СиППО (15-23) (Ответы на все вопросы)

15.Абстрактные методы и классы.

16. Классы и отношение наследования в С++.

17.  Атрибуты доступа к элементам классов на С++.

18. Дружественные функции на С++

19. Конструкторы и деструкторы на С++, взаимодействие конструкторов и деструкторов при иерархии классов.

20.   Конструктор копирования на С++.

21.  Статические члены классов на С++.

22. Перегрузка операции на С++.

23.  Виртуальные и чисто виртуальные функции на С++, абстрактные классы.

15.Абстрактные методы и классы.

Виртуальный метод может быть абстрактным: в таком случае класс не содержит его реализации. Класс, в котором имеется хотя бы один абстрактный метод, называется абстрактным; он может быть использован лишь в качестве предков. На практике абстрактному классу может соответствовать очень общее понятие, которое тем не менее имеет определенный набор характеристик. Например, автомобиль. Абстрактные методы служат для фиксации интерфейса, под которые будут созданы новые реализации. В качестве примера усовершенствуем программу предыдущего пункта. Объявим абстрактным методом процедуру нахождения площади в классе Shape, но теперь найдем площадь, умноженную на заданный коэффициент.

Type

Shape=class  {абстрактный класс}

  x, y, s :double;

  Constructor Create(nx, ny :double);

  Procedure Area(c :double);   virtual;  abstract;  {абстрактный метод}

  Function Getsq :double;

end;

Circle=class(Shape)

  r:double;

  Constructor Create(nx,ny,nr:double);

  Procedure Area(c :double); override;

end;

Rectangle=class(Shape)

  a,b:double;

  Constructor Create(nx,ny,na,nb:double);

  Procedure Area(c:double);override;

end;

{-------------------}

Constructor Shape.Create(nx: Double; ny: Double);

begin

  inherited Create;

  x:=nx;y:=ny;

end;

Function Shape.Getsq;

begin

  result:=s;

end;

{-----------------}

Constructor Circle.Create(nx: Double; ny: Double; nr: Double);

begin

  inherited Create(nx, ny);

  r:=nr;

end;

Procedure Circle.Area(c:double);

begin

  s:=c*3.14*sqr(r);

   Writeln('Площадь круга:',s:6:2);

end;

{-----------------}

Constructor Rectangle.Create(nx: Double; ny: Double; na: Double; nb: Double);

begin

  Inherited Create(nx,ny);

  a:=na;b:=nb;

end;

Procedure Rectangle.Area(c:double);

begin

  s:=c*a*b;

   Writeln('Площадь прямоугольника: ',s:6:2);

end;

{-----------------------}

var z:Shape;

begin

  z:=Circle.Create(12.4,34.2,10);

  z.Area(0.5);  {работает Circle.Area}

  z.Free;

  z:=Rectangle.Create(54.2,76.1,10,25);

  z.Area(2.1);  {работает Rectangle.Area}

  readln;

end. 

Как видно из примера, объявить переменную типа абстрактный класс можно и ей можно присвоить адреса любых объектов типа классы-наследники. Создание экземпляра класса Shape было бы ошибкой.

16. Классы и отношение наследования в С++.

В объектно-ориентированной программе с применением классов каждый объект является «экземпляром » некоторого конкретного класса, и других объектов не предусмотрено. То есть «экземпляр класса » в данном случае означает не «пример некоторого класса» или «отдельно взятый класс», а «объект, типом которого является какой-то класс». 

Как и поля, код в виде методов/функций/процедур, принадлежащих классу, может быть отнесен либо к самому классу, либо к экземплярам класса. Метод, принадлежащий классу и соотнесенный с классом (статический метод) может быть вызван сам по себе и имеет доступ к статическим переменным класса. Метод, соотнесенный с экземпляром класса (обычный метод), может быть вызван только у самого объекта, и имеет доступ как к статическим полям класса, так и к обычным полям конкретного объекта (при вызове этот объект передастся скрытым параметром метода). Например, общее количество созданных строк можно узнать из любого места программы, но длину конкретной строки можно узнать только указав, тем или иным образом, длину какой строки будем мерить.

Класс в языке C++ создаётся следующим образом:

class MyClass: ParentClass // ParentClass — класс-предок, если таковой имеется {

public: // элементы в этой секции доступны из любой части программы 

protected: // элементы в этой секции доступны из класса и его потомков 

private: // элементы в этой секции доступны только из класса; это область доступа по умолчанию 

MyClass() // конструктор 

~MyClass() // деструктор 

};

Для создания классов с добавленной функциональностью вводят наследование. Класс-наследник имеет поля и функции-члены базового класса, но не имеет права обращаться к собственным (private) полям и функциям базового класса. В этом и заключается разница между собственными и защищёнными членами.

Класс-наследник может добавлять свои поля и функции или переопределять функции базового класса.

По умолчанию, конструктор наследника без параметров вызывает конструктор базового класса, а затем конструкторы нестатических членов-данных, являющихся экземплярами классов. Деструктор работает в обратном порядке. Другие конструкторы приходится определять каждый раз заново. К счастью, это можно сделать вызовом конструктора базового класса.

class ArrayWithAdd : public Array {

ArrayWithAdd(int n) : Array(n) {}

ArrayWithAdd() : Array() {}

ArrayWithAdd(const Array& a) : Array(a) {}

void Add(const Array& a);

};

Наследник — это больше чем базовый класс, поэтому, если наследование открытое, то он может использоваться везде, где используется базовый класс, но не наоборот.

