Class program in cpp

Классы в C++ — урок 10

Весь реальный мир состоит из объектов. Города состоят из районов, в каждом районе есть свои названия улиц, на каждой улице находятся жилые дома, которые также состоят из объектов.

Практически любой материальный предмет можно представить в виде совокупности объектов, из которых он состоит. Допустим, что нам нужно написать программу для учета успеваемости студентов. Можно представить группу студентов, как класс языка C++. Назовем его Students .

Основные понятия

Классы в программировании состоят из свойств и методов. Свойства — это любые данные, которыми можно характеризовать объект класса. В нашем случае, объектом класса является студент, а его свойствами — имя, фамилия, оценки и средний балл.

У каждого студента есть имя — name и фамилия last_name . Также, у него есть промежуточные оценки за весь семестр. Эти оценки мы будем записывать в целочисленный массив из пяти элементов. После того, как все пять оценок будут проставлены, определим средний балл успеваемости студента за весь семестр — свойство average_ball .

Методы — это функции, которые могут выполнять какие-либо действия над данными (свойствами) класса. Добавим в наш класс функцию calculate_average_ball() , которая будет определять средний балл успеваемости ученика.

 // считаем среднее арифметическое average_ball = sum / 5.0; > // Имя студента std::string name; // Фамилия std::string last_name; // Пять промежуточных оценок студента int scores[5]; private: // Итоговая оценка за семестр float average_ball; >; 

Функция calculate_average_ball() просто делит сумму всех промежуточных оценок на их количество.

Модификаторы доступа public и private

Все свойства и методы классов имеют права доступа. По умолчанию, все содержимое класса является доступным для чтения и записи только для него самого. Для того, чтобы разрешить доступ к данным класса извне, используют модификатор доступа public . Все функции и переменные, которые находятся после модификатора public , становятся доступными из всех частей программы.

Закрытые данные класса размещаются после модификатора доступа private . Если отсутствует модификатор public , то все функции и переменные, по умолчанию являются закрытыми (как в первом примере).

Обычно, приватными делают все свойства класса, а публичными — его методы. Все действия с закрытыми свойствами класса реализуются через его методы. Рассмотрим следующий код.

 // Получение среднего балла float get_average_ball() < return average_ball; >std::string name; std::string last_name; int scores[5]; private: float average_ball; >; 

Мы не можем напрямую обращаться к закрытым данными класса. Работать с этими данными можно только посредством методов этого класса. В примере выше, мы используем функцию get_average_ball() для получения средней оценки студента, и set_average_ball() для выставления этой оценки.

Функция set_average_ball() принимает средний балл в качестве параметра и присваивает его значение закрытой переменной average_ball . Функция get_average_ball() просто возвращает значение этой переменной.

Программа учета успеваемости студентов

Создадим программу, которая будет заниматься учетом успеваемости студентов в группе. Создайте заголовочный файл students.h, в котором будет находиться класс Students .

 class Students < public: // Установка имени студента void set_name(std::string student_name) < name = student_name; >// Получение имени студента std::string get_name() < return name; >// Установка фамилии студента void set_last_name(std::string student_last_name) < last_name = student_last_name; >// Получение фамилии студента std::string get_last_name() < return last_name; >// Установка промежуточных оценок void set_scores(int student_scores[]) < for (int i = 0; i < 5; ++i) < scores[i] = student_scores[i]; >> // Установка среднего балла void set_average_ball(float ball) < average_ball = ball; >// Получение среднего балла float get_average_ball() < return average_ball; >private: // Промежуточные оценки int scores[5]; // Средний балл float average_ball; // Имя std::string name; // Фамилия std::string last_name; >; 

Мы добавили в наш класс новые методы, а также сделали приватными все его свойства. Функция set_name() сохраняет имя студента в переменной name , а get_name() возвращает значение этой переменной. Принцип работы функций set_last_name() и get_last_name() аналогичен.

Функция set_scores() принимает массив с промежуточными оценками и сохраняет их в приватную переменную int scores[5] .

Теперь создайте файл main.cpp со следующим содержимым.

 #include "students.h" int main() < // Создание объекта класса Student Students student; std::string name; std::string last_name; // Ввод имени с клавиатуры std::cout > scores[i]; // суммирование sum += scores[i]; > // Сохраняем промежуточные оценки в объект класса Student student.set_scores(scores); // Считаем средний балл float average_ball = sum / 5.0; // Сохраняем средний балл в объект класса Students student.set_average_ball(average_ball); // Выводим данные по студенту std::cout

В самом начале программы создается объект класса Students . Дело в том, что сам класс является только описанием его объекта. Класс Students является описанием любого из студентов, у которого есть имя, фамилия и возможность получения оценок.

Объект класса Students характеризует конкретного студента. Если мы захотим выставить оценки всем ученикам в группе, то будем создавать новый объект для каждого из них. Использование классов очень хорошо подходит для описания объектов реального мира.

После создания объекта student , мы вводим с клавиатуры фамилию, имя и промежуточные оценки для конкретного ученика. Пускай это будет Вася Пупкин, у которого есть пять оценок за семестр — две тройки, две четверки и одна пятерка.

Введенные данные мы передаем set-функциям, которые присваивают их закрытым переменным класса. После того, как были введены промежуточные оценки, мы высчитываем средний балл на основе этих оценок, а затем сохраняем это значение в закрытом свойстве average_ball , с помощью функции set_average_ball() .

Скомпилируйте и запустите программу.

Отделение данных от логики

Вынесем реализацию всех методов класса в отдельный файл students.cpp.

