Что такое объект c
Перейти к содержимому

Что такое объект c

  • автор:

Объекты — создание экземпляров типов

Определение класса или структуры подобно чертежу, на котором указаны действия, выполняемые типом. В сущности, объект является блоком памяти, выделенной и настроенной в соответствии с чертежом. Программа может создать множество объектов одного класса. Объекты также называют экземплярами. Они могут храниться либо в именованной переменной, либо в массиве или коллекции. Клиентский код — это код, использующий эти переменные для вызова методов и доступа к открытым свойствам объекта. В объектно-ориентированном языке, таком как C#, стандартная программа состоит из нескольких динамически взаимодействующих объектов.

Поведение статических типов отличается от описанного здесь поведения. Дополнительные сведения см. в статье Статические классы и члены статических классов.

Экземпляры структуры и Экземпляры классов

Так как классы являются ссылочными типами, в переменной объекта класса хранится ссылка на адрес объекта в управляемой куче. Если первой переменной назначена вторая переменная того же типа, то обе переменные ссылаются на объект по указанному адресу. Этот момент более подробно рассматривается далее в этой статье.

Экземпляры классов создаются с помощью new оператора . В приведенном ниже примере Person является типом, а person1 и person2 — экземплярами или объектами этого типа.

using System; public class Person < public string Name < get; set; >public int Age < get; set; >public Person(string name, int age) < Name = name; Age = age; >// Other properties, methods, events. > class Program < static void Main() < Person person1 = new Person("Leopold", 6); Console.WriteLine("person1 Name = Age = ", person1.Name, person1.Age); // Declare new person, assign person1 to it. Person person2 = person1; // Change the name of person2, and person1 also changes. person2.Name = "Molly"; person2.Age = 16; Console.WriteLine("person2 Name = Age = ", person2.Name, person2.Age); Console.WriteLine("person1 Name = Age = ", person1.Name, person1.Age); > > /* Output: person1 Name = Leopold Age = 6 person2 Name = Molly Age = 16 person1 Name = Molly Age = 16 */ 

Так как структуры являются типами значений, в переменной объекта структуры хранится копия всего объекта. Экземпляры структур также можно создать с помощью new оператора , но это необязательно, как показано в следующем примере:

using System; namespace Example < public struct Person < public string Name; public int Age; public Person(string name, int age) < Name = name; Age = age; >> public class Application < static void Main() < // Create struct instance and initialize by using "new". // Memory is allocated on thread stack. Person p1 = new Person("Alex", 9); Console.WriteLine("p1 Name = Age = ", p1.Name, p1.Age); // Create new struct object. Note that struct can be initialized // without using "new". Person p2 = p1; // Assign values to p2 members. p2.Name = "Spencer"; p2.Age = 7; Console.WriteLine("p2 Name = Age = ", p2.Name, p2.Age); // p1 values remain unchanged because p2 is copy. Console.WriteLine("p1 Name = Age = ", p1.Name, p1.Age); > > /* Output: p1 Name = Alex Age = 9 p2 Name = Spencer Age = 7 p1 Name = Alex Age = 9 */ > 

Память для p1 и p2 выделена в стеке потока. Эта память освобождается вместе с типом или методом, в котором она объявлена. Эта одна из причин того, почему структуры копируются при присваивании. Напротив, при выходе всех ссылок на объект из области действия среда CLR автоматически освобождает память (выполняет сборку мусора), выделенную для экземпляра класса. Детерминированное уничтожение объекта класса, как в C++, невозможно. Дополнительные сведения о сборке мусора в .NET см. в статье Сборка мусора.

В среде CLR процесс выделения и освобождения памяти в управляемой куче значительно оптимизирован. В большинстве случаев нет существенной разницы в затратах производительности на выделение экземпляра класса в куче и выделение экземпляра структуры в стеке.

Идентификация объектов и равенство значений

Сравнивая два объекта на предмет равенства, сначала необходимо определить, нужно ли узнать, представляют ли две переменные один объект в памяти или значения одного или нескольких их полей являются равными. Если вы планируете сравнивать значения, необходимо учитывать, являются ли объекты экземплярами типов значений (структуры) или ссылочными типами (классы, делегаты, массивы).