Наследование бывает публичным, защищённым и собственным. При публичном наследовании, публичные и защищённые члены базового класса сохраняют свой статус, а к собственным не могут обращаться даже функции-члены наследника. Защищённое наследование отличается тем, что при нём публичные члены базового класса являются защищёнными членами наследника. При собственном наследовании все члены базового класса становятся собственными членами класса-наследника. Таким образом, пользователь производного класса не может обращаться к членам базового класса, даже если они объявлены как публичные. Класс-наследник делает их собственными с помощью собственного наследования. Как правило, публичное наследование встречается значительно чаще других.

Класс может быть наследником нескольких классов. Это называется множественным наследованием. Такой класс обладает полями и функциями-членами всех его предков. Например, класс FlyingCat (ЛетающийКот) может быть наследником классов Cat (Кот) и FlyingAnimal (ЛетающееЖивотное)

class Cat {

...

void Purr();

...

};

class FlyingAnimal {

...

void Fly();

...

};

class FlyingCat : public Cat, public FlyingAnimal {

...

PurrAndFly() {Purr(); Fly();}

...

};

17.  Атрибуты доступа к элементам классов на С++.

Член класса может быть частным (private), защищенным (protected) или общим (public):

Частный член класса X могут использовать только функции-члены и друзья класса X.

Защищенный член класса X могут использовать только функции-члены и друзья класса X, а так же функции-члены и друзья всех производных от X классов

Общий член можно использовать в любой функции.

Эти правила соответствуют делению обращающихся к классу функций на три вида: функции, реализующие класс (его друзья и члены), функции, реализующие производный класс (друзья и члены производного класса) и все остальные функции.

Контроль доступа применяется единообразно ко всем именам. На контроль доступа не влияет, какую именно сущность обозначает имя.

Это означает, что частными могут быть функции-члены, константы и т.д. наравне с частными членами, представляющими данные:

class X {

private:

enum { A, B };

void f(int);

int a;

};

void X::f(int i)

{

if (i<A) f(i+B);

a++;

}

void g(X& x)

{

int i = X::A; // ошибка: X::A частный член

x.f(2); // ошибка: X::f частный член

x.a++; // ошибка: X::a частный член

}

18. Дружественные функции на С++

Дружественные члены класса (методы) позволяют получить доступ к защищенным модификаторомprivate членам класса из методов других классов. Методы и классы, объявляемые дружественными, иногда также называются друзьями класса.

Если метод класса A внутри тела класса B объявляется с модификатором friend, что указывает на то, что он является другом класса, то из него разрешен доступ ко всем членам класса B.

Функция-друг не имеет никаких особенностей, за исключением права доступа к закрытой части класса. В частности, в такой функции нельзя использовать указатель this, если только она действительно не является членом класса. Описание friend является настоящим описанием. Оно вводит имя функции в область видимости класса, в котором она была описана, и при этом происходят обычные проверки на наличие других описаний такого же имени в этой области видимости. Описание friend может находится как в общей, так и в частной частях класса, это не имеет значения.

Отметим, что подобно функции-члену дружественная функция явно описывается в описании класса, с которым дружит. Поэтому она является неотъемлемой частью интерфейса класса наравне с функцией- членом.

Функция-член одного класса может быть другом другого класса:

class x { // ...

    void f();

};

class y { // ...

    friend void x::f();

};

Вполне возможно, что все функции одного класса являются друзьями другого класса. Для этого есть краткая форма записи:

class x { friend class y; // ...

};

В результате такого описания все функции-члены y становятся друзьями класса x.

19. Конструкторы и деструкторы на С++, взаимодействие конструкторов и деструкторов при иерархии классов.

Конструктором называется метод, вызываемый при создании объекта данного класса. Класс может иметь несколько конструкторов, отличающихся списком параметров.

Деструктором называется метод, вызываемый при разрушении объекта данного класса. Имена конструктора и деструктора совпадают с именем класса, но перед именем деструктора указывается символ ~.

При создании объектов последовательно вызываются конструкторы всех его базовых классов. Вызов деструкторов при уничтожении объекта происходит в обратном порядке.

Если конструктор базового класса имеет список параметров, то для его использования в производном классе следует создать конструктор производного класса с таким же списком параметров.

При создании нового класса среда Visual C++ автоматически создает заголовочный файл и файл реализации класса с конструктором и деструктором без параметров.

Если у класса есть конструктор, он вызывается всякий раз при создании объекта этого класса. Если у класса есть деструктор, он вызывается всякий раз, когда уничтожается объект этого класса. Объект может создаваться как:

[1] автоматический, который создается каждый раз, когда его описание встречается при выполнении программы, и уничтожается по выходе из блока, в котором он описан;

[2] статический, который создается один раз при запуске программы и уничтожается при ее завершении;

[3] объект в свободной памяти, который создается операцией new и уничтожается операцией delete;

[4] объект-член, который создается в процессе создания другого класса или при создании массива, элементом которого он является.