Конструкторы и деструкторы
Конструкторы
Конструктор — функция, предназначенная для инициализации объектов класса. Рассмотрим класс date :
Если конструктор требует аргументы, их следует указать:
Если необходимо обеспечить несколько способов инициализации объектов класса, задается несколько конструкторов:
Конструкторы подчиняются тем же правилам относительно типов параметров, что и перегруженные функции. Если конструкторы существенно различаются по типам своих параметров, то компилятор при каждом использовании может выбрать правильный:
Одним из способов сократить количество перегруженных функций (в том числе и конструкторов) является использование значений по умолчанию.
Конструктор по умолчанию
При создании объекта вызывается конструктор, за исключением случая, когда объект создается как копия другого объекта этого же класса, например:
Однако имеются случаи, в которых создание объекта без вызова конструктора осуществляется неявно:
Во всех этих случаях транслятор не вызывает конструктора для вновь создаваемого объекта:
Вместо этого в них копируется содержимое объекта-источника:
Конструктор копии
Как правило, при создании нового объекта на базе уже существующего происходит поверхностное копирование, то есть копируются те данные, которые содержит объект-источник. При этом если в объекте-источнике имеются указатели на динамические переменные и массивы, или ссылки, то создание копии объекта требует обязательного дублирования этих объектов во вновь создаваемом объекте. С этой целью вводится конструктор копии, который автоматически вызывается во всех перечисленных случаях. Он имеет единственный параметр — ссылку на объект-источник:
Деструкторы
Определяемый пользователем класс имеет конструктор, который обеспечивает надлежащую инициализацию. Для многих типов также требуется обратное действие. Деструктор обеспечивает соответствующую очистку объектов указанного типа. Имя деструктора представляет собой имя класса с предшествующим ему знаком «тильда»
. Так, для класса X деструктор будет иметь имя
Поля, имеющие тип класса
Конструкторы членов класса всегда выполняются до конструктора класса, в котором эти члены описаны. Порядок выполнения конструкторов для членов класса определяется порядком объявления членов класса. Если конструктору члена класса требуются аргументы, этот член с нужными аргументами указывается в списке инициализации. Деструкторы вызываются в обратном порядке.
Конструктор (программирование)
Конструктор схож с методом, но отличается от метода тем, что не имеет явным образом определённого типа возвращаемых данных, не наследуется, и обычно имеет различные правила для рассматриваемых модификаторов. Конструкторы часто выделяются наличием одинакового имени с именем класса, в котором объявляется. Их задача — инициализировать члены объекта и определить инвариант класса, сообщив в случае некорректности инварианта. Корректно написанный конструктор оставит объект в «правильном» состоянии. Неизменяемые объекты тоже должны быть проинициализированы конструктором.
Термин «конструктор» также используется для обозначения одного из тегов, описывающих данные в алгебраическом типе данных. Это использование несколько отличается от описываемого в статье. Для дополнительной информации смотрите Алгебраический тип данных.
В большинстве языков конструктор может быть перегружен, что позволяет использовать несколько конструкторов в одном классе, причём каждый конструктор может иметь различные параметры.
Содержание
Назначение конструктора
Одна из ключевых особенностей ООП — инкапсуляция: внутренние поля объекта напрямую недоступны, и пользователь может работать с объектом только как с единым целым, через открытые ( public ) методы. Каждый метод, в идеале, должен быть устроен так, чтобы объект, находящийся в «допустимом» состоянии (то есть когда выполняется инвариант класса), после вызова метода также оказался в допустимом состоянии. И первая задача конструктора — перевести поля объекта в такое состояние.
Но удобнее открытие файла сделать в конструкторе: [1]
Виды конструкторов
Некоторые языки программирования различают несколько особых типов конструкторов:
Конструктор по умолчанию
Конструктор не имеющий обязательных аргументов. Используется при создании массивов объектов, вызываясь для создания каждого экземпляра. В отсутствие явно заданного конструктора по умолчанию его код генерируется компилятором (что на исходном тексте, естественно, не отражается).
Конструктор копирования
Конструктор, аргументом которого является ссылка на объект того же класса. Применяется в C++ для передачи объектов в функции по значению.
Конструктор копирования в основном необходим, когда объект имеет указатели на объекты выделенные в куче. Если программист не создаёт конструктор копирования, то компилятор создаст неявный конструктор копирования, который копирует указатели как есть, то есть фактическое копирование данных не происходит и два объекта ссылаются на одни и те же данные в куче. Соответственно попытка изменения «копии» повредит оригинал, а вызов деструктора для одного из этих объектов при последующем использовании другого приведёт к обращению в область памяти, уже не принадлежащую программе.