  • Чтобы определить, ссылаются ли два экземпляра класса на одно расположение в памяти (то есть имеют одинаковый идентификатор), воспользуйтесь статическим методом Object.Equals. (System.Object является неявным базовым классом для всех типов значений и ссылочных типов, включая структуры и классы, определенные пользователем.)
  • Чтобы определить, имеют ли поля экземпляра в двух экземплярах структуры одинаковые значения, воспользуйтесь методом ValueType.Equals. Так как все структуры неявно наследуются от System.ValueType, метод можно вызвать непосредственно в объекте, как показано в следующем примере:

// Person is defined in the previous example. //public struct Person // < // public string Name; // public int Age; // public Person(string name, int age) // < // Name = name; // Age = age; // >//> Person p1 = new Person("Wallace", 75); Person p2 = new Person("", 42); p2.Name = "Wallace"; p2.Age = 75; if (p2.Equals(p1)) Console.WriteLine("p2 and p1 have the same values."); // Output: p2 and p1 have the same values. 

Связанные разделы

Совместная работа с нами на GitHub

Источник этого содержимого можно найти на GitHub, где также можно создавать и просматривать проблемы и запросы на вытягивание. Дополнительные сведения см. в нашем руководстве для участников.

Реализация объектов в C

Клиентские приложения и поставщики услуг, написанные на языке C, определяют объекты MAPI путем создания структуры данных и массива упорядоченных указателей функций, известных как виртуальная таблица функций или vtable. Указатель на vtable должен быть первым членом структуры данных.

В самой vtable есть один указатель на каждый метод в каждом интерфейсе, поддерживаемом объектом . Порядок указателей должен соответствовать порядку методов в спецификации интерфейса, опубликованной в файле заголовка Mapidefs.h. Для каждого указателя функции в vtable задается адрес фактической реализации метода. В C++ компилятор автоматически настраивает vtable. В C это не так.

На следующем рисунке показано, как это работает. Поле слева представляет клиент, который должен использовать объект поставщика услуг. Через сеанс клиент получает указатель на объект lpObject. Vtable отображается сначала в объекте, за которым следуют частные данные и методы. Указатель vtable указывает на фактическую vtable, которая содержит указатели на каждую из реализаций методов в интерфейсе.

Реализация объекта

В следующем примере кода показано, как поставщик служб C может определить простой объект состояния. Первым элементом является указатель vtable; остальная часть объекта состоит из элементов данных.

typedef struct _MYSTATUSOBJECT < const STATUS_Vtbl FAR *lpVtbl; ULONG cRef; ANOTHEROBJ *pObj; LPMAPIPROP lpProp; LPFREEBUFFER lpFreeBuf; >MYSTATUSOBJECT, *LPMYSTATUSOBJ; 

Так как этот объект является объектом состояния, vtable включает указатели на реализации каждого из методов в интерфейсе IMAPIStatus : IMAPIProp , а также указатели на реализации каждого из методов в базовых интерфейсах — IUnknown и IMAPIProp. Порядок методов в vtable соответствует указанному порядку, определенному в файле заголовка Mapidefs.h.

static const MYOBJECT_Vtbl vtblSTATUS = < STATUS_QueryInterface, STATUS_AddRef, STATUS_Release, STATUS_GetLastError, STATUS_SaveChanges, STATUS_GetProps, STATUS_GetPropList, STATUS_OpenProperty, STATUS_SetProps, STATUS_DeleteProps, STATUS_CopyTo, STATUS_CopyProps, STATUS_GetNamesFromIDs, STATUS_GetIDsFromNames, STATUS_ValidateState, STATUS_SettingsDialog, STATUS_ChangePassword, STATUS_FlushQueues >; 

Клиенты и поставщики услуг, написанные на языке C, используют объекты косвенно через vtable и добавляют указатель объекта в качестве первого параметра в каждом вызове. Для каждого вызова метода интерфейса MAPI требуется указатель на объект, вызываемый в качестве первого параметра. Для этой цели C++ определяет специальный указатель, известный как этот указатель. Компилятор C++ неявно добавляет этот указатель в качестве первого параметра для каждого вызова метода. В C нет такого указателя; он должен быть добавлен явным образом.

В следующем коде показано, как клиент может выполнить вызов экземпляра MYSTATUSOBJECT:

lpMyObj->lpVtbl->ValidateState(lpMyObj, ulUIParam, ulFlags); 

См. также

Классы, структуры и пространства имен

C# является полноценным объектно-ориентированным языком. Это значит, что программу на C# можно представить в виде взаимосвязанных взаимодействующих между собой объектов.

Описанием объекта является класс , а объект представляет экземпляр этого класса. Можно еще провести следующую аналогию. У нас у всех есть некоторое представление о человеке, у которого есть имя, возраст, какие-то другие характеристики. То есть некоторый шаблон — этот шаблон можно назвать классом. Конкретное воплощение этого шаблона может отличаться, например, одни люди имеют одно имя, другие — другое имя. И реально существующий человек (фактически экземпляр данного класса) будет представлять объект этого класса.

В принципе ранее уже использовались классы. Например, тип string , который представляет строку, фактически является классом. Или, например, класс Console , у которого метод WriteLine() выводит на консоль некоторую информацию. Теперь же посмотрим, как мы можем определять свои собственные классы.

По сути класс представляет новый тип, который определяется пользователем. Класс определяется с помощью ключевого слова сlass :

class название_класса < // содержимое класса >

После слова class идет имя класса и далее в фигурных скобках идет собственно содержимое класса. Например, определим в файле Program.cs класс Person, который будет представлять человека:

class Person

Классы и объекты в языке программирования C# и .NET

Начиная с версии C# 12, если класс имеет пустое определение, то фигурные скобки после названия типа можно не использовать:

class Person;

Однако такой класс не особо показателен, поэтому добавим в него некоторую функциональность.

Поля и методы класса

Класс может хранить некоторые данные. Для хранения данных в классе применяются поля . По сути поля класса — это переменные, определенные на уровне класса.

Кроме того, класс может определять некоторое поведение или выполняемые действия. Для определения поведения в классе применяются методы.

Итак, добавим в класс Person поля и методы:

class Person < public string name = "Undefined"; // имя public int age; // возраст public void Print() < Console.WriteLine($"Имя: Возраст: "); > >

В данном случае в классе Person определено поле name , которое хранит имя, и поле age , которое хранит возраст человека. В отличие от переменных, определенных в методах, поля класса могут иметь модификаторы, которые указываются перед полем. Так, в данном случае, чтобы все поля были доступны вне класса Person поля определены с модификатором public .

При определении полей мы можем присвоить им некоторые значения, как в примере выше в случае переменной name . Если поля класса не инициализированы, то они получают значения по умолчанию. Для переменных числовых типов это число 0.

Также в классе Person определен метод Print() . Методы класса имеют доступ к его поля, и в данном случае обращаемся к полям класса name и age для вывода их значения на консоль. И чтобы этот метод был виден вне класса, он также определен с модификатором public .

Создание объекта класса

После определения класса мы можем создавать его объекты. Для создания объекта применяются конструкторы . По сути конструкторы представляют специальные методы, которые называются так же как и класс, и которые вызываются при создании нового объекта класса и выполняют инициализацию объекта. Общий синтаксис вызова конструктора:

new конструктор_класса(параметры_конструктора);

Сначала идет оператор new , который выделяет память для объекта, а после него идет вызов конструктора .

Конструктор по умолчанию

Если в классе не определено ни одного конструктора (как в случае с нашим классом Person), то для этого класса автоматически создается пустой конструктор по умолчанию, который не принимает никаких параметров.

Теперь создадим объект класса Person:

Person tom = new Person(); // создание объекта класса Person // определение класса Person class Person < public string name = "Undefined"; public int age; public void Print() < Console.WriteLine($"Имя: Возраст: "); > >

создание классов в языке программирования C# и .NET

Для создания объекта Person используется выражение new Person() . В итоге после выполнения данного выражения в памяти будет выделен участок, где будут храниться все данные объекта Person. А переменная tom получит ссылку на созданный объект, и через эту переменную мы можем использовать данный объект и обращаться к его функциональности.

