ООП основы

Введение

Объектно-ориентированное программирование (ООП) — это парадигма программирования, основанная на концепции “объектов”, которые могут содержать данные и методы для их обработки. Основные принципы ООП включают инкапсуляцию, наследование, полиморфизм и абстракцию.

Инкапсуляция

Определение

Инкапсуляция — это механизм, который объединяет данные и методы, работающие с этими данными, в один объект и скрывает детали реализации от пользователя.

Пример

#include <iostream>

class Circle {
private:
    double radius;

public:
    void setRadius(double r) {
        if (r > 0) {
            radius = r;
        }
    }

    double getRadius() const {
        return radius;
    }

    double getArea() const {
        return 3.14159 * radius * radius;
    }
};

int main() {
    Circle c;
    c.setRadius(5.0);
    std::cout << "Radius: " << c.getRadius() << std::endl;
    std::cout << "Area: " << c.getArea() << std::endl;

    return 0;
}

Объяснение

В этом примере Circle инкапсулирует данные (радиус) и методы для их обработки. Доступ к радиусу возможен только через методы setRadius и getRadius, что обеспечивает контроль над значениями и скрытие реализации.

Наследование

Определение

Наследование — это механизм, позволяющий создавать новый класс на основе существующего. Новый класс наследует свойства и методы базового класса.

Пример

#include <iostream>

class Animal {
public:
    void eat() {
        std::cout << "Eating..." << std::endl;
    }
};

class Dog : public Animal {
public:
    void bark() {
        std::cout << "Barking..." << std::endl;
    }
};

int main() {
    Dog d;
    d.eat();
    d.bark();

    return 0;
}

Объяснение

В этом примере класс Dog наследует свойства и методы класса Animal. Это позволяет объекту Dog использовать метод eat, определенный в базовом классе Animal.

Полиморфизм

Определение

Полиморфизм — это способность объектов различных классов быть обработанными единообразно. Он позволяет методам работать с объектами базового класса, которые могут быть заменены объектами производных классов.

Пример

#include <iostream>

class Animal {
public:
    virtual void makeSound() const {
        std::cout << "Some generic animal sound" << std::endl;
    }
};

class Dog : public Animal {
public:
    void makeSound() const override {
        std::cout << "Bark" << std::endl;
    }
};

class Cat : public Animal {
public:
    void makeSound() const override {
        std::cout << "Meow" << std::endl;
    }
};

void playSound(const Animal& animal) {
    animal.makeSound();
}

int main() {
    Dog dog;
    Cat cat;

    playSound(dog);
    playSound(cat);

    return 0;
}

Объяснение

В этом примере метод playSound принимает ссылку на базовый класс Animal. Благодаря полиморфизму, правильная версия метода makeSound вызывается для объектов Dog и Cat.

Абстракция

Определение

Абстракция — это процесс выделения значимых характеристик объекта и игнорирования незначительных деталей. Она позволяет создавать модели реальных объектов с помощью классов и интерфейсов.

Пример

#include <iostream>
#include <string>

class Shape {
public:
    virtual double getArea() const = 0; // чисто виртуальный метод
    virtual std::string getName() const = 0; // чисто виртуальный метод
};

class Circle : public Shape {
private:
    double radius;

public:
    Circle(double r) : radius(r) {}

    double getArea() const override {
        return 3.14159 * radius * radius;
    }

    std::string getName() const override {
        return "Circle";
    }
};

class Rectangle : public Shape {
private:
    double width, height;

public:
    Rectangle(double w, double h) : width(w), height(h) {}

    double getArea() const override {
        return width * height;
    }

    std::string getName() const override {
        return "Rectangle";
    }
};

void printShapeInfo(const Shape& shape) {
    std::cout << "Shape: " << shape.getName() << ", Area: " << shape.getArea() << std::endl;
}

int main() {
    Circle circle(5.0);
    Rectangle rectangle(4.0, 6.0);

    printShapeInfo(circle);
    printShapeInfo(rectangle);

    return 0;
}

Объяснение

В этом примере класс Shape является абстрактным классом с чисто виртуальными методами. Классы Circle и Rectangle реализуют эти методы, предоставляя конкретную реализацию для каждой фигуры.

Резюме

Инкапсуляция объединяет данные и методы в один объект, скрывая детали реализации.
Наследование позволяет создавать новый класс на основе существующего, наследуя его свойства и методы.
Полиморфизм обеспечивает единообразную работу с объектами базового класса и их производными.
Абстракция выделяет значимые характеристики объекта, позволяя создавать модели реальных объектов.