Аргумент должен передаваться именно по ссылке, а не по значению. Это вытекает из коллизии: при передаче объекта по значению (в частности, для вызова конструктора) требуется скопировать объект. Но для того, чтобы скопировать объект, необходимо вызвать конструктор копирования.
Конструктор преобразования
Конструктор, принимающий один аргумент. Задаёт преобразование типа своего аргумента в тип конструктора. Такое преобразование типа неявно применяется только если оно уникально.
Виртуальный конструктор
Конструктор не бывает виртуальным в смысле виртуального метода — для того, чтобы механизм виртуальных методов работал, нужно запустить конструктор, который автоматически настроит таблицу виртуальных методов данного объекта.
«Виртуальными конструкторами» называют похожий, но другой механизм, присутствующий в некоторых языках — например, он есть в Delphi, но нет в C++ и Java. Этот механизм позволяет создать объект любого заранее неизвестного класса при двух условиях:
является некорректным — директива reintroduce разорвала цепочку переопределения виртуального метода, и в действительности будет вызван конструктор TMotorcycle.Create (а значит, будет создан мотоцикл, а не мопед!)
Синтаксис
Имя конструктора должно совпадать с именем класса. Допускается использовать несколько конструкторов с одинаковым именем, но различными параметрами.
Пример
Python
Пример
Delphi
Пример
Некоторые отличия между конструкторами и другими методами Java:
Пример
JavaScript
Пример
Пример
Пример
Эйфель
В Эйфеле подпрограммы, которые инициализируют объекты, называются процедурами создания. Процедуры создания в чём-то подобны конструкторам и в чём-то отличаются. Они имеют следующие характеристики:
Пример
ColdFusion
Пример
Необходимо отметить, что в ColdFusion не существует метода-конструктора. Широкое распространение среди сообщества программистов на ColdFusion получил способ вызова метода ‘ init ‘, выступающего в качестве псевдоконструктора.
Пример
Тем не менее, конструктор в PHP версии 4 (и ранее) — метод класса с именем этого же класса.
Пример
В Perl конструктор должен применить функцию bless к некой переменной (обычно ссылке на хеш):
Но это минимальный базовый вариант, есть множество более продвинутых способов, начиная от use fields и заканчивая Moose.
Упрощенные конструкторы (с псевдокодом)
Конструкторы всегда являются частью реализации классов. Класс (в программировании) описывает спецификации основных характеристик набора объектов, являющихся членами класса, а не отдельные характеристики какого-либо объекта из них. Рассмотрим простую аналогию. Возьмем в качестве примера набор (или класс, используя его более общее значение) учеников некоторой школы. Таким образом мы имеем:
Тем не менее, класс Student — всего лишь общий шаблон (прототип) наших школьников. Для его использования программист создает каждого школьника в виде объекта или сущности (реализации) класса. Этот объект является тем реальным фрагментом данных в памяти, чьи размер, шаблон, характеристики и (в некоторой мере) поведение определяются описанием класса. Обычный способ создания объектов — вызов конструктора (классы в общем случае могут иметь отдельные конструкторы). Например,
Создание объектов и конструкторы
Разбираем основные моменты, связанные с написанием собственных конструкторов классов в Java.
Процесс создания объектов — один из важных аспектов программирования на Java. Под созданием подразумевают как минимум две основные операции: создание нового объекта класса и инициализацию полей объекта.
В этой статье мы рассмотрим:
Программист, преподаватель Skillbox. Пишет про Java.
Что такое конструкторы классов
Следовательно, конструктор класса Cat называется Cat (). В результате работы этого конструктора будет создан новый объект класса Cat. Цель конструктора — правильно инициализировать объект перед его использованием.
Самый простой способ создать объект — это строка вида:
Рассмотрим порядок создания объекта. В этой строке выполняется три действия:
Приведённый выше код можно разбить на две строки:
Выполнять отдельно создание объекта не имеет смысла, так как в таком случае мы не сможем с ним работать — ведь ссылка на него нигде не сохранится.
В первой строке кода переменная murka объявляется как ссылка на объект типа Cat. Здесь важно понять, что объектная переменная фактически не содержит никакого объекта. Значение любой объектной переменной в Java представляет собой ссылку на объект, размещённый в памяти. В данный момент переменная murka пока ещё не ссылается на объект (содержит пустое значение null).
Во второй строке кода создаётся новый объект типа Cat, а ссылка на него присваивается переменной murka. С этого момента переменная murka оказывается ассоциированной с объектом. Чтобы работать с объектами, нужно сначала создать их и задать их исходное состояние. Затем к этим объектам можно применять методы.