Обращение к функциональности класса

Для обращения к функциональности класса — полям, методам (а также другим элементам класса) применяется точечная нотация точки — после объекта класса ставится точка, а затем элемент класса:

объект.поле_класса объект.метод_класса(параметры_метода)

Например, обратимся к полям и методам объекта Person:

Person tom = new Person(); // создание объекта класса Person // Получаем значение полей в переменные string personName = tom.name; int personAge = tom.age; Console.WriteLine($"Имя: Возраст "); // Имя: Undefined Возраст: 0 // устанавливаем новые значения полей tom.name = "Tom"; tom.age = 37; // обращаемся к методу Print tom.Print(); // Имя: Tom Возраст: 37 class Person < public string name = "Undefined"; public int age; public void Print() < Console.WriteLine($"Имя: Возраст: "); > >

Консольный вывод данной программы:

Имя: Undefined Возраст: 0 Имя: Tom Возраст: 37

Добавление класса

Обычно классы помещаются в отдельные файлы. Нередко для одного класса предназначен один файл. Если мы работаем над проектом вне среды Visual Studio, используя .NET CLI, то нам достаточно добавить новый файл класса в папку проекта. Например, добавим новый файл, который назовем Person.cs и в котором определим следующий код:

class Person < public string name = "Undefined"; public void Print() < Console.WriteLine($"Person "); > >

Здесь определен класс Person с одним полем name и методом Print.

В файле Program.cs , который представляет основной файл программы используем класс Person:

Person tom = new Person(); tom.name = "Tom"; tom.Print(); // Person Tom

Использование классов в проекте в Visual Studio в языке программирования C#

Visual Studio предоставляет по умолчанию встроенные шаблоны для добвления класса. Для добавления класса нажмем в Visual Studio правой кнопкой мыши на название проекта:

Добавление класса в Visual Studio в C#

В появившемся контекстном меню выберем пункт Add -> New Item. (или Add -> Class. )

В открывшемся окне добавления нового элемента убедимся, что в центральной части с шаблонами элементов у нас выбран пункт Class . А внизу окна в поле Name введем название добавляемого класса — пусть он будет назваться Person :

Добавление нового класса в Visual Studio в C#

В качестве названия класса можно вводить как Person, так и Person.cs. И после нажатия на кнопку добавления в проект будет добавлен новый класс, в котором можно определить тот же код и также использовать в файле Program.cs.

Таким образом, мы можем определять классы в отдельных файлах и использовать их в программе.

Что такое объекты и классы: 1‑я часть гайда по ООП

Почти всё современное программирование построено на принципах ООП, поэтому их должен понимать каждый разработчик. Узнайте основы из этой статьи.

Фото: Sonja Flemming / NBCUniversal / Getty Images

Евгений Кучерявый

Евгений Кучерявый

Пишет о программировании, в свободное время создаёт игры. Мечтает открыть свою студию и выпускать ламповые RPG.

Это первая статья из серии, посвящённой объектно-ориентированному программированию. Она предназначена для тех, кто хочет понять суть этой парадигмы разработки, а не просто научиться использовать классы и объекты.

Цикл состоит из статей, посвящённых различным аспектам ООП:

  • что такое классы и объекты;
  • особенности работы с объектами;
  • модификаторы доступа, инкапсуляция;
  • перегрузка методов;
  • полиморфизм;
  • наследование и ещё немного полиморфизма;
  • абстрактные классы и интерфейсы;
  • практикум.

Все примеры в этой серии написаны на языке C#. Для наглядности они будут связаны с разработкой игр, потому что именно в играх (хотя далеко не только в них) активно используются объекты.

Перед тем как приступать к изучению ООП, убедитесь, что знакомы со следующими понятиями:

  • переменные и типы данных,
  • условные конструкции,
  • циклы,
  • коллекции (желательно).

Работа будет проходить в Visual Studio 2019, но вполне подойдёт и VS 2017.

В конце каждой статьи будут задания, которые помогут закрепить тему. Выполнять их необязательно, но имейте в виду, что осилить ООП без практики просто невозможно. Если же вам лень выполнять задания, можете просто посмотреть наш вариант решения. Итак, поехали!

Введение в объектно-ориентированное программирование:

  • Что такое ООП
  • Какие у него плюсы и минусы
  • Что такое абстракция, инкапсуляция, наследование и полиморфизм
  • Объекты и классы: как их использовать
  • Как создать класс
  • Как использовать поля и свойства класса
  • Как создать метод
  • Что такое конструктор объекта
  • Домашнее задание
  • Что запомнить

Что такое ООП

Объектно-ориентированное программирование (сокращённо ООП) — это парадигма разработки программного обеспечения, согласно которой приложения состоят из объектов.

На объектах и классах строится всё ООП. Поэтому давайте чётко обозначим, чем они отличаются друг от друга.

Класс — это тип данных, созданный пользователем. Он содержит разные свойства и методы, как, например, тип String или Int.

Объект — это экземпляр класса, или его копия, которая находится в памяти компьютера. Например, когда вы создаёте переменную типа String и присваиваете ей значение «Строка», то в памяти создаётся экземпляр класса String.

По-другому можно сказать, что объекты — это сущности, у которых есть свойства и поведение. Обычно объекты являются экземплярами какого-нибудь класса. Например, в игре может быть класс Character («Персонаж»), а его экземплярами будут hero или npc.

Свойства — это данные, которые связаны с конкретным объектом:

  • здоровье,
  • очки,
  • деньги,
  • сила,
  • ловкость,
  • интеллект,
  • скорость,
  • координаты.

Поведение объекта определяется с помощью методов — специальных блоков кода, которые можно вызывать из разных частей программы. Например, у того же объекта Character могут быть следующие методы:

  • идти,
  • атаковать,
  • говорить,
  • подобрать,
  • выбросить,
  • использовать.

Используя эти свойства и методы, можно значительно ускорить разработку, сделать код более читаемым. К тому же самому программисту проще составлять код, если он думает с помощью объектов.

Разработчики не пишут какую-то функцию, которая будет делать что-то для программы в целом. Вместо этого они мысленно разделяют приложение на отдельные компоненты и продумывают их свойства и поведение.

Такую парадигму используют многие популярные языки:

  • C#,
  • Java,
  • Python,
  • JavaScript,
  • PHP,
  • Kotlin,
  • Swift,
  • Objective-C,
  • C++.

У нас также есть статья по ООП на Python. Поэтому если вы не любите C#, то можете изучить главные принципы на Python.

Плюсы и минусы объектно-ориентированного программирования

Плюсы Минусы
Легко читается.
Не нужно выискивать в коде функции и выяснять, за что они отвечают
Потребляет больше памяти.
Объекты потребляют больше оперативной памяти, чем примитивные типы данных
Быстро пишется.
Можно быстро создать сущности, с которыми должна работать программа
Снижает производительность.
Многие вещи технически реализованы иначе, поэтому они используют больше ресурсов
Проще реализовать большой набор функций.
Так как на написание кода уходит меньше времени, можно гораздо быстрее создать приложение с множеством возможностей
Сложно начать.
Парадигма ООП сложнее функционального программирования, поэтому на старт уходит больше времени
Меньше повторений.
Не нужно писать однотипные функции для разных сущностей

Основные принципы объектно-ориентированного программирования

Всё объектно-ориентированное программирование строится на четырёх понятиях:

Чтобы стало понятнее, представим, что у нас есть класс «Кошка». В нём присутствуют несколько атрибутов — например, «окрас», «порода» и «возраст», а также методов — например, «спать». И когда у нас есть класс, мы можем создать сколько угодно его экземпляров с разными свойствами. Например, мы можем добавить несколько пород кошек:

Теперь перейдём к принципам ООП.

Абстракция

При создании класса мы упрощаем его до тех атрибутов и методов, которые нужны в этом конкретном коде, не пытаясь описать его целиком и отбрасывая всё второстепенное. Скажем, все кошки теоретически умеют охотиться, но если наша программа не предназначена для ловли мышей, то и прописывать этот метод незачем.

Подробно об абстракции и абстрактных классах в ООП можно прочитать в другой нашей статье.

Инкапсуляция

Доступ к данным объекта должен контролироваться, чтобы пользователь не мог изменить их в произвольном порядке и что-то поломать. Поэтому для работы с данными программисты пишут публичные методы, которые составляют интерфейс объекта.