 #include "students.h" // Установка имени студента void Students::set_name(std::string student_name) < Students::name = student_name; >// Получение имени студента std::string Students::get_name() < return Students::name; >// Установка фамилии студента void Students::set_last_name(std::string student_last_name) < Students::last_name = student_last_name; >// Получение фамилии студента std::string Students::get_last_name() < return Students::last_name; >// Установка промежуточных оценок void Students::set_scores(int scores[]) < for (int i = 0; i < 5; ++i) < Students::scores[i] = scores[i]; >> // Установка среднего балла void Students::set_average_ball(float ball) < Students::average_ball = ball; >// Получение среднего балла float Students::get_average_ball()

А в заголовочном файле students.h оставим только прототипы этих методов.

Такой подход называется абстракцией данных — одного из фундаментальных принципов объектно-ориентированного программирования. К примеру, если кто-то другой захочет использовать наш класс в своем коде, ему не обязательно знать, как именно высчитывается средний балл. Он просто будет использовать функцию calculate_average_ball() из второго примера, не вникая в алгоритм ее работы.

Над крупными проектами обычно работает несколько программистов. Каждый из них занимается написанием определенной части продукта. В таких масштабах кода, одному человеку практически нереально запомнить, как работает каждая из внутренних функций проекта. В нашей программе, мы используем оператор потокового вывода cout , не задумываясь о том, как он реализован на низком уровне. Кроме того, отделение данных от логики является хорошим тоном программирования.

В начале обучения мы говорили о пространствах имен (namespaces). Каждый класс в C++ использует свое пространство имен. Это сделано для того, чтобы избежать конфликтов при именовании переменных и функций. В файле students.cpp мы используем оператор принадлежности :: перед именем каждой функции. Это делается для того, чтобы указать компилятору, что эти функции принадлежат классу Students .

Создание объекта через указатель

При создании объекта, лучше не копировать память для него, а выделять ее в в куче с помощью указателя. И освобождать ее после того, как мы закончили работу с объектом. Реализуем это в нашей программе, немного изменив содержимое файла main.cpp.

 #include "students.h" int main() < // Выделение памяти для объекта Students Students *student = new Students; std::string name; std::string last_name; // Ввод имени с клавиатуры std::cout set_name(name); student->set_last_name(last_name); // Оценки int scores[5]; // Сумма всех оценок int sum = 0; // Ввод промежуточных оценок for (int i = 0; i < 5; ++i) < std::cout > scores[i]; // суммирование sum += scores[i]; > // Сохраняем промежуточные оценки в объект класса Student student->set_scores(scores); // Считаем средний балл float average_ball = sum / 5.0; // Сохраняем средний балл в объект класса Students student->set_average_ball(average_ball); // Выводим данные по студенту std::cout get_name() get_last_name() get_average_ball() 

При создании статического объекта, для доступа к его методам и свойствам, используют операция прямого обращения — « . » (символ точки). Если же память для объекта выделяется посредством указателя, то для доступа к его методам и свойствам используется оператор косвенного обращения — « -> ».

Конструктор и деструктор класса

Конструктор класса — это специальная функция, которая автоматически вызывается сразу после создания объекта этого класса. Он не имеет типа возвращаемого значения и должен называться также, как класс, в котором он находится. По умолчанию, заполним двойками массив с промежуточными оценками студента.

 > private: int scores[5]; >; int main() < // Передаем двойку в конструктор Students *student = new Students(2); return 0; >

Мы можем исправить двойки, если ученик будет хорошо себя вести, и вовремя сдавать домашние задания. А на «нет» и суда нет 🙂

Деструктор класса вызывается при уничтожении объекта. Имя деструктора аналогично имени конструктора, только в начале ставится знак тильды ~ . Деструктор не имеет входных параметров.

Источник

C++ Classes and Objects

Everything in C++ is associated with classes and objects, along with its attributes and methods. For example: in real life, a car is an object. The car has attributes, such as weight and color, and methods, such as drive and brake.

Attributes and methods are basically variables and functions that belongs to the class. These are often referred to as «class members».

A class is a user-defined data type that we can use in our program, and it works as an object constructor, or a «blueprint» for creating objects.

Create a Class

To create a class, use the class keyword:

Example

Create a class called » MyClass «:

class MyClass < // The class
public: // Access specifier
int myNum; // Attribute (int variable)
string myString; // Attribute (string variable)
>;

Example explained

• The class keyword is used to create a class called MyClass .
• The public keyword is an access specifier, which specifies that members (attributes and methods) of the class are accessible from outside the class. You will learn more about access specifiers later.
• Inside the class, there is an integer variable myNum and a string variable myString . When variables are declared within a class, they are called attributes.
• At last, end the class definition with a semicolon ; .

• Structures are much simpler than objects. Unlike objects, structures cannot do encapsulation, inheritance or polymorphism, which you will learn more about in the next chapters. If all you need is a collection of variables, a structure is easier to use than an object.

Create an Object

In C++, an object is created from a class. We have already created the class named MyClass , so now we can use this to create objects.

To create an object of MyClass , specify the class name, followed by the object name.

To access the class attributes ( myNum and myString ), use the dot syntax ( . ) on the object:

Example

Create an object called » myObj » and access the attributes:

class MyClass < // The class
public: // Access specifier
int myNum; // Attribute (int variable)
string myString; // Attribute (string variable)
>;

int main() MyClass myObj; // Create an object of MyClass

// Access attributes and set values
myObj.myNum = 15;
myObj.myString = «Some text»;

Multiple Objects

You can create multiple objects of one class:

Example

// Create a Car class with some attributes
class Car public:
string brand;
string model;
int year;
>;

int main() // Create an object of Car
Car carObj1;
carObj1.brand = «BMW»;
carObj1.model = «X5»;
carObj1.year = 1999;

// Create another object of Car
Car carObj2;
carObj2.brand = «Ford»;
carObj2.model = «Mustang»;
carObj2.year = 1969;

Источник