Теперь взглянем на код класса Cat (без методов):
Видно, что все объявленные в классе переменные в результате работы конструктора получили значение — объект готов к использованию. Мы можем вызывать различные методы класса, просматривать значение переменных — никаких ошибок не появится.
Важно: Конструкторы имеются у всех классов, независимо от того, определите вы их или нет, поскольку Java автоматически предоставляет конструктор, используемый по умолчанию (без параметров) и инициализирующий все переменные экземпляра их значениями, заданными по умолчанию.
Для справки: Для числовых типов данных значением по умолчанию является нулевое, для типа boolean — логическое значение false, а для ссылочных типов — пустое значение null.
Но как только вы определите свой собственный конструктор, конструктор по умолчанию предоставляться не будет. Следовательно, если мы удалим конструктор из класса Cat и попытаемся создать объект через new Cat (), то объект будет создан, но все переменные в классе получат значения по умолчанию.
Сразу отметим, что полагаться на действия по умолчанию не следует. Если поля инициализируются неявно, программа становится менее понятной.
Как работают параметризованные конструкторы
В предыдущем примере использовался конструктор без параметров, который также называется конструктором по умолчанию. В некоторых случаях этого оказывается достаточно, но зачастую конструктор должен иметь один или несколько параметров. Добавление параметров в конструктор происходит точно так же, как и добавление параметров в метод, — для этого достаточно объявить их в скобках после имени конструктора.
Важно: Класс может иметь несколько различных конструкторов. Они (кстати, как и методы) отличаются между собой количеством, типом и порядком следования параметров. Если в классе несколько конструкторов с разным набором параметров, это называется перегрузкой конструктора.
Например, конструкторы ниже являются разными и вполне могут существовать в одном классе и иметь разную логику:
Заметьте, что конструкторы ниже для компилятора одинаковы и вызовут ошибку при запуске программы (тип, количество и порядок следования параметров идентичны):
Разберём пример применения параметризованного конструктора класса Cat с добавленным полем имени:
Как видно, в этих конструкторах очень много кода повторяется, что в целом не очень удобно и повышает вероятность ошибки: ведь если нам потребуется поменять один конструктор, необходимо будет не забыть внести изменения в другой.
Для этого применяется вызов конструктора из конструктора с использованием ключевого слова this, которое означает ссылку на текущий объект. Обратиться к конструктору из другого конструктора можно через вызов this () — так будет выполнен конструктор без параметров. Если же нужен конструктор с параметрами, их указывают в скобках.
Применять ключевое слово this для вызова другого конструктора очень удобно — нужно лишь один раз написать общий код для конструирования объекта.
Важно: вызов другого конструктора всегда должен стоять первой строкой в конструкторе.
Вот пример оптимизации кода первого из конструкторов:
Обратите внимание: Несколько слов насчёт ключевого слова this. Синтаксис языка Java не запрещает использовать имена параметров или локальных переменных, совпадающие с именами переменных экземпляра (класса). В таком случае говорят, что локальная переменная или параметр скрывает переменную экземпляра. При этом доступ к скрытой переменной экземпляра обеспечивается с помощью ключевого слова this.
Приведённый ниже пример конструктора класса Cat показывает, каким образом лучше выполнять присваивание переданных в конструктор параметров переменным класса:
При выборе имён параметров рекомендую в первую очередь ориентироваться на читаемость кода. Чтобы, взглянув на этот код спустя некоторое время, вы сразу могли понять, что здесь происходит.
Но в целом читаемость кода — это отдельная и довольно обширная тема.
Инициализация полей объекта
Основная задача конструкторов — подготовка объекта к работе с ним и установка значений для полей (переменных) объекта. Но есть и другие варианты установки значения для полей. Это явная инициализация и так называемые блоки инициализации.
Явная инициализация — это возможность присвоить полю соответствующее значение указанным ниже образом:
Здесь присваивание выполняется до вызова конструктора. Такой подход оказывается полезным в тех случаях, когда требуется, чтобы поле имело конкретное значение — независимо от вызова конструктора класса.
Блоки инициализации выглядят так:
Такой блок выполняется каждый раз, когда создаётся объект данного класса. В этом примере начальное значение поля id задаётся в блоке инициализации объекта. Причём неважно, какой именно конструктор используется для создания экземпляра класса. Первым выполняется блок инициализации, а вслед за ним — тело конструктора.
В таком случае блок инициализации будет выполнен при первом обращении к этому классу. Попробуйте выполнить вот такой код:
Что в итоге
При таком многообразии способов инициализации полей класса трудно отследить все возможные пути создания объекта. Поэтому рассмотрим подробнее действия, которые происходят при вызове конструктора:
1. Если в первой строке кода одного конструктора вызывается второй конструктор, то второй конструктор выполняется с предоставляемыми аргументами.
3. Выполняется тело конструктора.
Естественно, код, отвечающий за инициализацию полей, нужно организовать так, чтобы в нём можно было легко разобраться. Например, было бы странным, если бы вызов конструкторов класса зависел от порядка объявления полей. Такой подход чреват ошибками.
Инициализировать статическое поле следует, задавая его начальное значение или используя статический блок инициализации — в случае, если для инициализации статического поля требуется сложный код.
На заметку: важный момент, о котором часто забывают при написании собственных конструкторов, — в конструкторах не должно содержаться никакой бизнес-логики. Их задача — корректное создание объектов и подготовка их к дальнейшему использованию. Вся логика должна находиться в соответствующих методах.
Для изучения — пример, который содержит все элементы, описанные в статье. А именно:
Мы рассмотрели все возможные пути создания объектов и инициализации их полей в Java. Теперь вы сможете создавать свои объекты любым из представленных способов, а также осознанно читать в коде порядок создания объектов других классов.
Урок №116. Конструкторы
На этом уроке мы рассмотрим конструкторы в языке С++.
Конструкторы
Когда все члены класса (или структуры) являются открытыми, то мы можем инициализировать класс (или структуру) напрямую, используя список инициализаторов или uniform-инициализацию (в C++11):
Однако, как только мы сделаем какие-либо переменные-члены класса закрытыми, то больше не сможем инициализировать их напрямую. Здесь есть смысл: если вы не можете напрямую обращаться к переменной (потому что она закрыта), то вы и не должны иметь возможность напрямую её инициализировать.
Как тогда инициализировать класс с закрытыми переменными-членами? Использовать конструкторы.
Конструктор — это особый тип метода класса, который автоматически вызывается при создании объекта этого же класса. Конструкторы обычно используются для инициализации переменных-членов класса значениями, которые предоставлены по умолчанию/пользователем, или для выполнения любых шагов настройки, необходимых для используемого класса (например, открыть определенный файл или базу данных).
В отличие от обычных методов, конструкторы имеют определенные правила их именования:
конструкторы всегда должны иметь то же имя, что и класс (учитываются верхний и нижний регистры);
Обратите внимание, конструкторы предназначены только для выполнения инициализации. Не следует пытаться вызывать конструктор для повторной инициализации существующего объекта. Хотя это может скомпилироваться без ошибок, результаты могут получиться неожиданные (компилятор создаст временный объект, а затем удалит его).
Конструкторы по умолчанию
Конструктор, который не имеет параметров (или содержит параметры, которые все имеют значения по умолчанию), называется конструктором по умолчанию. Он вызывается, если пользователем не указаны значения для инициализации. Например:
Что такое конструктор в объектно-ориентированном программировании
Автор: Сергей Никонов
В этой статье мы продолжим изучать объектно-ориентированное программирование. В прошлой статье мы рассказали: Что такое класс, инкапсуляция, полиморфизм, наследование. Сегодня мы узнаем: Что такое конструктор в объектно-ориентированном программировании и как его использовать при написании программ в ООП стиле.
Что такое конструктор
В прошлой статье, при рассмотрении парадигмы ООП, мы узнали, что такое классы и научились создавать экземпляры классов.
Давайте освежим знания и напишем простой класс на языке программирования PHP.
Пример простого класса:
Если выполнить программу, на мониторе вы увидите название модели автомобиля: car
Как я писал в предыдущей статье, в объектно-ориентированном программировании все является объектами.
Создадим еще один автомобиль:
Мы можем задать свойства автомобиля после создания экземпляра класса, но это будет выглядеть перед покупателем примерно так: Сейчас мы заменим двигатель, перекрасим, подождите пожалуйста часов 20, а еще лучше недельку. Думаю, что покупателю это не понравится и он уйдет из нашего автомобильного салона.
В объектно-ориентированном программировании принято инициализировать переменные при создании экземпляра класса. Для этого мы воспользуемся конструктором.
На языке программирования PHP пустой конструктор выглядит так:
Давайте встроим его в наш класс Car и создадим возможность присваивать переменным значения, при создании экземпляра класса:
А сейчас создадим сразу два автомобиля и зададим значения свойств при создании экземпляров классов:
Как вы видите, у обычного автомобиля (класс Car) мы задали модель = car, цвет = red, максимальную скорость = 100, текущую скорость = 0, а для supercar мы задали улучшенные характеристики при создании экземпляра класса.
Выводы
В этой статье мы показали в примерах на языке программирования PHP, что такое конструкторы и как присваивать значения у переменных при создании экземпляров классов.
Вступайте в нашу группу VK и следите за обновлениями.
Для того, чтобы посмотреть видео, зарегистрируйтесь в личном кабинете