Возвращаясь к нашим кошечкам. Мы можем разрешить изменять атрибут «возраст», но только в большую сторону (к сожалению, с годами никто не молодеет), а атрибут «порода» лучше открыть только для чтения — ведь порода кошки не меняется.

Подробно об инкапсуляции с примерами кода читайте в гайде Skillbox Media.

Наследование

Классы могут передавать свои атрибуты и методы классам-потомкам. Например, мы хотим создать новый класс «Домашняя кошка». Он практически идентичен классу «Кошка», но у него появляются новые атрибуты — «хозяин» и «кличка», а также метод «клянчить вкусняшку». Достаточно объявить «Домашнюю кошку» наследником «Кошки» и прописать новые атрибуты и методы — вся остальная функциональность перейдёт от родителя к потомку.

Больше о наследовании, с примерами кода и полезными практическими советами, читайте в статье «Наследование и ещё немного полиморфизма: 6-я часть гайда по ООП».

Полиморфизм

Этот принцип позволяет применять одни и те же команды к объектам разных классов, даже если они выполняются по-разному. Например, помимо класса «Кошка», у нас есть никак не связанный с ним класс «Попугай» — и у обоих есть метод «спать». Несмотря на то, что кошки и попугаи спят по-разному (кошка сворачивается клубком, а попугай сидит на жёрдочке), для этих действий можно использовать одну команду.

Объекты и классы: как их использовать

Классами в C# является практически всё — строки, числа, массивы и так далее. У каждого из них есть свой набор свойств (например, количество символов в строке или размер типа данных), а также методы, которые позволяют удобно работать с объектами класса (например, отсортировать массив или сложить два числа).

На основе «базовых» классов из C#, мы можем создавать свои. К примеру, возьмём числа типа Int64 и создадим с помощью них числа с плавающей точкой. Такой класс, конечно, уже есть, но мы можем переопределить его по-своему.

Изучая C#, разработчик в первый же день сталкивается с классами и объектами. Например, вот как выглядит первая программа любого новичка:

Как создать класс

Чтобы создать класс, откройте в Visual Studio меню Project и выберите пункт Add Class…:

Затем введите его название и нажмите Add:

Программа создаст отдельный файл с таким кодом:

Если доступ к полям открыт, то с ними можно проводить вычисления или просто получать их значения. Если же нужно запретить доступ к определённым полям — используйте свойства.

Это специальные конструкции, которые позволяют обращаться к полям. Чтобы создать свойства, нужно сначала закрыть доступ к полям с помощью уровня доступа private — тогда они будут доступны только изнутри класса:

Как создать метод

Теперь можно приступить к работе с поведением объектов. Оно реализуется с помощью методов — специальных блоков кода, которые позволяют избежать повторений в проекте.

Методы являются аналогами функций (возвращают значение) и процедур (не возвращают), но с той разницей, что они являются частью какого-то класса. Например, можно в классе Character создать метод Move(), который будет отвечать за движение персонажа.

Если же нужно, чтобы метод что-то возвращал, то указывается его тип и используется оператор return:

Конструктор объекта

В примере выше объект создаётся с уже заданными значениями, но есть возможность указывать свои параметры. Для этого используются конструкторы — специальные методы, которые запускаются при инстанцировании экземпляра класса. С их помощью можно передать объекту параметры и провести необходимые операции.

Вот пример того же класса с конструктором:

Домашнее задание

Создайте консольную игру, в которой игрок сможет управлять персонажем с помощью команд. Возможности, которые должны быть в игре:

  • перемещение;
  • атака;
  • получение опыта за победу над врагами;
  • повышение уровня и здоровья персонажа.

Что запомнить

Это лишь вступление в ООП, и ещё многое предстоит изучить, чтобы начать применять его в полную силу. Например, нужно понять, как технически работают классы, как они хранятся в памяти, почему их называют ссылочными типами и так далее.

ООП — сложная, но эффективная парадигма программирования. Её стоит знать всем, кто хочет создавать программы и найти работу, потому что почти все популярные языки её поддерживают. И несмотря на то, что некоторые разработчики утверждают, будто «ООП умерло», потребность в программистах, которые владеют этим подходом, продолжает расти.

Больше интересного про код в нашем телеграм-канале. Подписывайтесь!

Читайте также:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *