Что такое объект c
Перейти к содержимому

Что такое объект c

  • автор:

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

Что такое объект

Недавно работал над задачей. Нужно было получить из сети некоторые объекты по REST и обработать.

Ну все вроде бы ничего сложного. Загрузил, спарсил, вернул. Ок. Затем нужно было полученный массив обработать. Вкратце, по особой логике просуммировать некоторые поля — это могла быть строка, число или null. Начал делать как обычно: создал переменную sum, начал цикл for, в нем начал заниматься основной логикой. Закончил.

Продолжил кодить. Хоба! Эта же логика. Не стал копипастить, вынес в отдельную функцию. Тоже все хорошо.

Начал заниматься 3 задачей. Объединить результаты нескольких вычислений. Опять циклом начал перебирать. Но тут появилась мысль:

“А что, если создать для этого отдельный объект?”

Да нет, чушь! Ведь не существует в реальном мире ОбъединителяКакогоТоРезультата. Но что, если сделать? Попробуем.

Какого. Почему все вмиг стало так просто? Передал в конструктор нужные объекты и сделал методы, которые применяли свою логику к содержащимся в них объектам. Всего-лишь несколько строчек! Почему я так раньше не делал?

Я раззадорился. Начал видеть объекты везде. Это очень удобно: не нужно смотреть на каждый фрагмент кода с мыслью “а было ли это где нибудь раньше?”. А как тестировать легче стало!

Тут до меня дошло, что было со мной не так:

Я не разграничивал объекты реального мира и объекты в понимании ООП.

Объекты ООП != Объекты реального мира

Наверное главной моей ошибкой был недостаток практики: я много интересовался, читал, смотрел, но до кодирования руки не доходили. Поэтому, к моменту того события в моей голове было только 3 паттерна использования объектов:

  • DTO
  • Объекты из реального мира
  • Объекты, реализующие какой-то интерфейс (обычно для запросов по сети, для использования в DI контейнера)

Оглядевшись назад понял, что все дороги вели именно к такому мышлению:

  • В вузе нас учили ООП по каким-то моделям типа: “Вот это объект Человек. У него есть атрибуты Имя и Возраст”, а когда дело доходило до программирования, никто не смотрел как мы пишем код. Получалась каша из императивного программирования и набросков объектов.
  • Во всяких обучающих ресурсах (видео, книги, курсы) дают слишком простые примеры. Примеры слишком прямолинейные (как в выше перечисленном вузе). Не дают почувствовать мощь объектов.
  • Если были задачи, то слишком простые. Не тот уровень сложности, чтобы действительно над чем-то задуматься (например, приевшийся калькулятор). Они не показывали, что объекты могли бы решить многие проблемы.

В программе полно таких неявных объектов — служебных объектов: считают, фильтруют, агрегируют. Никогда не задумывался над тем, что практически любой for можно (наверное, даже лучше) заменить на объект, инкапсулирующий необходимую логику.

Пожалуй единственное, что меня ограничивало — идефикс, того, что объекты должны представлять концепции реального мира. Кто мне вообще это сказал?

Диаграммы мешают в понимании ООП

Но что насчет популярных инструментов проектирования? Нотаций. Наверное все видели различные UML диаграммы. Диаграмму классов так наверное любой программист должен был видеть хоть раз.

Взято с https://medium.com/@uferesamuel/uml-class-diagrams-the-simple-approach-eee2d1ffc125

ER диаграммы тоже хороши — они слишком сильно сцеплены с реальным миром. Там почти все представляет объекты реального мира.

