : "; cin >> name;

employee[2].set_name(name);

Здесь мы просим пользователя ввести имя для второго работника. Далее вводим введенное имя в объект employee[2] с помощью функции set_name().

Вынесение методов от логики

Давайте отделим реализацию всех методов отдельный файл.

// main.cpp
#include <iostream>
#include "Worker.h"
void Worker::discover_avarage_AP () {
  double answer = 0;

  for (int i = 0; i < 6; i++) {
    answer += academic_performance[i];
  }

  set_avarage_AP(answer);
}

void Worker::set_avarage_AP (double score) {
  avarage_AP = score / 6;
}
// set - get функции
double Worker::get_avarage_AP () {
  return avarage_AP;
}
void Worker::set_name(string a) {
  // считываем имя
  name = a;
}
void Worker::set_academic_performance (vector v) {
  // заполняем 6 месячныю успеваемость
  for (int i = 0; i < 6; i++) {
      academic_performance[i] = v[i];
  }
}
string Worker::get_name () {
  // выводим имя
  return name;
}

// main.cpp

#include <iostream>

#include "Worker.h"

void Worker::discover_avarage_AP () {

double answer = 0;

for (int i = 0; i < 6; i++) {

answer += academic_performance[i];

}

set_avarage_AP(answer);

}

void Worker::set_avarage_AP (double score) {

avarage_AP = score / 6;

}

// set - get функции

double Worker::get_avarage_AP () {

return avarage_AP;

}

void Worker::set_name(string a) {

// считываем имя

name = a;

}

void Worker::set_academic_performance (vector v) {

// заполняем 6 месячныю успеваемость

for (int i = 0; i < 6; i++) {

academic_performance[i] = v[i];

}

string Worker::get_name () {

// выводим имя

return name;

}

А вот файл с логикой класса.

class Worker {
  public:
    // высчитывание среднего балла
    void discover_avarage_AP ();
    void set_avarage_AP (double score);
    // вывод средней успеваемости
    double get_avarage_AP ();
    // получение и вывод имени
    void set_name(string a);
    string get_name ();
    // получение баллов за шесть месяцев
    void set_academic_performance (vector v);
  private:
    // средняя успеваемость
    int avarage_AP;
    string name; // имя
    // успеваемость за 6 месяцев
    int academic_performance[6];
};

class Worker {

public:

// высчитывание среднего балла

void discover_avarage_AP ();

void set_avarage_AP (double score);

// вывод средней успеваемости

double get_avarage_AP ();

// получение и вывод имени

void set_name(string a);

string get_name ();

// получение баллов за шесть месяцев

void set_academic_performance (vector v);

private:

// средняя успеваемость

int avarage_AP;

string name; // имя

// успеваемость за 6 месяцев

int academic_performance[6];

};

Только что мы применили один из фундаментальных принципов объектно ориентированного программирования — абстракция данных. Если ваш класс будут применять в своих целях, им не нужно знать, как реализована какая-то в нем функция. Например, можно для вычисления средней успеваемости применить функцию discover_avarage_AP(), и даже не вдаваться в ее принцип работы.

В одной из прошлых статей мы разбирали работу пространства имен — namespace. Когда работают несколько программистов над проектом часто случается, что один программист не знает, что уже создан класс или функция с таким именем. Именно в таких случаях помогает префикс :: который сигнализирует, что эта функция или переменная принадлежит именно к этому классу.

Поэтому перед каждой функцией стоит данный префикс.

Инициализация объектов с помощью указателей

Когда обычным образом создаем объект мы копируем память компьютера, что не есть хорошо. Поэтому лучше выделять память в куче с помощью указателя. Если уж быть вообще правильным то в конце программы нужно удалять каждый созданный объект.

Чтобы создать объект с помощью указателя необходимо использовать конструкцию ниже:

<название класса> *<имя объекта> = new <название класса>

1	<название класса> *<имя объекта> = new <название класса>

Для освобождения памяти используется оператор delete:

delete <название объекта>;

1	delete <название объекта>;

При обращении к свойствам и методам объекта применяется такая конструкция (->):

<имя объекта>-><название свойства или метода>

1	<имя объекта>-><название свойства или метода>

Давайте используем данную реализацию в нашей программе.

// main.cpp
#include <iostream>
#include <vector>
#include workers.h

using namespace std;

int main() {
  Worker *employee = new Worker;

  string name;

  vector <int> average_balls;

  cout << "Your name: "; cin >> name;
  cout << "Your academic performance for 6 months: " << endl;

  for (int i = 0; i < 6; i++) {
    int one_score;
    cout << i + 1 << ") "; cin >> one_score;
    average_balls.push_back(one_score);
  }

  employee->set_name(name);

  employee->set_academic_performance(average_balls);
  employee->discover_avarage_AP();

  cout << endl << employee->get_name() << endl;
  cout << "Avarage academic performance: " << employee->get_avarage_AP() ;

  return 0;
}

// main.cpp

#include <iostream>

#include <vector>

#include workers.h

using namespace std;

int main() {

Worker *employee = new Worker;

string name;

vector <int> average_balls;

cout << "Your name: "; cin >> name;

cout << "Your academic performance for 6 months: " << endl;

for (int i = 0; i < 6; i++) {

int one_score;

cout << i + 1 << ") "; cin >> one_score;

average_balls.push_back(one_score);

}

employee->set_name(name);

employee->set_academic_performance(average_balls);

employee->discover_avarage_AP();

cout << endl << employee->get_name() << endl;

cout << "Avarage academic performance: " << employee->get_avarage_AP() ;

return 0;

}

Конструктор и деструктор класса

Конструктор — это метод, который вызывается во время создания класса. Также он имеет несколько условий для существования:

Он должен называться также, как класс.
У него не должно быть типа функции (bool, void …).

class Worker {
    public:
        // Конструктор для класса Worker
        Worker (string my_name_is, string my_last_name_is)
        {
            name = string my_name_is;
            last_name = my_last_name_is;
        }

    private:
        string name;
        string last_name;
};

int main()
{
    Worker employee ("Ваня", "Шарапов");
    // вот как будет выглядеть, если мы создаем через указатель
    Worker *employee_CocaCola = new Worker("Дмитрий","Талтонов");
    return 0;
}

class Worker {

public:

// Конструктор для класса Worker

Worker (string my_name_is, string my_last_name_is)

{

name = string my_name_is;

last_name = my_last_name_is;

}

private:

string name;

string last_name;

};

int main()

{

Worker employee ("Ваня", "Шарапов");

// вот как будет выглядеть, если мы создаем через указатель

Worker *employee_CocaCola = new Worker("Дмитрий","Талтонов");

return 0;

}

Деструктор — тоже функция, только уже вызывается после удаления класса. Кроме условий, которые имеет конструктор, деструктор еще должен начинаться с тильды (~).

class Workers {
    public:
        // Деструктор класса Workers
        ~Workers()
        {
            std::cout << "I'm sorry, my creator(" << std::endl;
        }
};

int main()
{
    Workers *employee = new Workers;
    Worker employee_CocaCola;
    // Удаление объекта
    delete student;  // после этого сработает деструктор employee
    return 0;
}
// А вот где сработает деструктор employee_CocaCola

class Workers {

public:

// Деструктор класса Workers

~Workers()

{

std::cout << "I'm sorry, my creator(" << std::endl;

}

};

int main()

{

Workers *employee = new Workers;

Worker employee_CocaCola;

// Удаление объекта

delete student; // после этого сработает деструктор employee

return 0;

}

// А вот где сработает деструктор employee_CocaCola

Классы в C++

Пройдите тест и проверьте уровень усвоения материала. Напишите в комментарии сколько вы набрали очков, посмотрим кто лучший!

Начать

Вопрос 1

Выберите верные утверждения ?

A	По умолчанию стоит доступ public.
B	Содержимое доступа private нельзя использовать вне класса, но можно использовать в функциях private_func().
C	По умолчанию стоит доступ private.
D	Содержимое public можно использовать везде.

Пояснение к вопросу 1:

Во втором нужно добавить использовать можно во всех функциях класса и имена функций могут быть разными.

Вопрос 2

Объявление класса, какое из них правильное ?

A	void class name { };
B	class break { };
C	class Worker { }
D	class Job { };

Пояснение к вопросу 2:

Первое класс не должен иметь тип данных.
Второе в названии класса нельзя использовать зарезервированные слова (вообще, как везде)
Третье в конце нужно ставить точку с запятой (;)

Вопрос 3

Чтобы подключить класс через отдельный файл нужно

A	Подключить #include имя_файла.h А также главном файле объявить пустой класс название которого должно совпадать с названием класса в файле.
B	Просто подключить #include имя_файла.h
C	В начале главного файла подключить #include «имя_файла.h»

Вопрос 4

Выберите правильное утверждение

A	Конструктор вызывается после создания объекта и имеет свой тип.
B	Деструктор вызывается после удаления объекта, не имеет тип и имеет в начале тильду ~.
C	Конструктор можно вызвать после создания объекта.
D	Конструктор не имеет типа и может иметь произвольное имя.

Вопрос 5

Зачем нужно создать класс через указатель ?

A	Второй способ создания класса, который не отличается от стандартного.
B	Разработчики оставили такое объявление чтобы отдать дань языку C.
C	С помощью такого способа не работает конструктор и деструктор, а также чтобы выделять память в куче.
D	Чтобы не копировать память в компьютере , а выделять ее с помощью кучи.

Количество оставшихся вопросов: 5.

6 ноября 2017

C++, Классы

Комментарии

Владимир:

15.12.2017 в 18:54

В разделе «Что такое класс», плз, исправьте аббревиатуру ОПП на ООП.
«Вторая — возможность пользоваться объектно-ориентированным программированием (ОПП — об этом ниже).»

Ответить

Дмитрий:

23.01.2018 в 15:51

Спасибо!

Ответить

Евгений:

09.04.2019 в 05:28

Конструктор вызывается во время создания класса, а не после

Дмитрий:

28.11.2020 в 21:30

Спасибо, исправили!

Ответить

Дмитрий:

29.01.2023 в 17:07

В файле workers.h в 26 строке объявление массива (vector v) -> (vector v)
в этом же файле стоит указать
«using namespace std;» (без кавычек)
перед созданием класса, перед строкой class Worker {
Ибо множество синтаксических ошибок повыскакивает

Дмитрий:

01.02.2023 в 11:46

Спасибо, исправил

Ответить

Классы в C++: руководство для начинающих!

Как создать класс

Что такое класс

Что такое ООП

Спецификаторы доступа public и private

Функции get и set классов

Пример использования классов

Как создать массив объектов

Вынесение методов от логики

Инициализация объектов с помощью указателей

Конструктор и деструктор класса

Классы в C++

Поделиться ссылкой:

Добавить комментарий Отменить ответ