Взято с https://online.visual-paradigm.com/diagrams/templates/chen-entity-relationship-diagram/see-doctor-erd-chen-notation/

Поразмыслив, я понял 3 вещи:

  1. ER диаграмма ничего не имеет общего с ООП — это инструмент для бизнес-анализа. Я не обязан создавать такие же классы, как и на этой диаграмме. Кто мне такое сказал?
  2. UML показывает высокоуровневую структуру программы: кто в ней есть и что они должны делать/иметь. Т.е. что делать, а не как делать. Реализация ложится на плечи программиста (спойлер, это будут методы на 100+ строк из циклов, условий и других прелестей)
  3. Многие нотации ориентированы для простого понимания концепций программы — из каких компонентов состоит. Ничто не мешает нам вместо классов передавать массивы object. Не нужно ориентироваться на них как на истину в первой инстанции.

В итоге заканчиваем, тем что имеем много объектов. Ура, ООП! А что внутри? Громадные циклы на десятки строк, множество флагов и if’ов — полная императивщина.

Да о чем я говорю?

Что же я понял? Например,

public interface IWorkingScheduleService < // Возвращает тип дня: рабочий, предпраздничный, праздничный, выходной int GetDayType(DateOnly date); >
// Количество рабочих часов на каждый день недели public class UserSchedule < public float Monday < get; set; >public float Tuesday < get; set; >public float Wednesday < get; set; >public float Thursday < get; set; >public float Friday < get; set; >public float Saturday < get; set; >public float Sunday < get; set; >>

Задача — посчитать общее время рабочих часов.
Банально, да? Давайте сделаем функции:

public static class ScheduleHelpers < public static float GetTotalWorkingHours(IWorkingScheduleService service, UserSchedule schedule, DateOnly from, DateOnly to) < // Какая-то логика return 0; >public static float GetTotalWorkingHoursWithoutPreholiday(IWorkingScheduleService service, UserSchedule schedule, DateOnly from, DateOnly to) < // Какая-то логика return 0; >public static float GetTotalHolidayWorkingHours(IWorkingScheduleService service, UserSchedule schedule, DateOnly from, DateOnly to) < // Какая-то логика return 0; >> 

Но тут мы заметим общую начальную часть: IWorkingScheduleService service, UserSchedule schedule . Почему бы нам не вынести эту логику в отдельный объект?

public class WorkingScheduleCalculator < private readonly IWorkingScheduleService _service; private readonly UserSchedule _schedule; public WorkingScheduleCalculator(IWorkingScheduleService service, UserSchedule schedule) < _service = service; _schedule = schedule; >public float GetTotalWorkingHours(DateOnly from, DateOnly to) < // Какая-то логика return 0; >public float GetTotalWorkingHoursWithoutPreholiday(DateOnly from, DateOnly to) < // Какая-то логика return 0; >public float GetTotalHolidayWorkingHours(DateOnly from, DateOnly to) < // Какая-то логика return 0; >>

Как же стало удобно! Все находится рядом, сигнатуры стали короче и поддержка автодополнения в подарок — прелесть!

Выводы

Что я вынес из всего этого?

  1. Объект это не концепция реального мира. Можно сделать объект который имеет имя, атрибуты, поведение, как у объекта реального мира, сделать максимально похожим, но это НЕ ОБЪЕКТ РЕАЛЬНОГО МИРА. Надо прекратить думать в данном ключе! Объект — это (всего лишь) данные и функции, ассоциированные с ними
  2. На каждый блок с логикой (цикл, последовательность условий и т.д.) я смотрю с мыслью: “Нельзя ли вынести это в отдельный объект?”
  3. Таким же образом, смотрю на функции, которые принимают одинаковые аргументы. Их всех можно объединить в объекты, атрибутами которых являются эти общие аргументы.

P.S. Я не радикал, а за осмысленное и прагматичное использование объектов: для тривиальной логики можно оставить циклы, разрешаю)

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 для первой переменной назначена вторая переменная одного типа, обе переменные ссылаются на объект по указанному адресу. Эта точка 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 не обязательно, 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. Детерминированно уничтожить объект 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.

Удостоверение объекта 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 собираетесь сравнить значения, необходимо учитывать, являются ли объекты экземплярами типов значений (структур) или ссылочных типов (классов, делегатов, массивов).

  • 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

Дополнительные сведения см. по ссылке .

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.

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.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *