Урок №121. Скрытый указатель *this
Обновл. 13 Сен 2021 |
Один из частых вопросов, которые новички задают по поводу классов: «При вызове метода класса, как C++ отслеживает то, какой объект его вызвал?». Ответ заключается в том, что C++ для этих целей использует скрытый указатель *this!
Скрытый указатель *this
Ниже приведен простой класс, который содержит целочисленное значение и имеет конструктор и функции доступа. Обратите внимание, деструктор здесь не нужен, так как язык C++ может очистить память после переменной-члена самостоятельно:
Результат выполнения программы:
Возьмем, к примеру, следующую строку:
Хотя на первый взгляд кажется, что у нас здесь только один аргумент, но на самом деле у нас их два! Во время компиляции строка another.setNumber(4); конвертируется компилятором в следующее:
Теперь это всего лишь стандартный вызов функции, а объект another (который ранее был отдельным объектом и находился перед точкой) теперь передается по адресу в качестве аргумента функции.
Но это только половина дела. Поскольку в вызове функции теперь есть два аргумента, то и метод нужно изменить соответствующим образом (чтобы он принимал два аргумента). Следовательно, следующий метод:
Конвертируется компилятором в:
При компиляции обычного метода, компилятор неявно добавляет к нему параметр *this. Указатель *this — это скрытый константный указатель, содержащий адрес объекта, который вызывает метод класса.
Соединяем всё вместе:
Хорошей новостью является то, что это всё происходит скрыто от нас (программистов), и не имеет значения, помните ли вы, как это работает или нет. Всё, что вам нужно запомнить — все обычные методы класса имеют указатель *this, который указывает на объект, связанный с вызовом метода класса.
Указатель *this всегда указывает на текущий объект
Начинающие программисты иногда путают, сколько указателей *this существует. Каждый метод имеет в качестве параметра указатель *this, который указывает на адрес объекта, с которым в данный момент выполняется операция, например:
JavaScript: полное руководство по классам
Доброго времени суток, друзья!
В JavaScript используется модель прототипного наследования: каждый объект наследует поля (свойства) и методы объекта-прототипа.
Классов, используемых в Java или Swift в качестве шаблонов или схем для создания объектов, в JavaScript не существует. В прототипном наследовании есть только объекты.
Прототипное наследование может имитировать классическую модель наследования от классов. Для этого в ES6 было представлено ключевое слово class: синтаксический сахар для прототипного наследования.
В данной статье мы научимся работать с классами: определять классы, их частные (приватные) и открытые (публичные) поля и методы, а также создавать экземпляры.
1. Определение: ключевое слово class
Для определения класса используется ключевое слово class:
Такой синтаксис называется объявлением класса.
Класс может не иметь названия. С помощью выражения класса можно присвоить класс переменной:
Классы можно экспортировать в виде модулей. Вот пример экспорта по умолчанию:
А вот пример именованного экспорта:
Классы используются для создания экземпляров. Экземпляр — это объект, содержащий данные и логику класса.
Экземпляры создаются с помощью оператора new: instance = new Class().
Вот как создать экземпляр класса User:
2. Инициализация: constructor()
В следующем примере конструктор устанавливает начальное значение поля name:
Конструктор принимает один параметр — name, который используется для установки начального значения поля this.name.
this в конструкторе указывает на создаваемый экземпляр.
Аргумент, используемый для создания экземпляра класса, становится параметром его конструктора:
Параметр name внутри конструктора имеет значение ‘Печорин’.
Если не определить собственный конструктор, будет создан стандартный конструктор, представляющий собой пустую функцию, не влияющую на экземпляр.
3. Поля
Поля класса — это переменные, содержащие определенную информацию. Поля могут быть разделены на две группы:
3.1. Открытые поля экземпляров класса
Выражение this.name = name создает поле экземпляра name и присваивает ему начальное значение.
Доступ к этому полю можно получить с помощью аксессора свойства:
В данном случае name — открытое поле, поскольку оно доступно за пределами класса User.
При неявном создании полей внутри конструктора, сложно получить список всех полей. Для этого поля нужно извлекать из конструктора.
Лучшим способом является явное определение полей класса. Неважно, что делает конструктор, экземпляр всегда имеет одинаковый набор полей.
Предложение по созданию полей класса позволяет определять поля внутри класса. Кроме того, здесь же можно присваивать полям начальные значения:
Изменим код класса User, определив в нем открытое поле name:
Такие открытые поля являются очень наглядными, быстрый взгляд на класс позволяет понять структуру его данных.
Более того, поле класса может быть инициализировано в момент определения:
На доступ к открытым полям и их изменение нет ограничений. Читать и присваивать значения таким полям можно в конструкторе, методах и за пределами класса.
3.2. Частные поля экземпляров класса
Инкапсуляция позволяет скрывать внутренние детали реализации класса. Тот, кто использует инкапсулированный класс, опирается на публичный интерфейс, не вдаваясь в подробности реализации класса.
Такие классы проще обновлять при изменении деталей реализации.
Хорошим способом скрыть детали является использование частных полей. Такие поля могут быть прочитаны и изменены только внутри класса, которому они принадлежат. За пределами класса частные поля недоступны.
Для того, чтобы сделать поле частным, перед его названием следует поставить символ #, например, #myPrivateField. При обращении к такому полю всегда должен использоваться указанный префикс.
Сделаем поле name частным:
#name — частное поле. Доступ к нему можно получить только внутри класса User. Это позволяет сделать метод getName().
Однако, при попытке получить доступ к #name за пределами класса User будет выброшена синтаксическая ошибка: SyntaxError: Private field ‘#name’ must be declared in an enclosing class.
3.3. Открытые статические поля
В классе можно определить поля, принадлежащие самому классу: статические поля. Такие поля используются для создания констант, хранящих нужную классу информацию.
Для создания статических полей используется ключевое слово static перед названием поля: static myStaticField.
Добавим новое поле type для определения типа пользователя: администратора или обычного. Статические поля TYPE_ADMIN и TYPE_REGULAR — константы для каждого типа пользователей:
Для доступа к статическим полям следует использовать название класса и название свойства: User.TYPE_ADMIN и User.TYPE_REGULAR.
3.4. Частные статические поля
Иногда статические поля также являются частью внутренней реализации класса. Для инкапсуляции таких полей можно сделать их частными.
Для этого следует перед названием поля поставить префикс #: static #myPrivateStaticFiled.
Предположим, что мы хотим ограничить количество экземпляров класса User. Для сокрытия информации о количестве экземпляров можно создать частные статические поля:
Статическое поле User.#MAX_INSTANCES определяет допустимое количество экземпляров, а User.#instances — количество созданных экземпляров.
Эти частные статические поля доступны только внутри класса User. Ничто из внешнего мира не может повлиять на ограничения: в этом заключается одно из преимуществ инкапсуляции.
Прим. пер.: если ограничить количество экземпляров одним, получится интересная реализация шаблона проектирования «Одиночка» (Singleton).
4. Методы
Поля содержат данные. Возможность изменять данные обеспечивается специальными функциями, являющимися частью класса: методами.
JavaScript поддерживает как методы экземпляров класса, так и статические методы.
4.1. Методы экземпляров класса
Методы экземпляра класса могут изменять его данные. Методы экземпляра могут вызывать другие методы экземпляра, а также статические методы.
Например, определим метод getName(), возвращающий имя пользователя:
В методе класса, также как и в конструкторе, this указывает на создаваемый экземпляр. Используйте this для получения данных экземпляра: this.field, или для вызова методов: this.method().
Добавим новый метод nameContains(str), принимающий один аргумент и вызывающий другой метод:
nameContains(str) — метод класса User, принимающий один аргумент. Он вызывает другой метод экземпляра getName() для получения имени пользователя.
Метод также может быть частным. Для того, чтобы сделать метод частным следует использовать префикс #.
Сделаем метод getName() частным:
#getName() — частный метод. Внутри метода nameContains(str) мы вызываем его так: this.#getName().
Будучи частным, метод #getName() не может быть вызван за пределами класса User.
4.2. Геттеры и сеттеры
Геттеры и сеттеры — это аксессоры или вычисляемые свойства. Это методы, имитирующие поля, но позволяющие читать и записывать данные.
Геттеры используются для получения данных, сеттеры — для их изменения.
Для установки запрета на присвоение полю name пустой строки, обернем частное поле #nameValue в геттер и сеттер:
4.3. Статические методы
Статические методы — это функции, принадлежащие самому классу. Они определяют логику класса, а не его экземпляров.
Для создания статического метода используется ключевое слово static перед названием метода: static myStaticMethod().
При работе со статическими методами, следует помнить о двух простых правилах:
isNameTaken() — статический метод, использующий частное статическое поле User.#takenNames для определения использованных имен.
Статические методы также могут быть частными: static #myPrivateStaticMethod(). Такие методы могут вызываться только внутри класса.
5. Наследование: extends
Классы в JavaScript поддерживают наследование с помощью ключевого слова extends.
В выражении class Child extends Parent < >класс Child наследует от класса Parent конструктор, поля и методы.
Создадим дочерний класс ContentWriter, расширяющий родительский класс User:
ContentWriter наследует от User конструктор, метод getName() и поле name. В самом ContentWriter определяется новое поле posts.
Обратите внимание, что частные поля и методы родительского класса не наследуются дочерними классами.
5.1. Родительский конструктор: super() в constructor()
Для того, чтобы вызвать конструктор родительского класса в дочернем классе, следует использовать специальную функцию super(), доступную в конструкторе дочернего класса.
Пусть конструктор ContentWriter вызывает родительский конструктор и инициализирует поле posts:
super(name) в дочернем классе ContentWriter вызывает конструктор родительского класса User.
Обратите внимание, что в дочернем конструкторе перед использованием ключевого слова this вызывается super(). Вызов super() «привязывает» родительский конструктор к экземпляру.
5.2. Родительский экземпляр: super в методах
Для того, чтобы получить доступ к родительскому методу внутри дочернего класса, следует использовать специальное сокращение super:
getName() дочернего класса ContentWriter вызывает метод getName() родительского класса User.
Это называется переопределением метода.
Обратите внимание, что super можно использовать и для статических методов родительского класса.
6. Проверка типа объекта: instanceof
Выражение object instanceof Class определяет, является ли объект экземпляром указанного класса.
Оператор instanceof полиморфичен: он исследует всю цепочку классов.
Что если нам нужно определить конкретный класс экземпляра? Для этого можно использовать свойство constructor:
7. Классы и прототипы
Надо сказать, что синтаксис классов — это хорошая абстракция над прототипным наследованием. Для использования классов не нужно обращаться к прототипам.
Однако, классы являются лишь надстройкой над прототипным наследованием. Любой класс — это функция, создающая экземпляр при вызове конструктора.
Следущие два примера идентичны.
Поэтому для понимания классов требуется хорошее знание прототипного наследования.
8. Доступность возможностей классов
Возможности классов, представленные в данной статье, распределены между спецификацией ES6 и предложениями, находящимися на третьей стадии рассмотрения:
Прим. пер.: по данным Can I use поддержка частных полей классов на сегодняшний день составляет 68%.
9. Заключение
Классы в JavaScript используются для инициализации экземпляров с помощью конструктора, определения их полей и методов. С помощью ключевого слова static можно определять поля и методы самого класса.
Наследование реализуется с помощью ключевого слова extends. Ключевое слово super позволяет получить доступ к родительскому классу из дочернего.
Для того, чтобы воспользоваться преимуществами инкапсуляции, т.е. скрыть внутренние детали реализации, сделайте поля и методы частными. Названия таких полей и методов должны начинаться с символа #.
В современном JavaScript классы используются повсеместно.
Надеюсь, статья была вам полезной. Благодарю за внимание.
Карманная книга по TypeScript. Часть 7. Классы
Мы продолжаем серию публикаций адаптированного и дополненного перевода «Карманной книги по TypeScript «.
Обратите внимание: для большого удобства в изучении книга была оформлена в виде прогрессивного веб-приложения.
Члены класса (class members)
Вот пример самого простого класса — пустого:
Такой класс бесполезен, поэтому давайте добавим ему несколько членов.
Поля (fields)
Поле — это открытое (публичное) и доступное для записи свойство класса:
Поля могут иметь инициализаторы, которые автоматически запускаются при инстанцировании класса:
—strictPropertyInitialization
Настройка strictPropertyInitialization определяет, должны ли поля класса инициализироваться в конструкторе.
Обратите внимание, что поля классов должны быть инициализированы в самом конструкторе. TS не анализирует методы, вызываемые в конструкторе, для обнаружения инициализации, поскольку производный класс может перезаписать такие методы, и члены не будут инициализированы.
readonly
Конструкторы (constructors)
Конструкторы класса очень похожи на функции. Мы можем добавлять в них параметры с аннотациями типа, значения по умолчанию и перегрузки:
Однако, между сигнатурами конструктора класса и функции существует несколько отличий:
Конструкторы не могут иметь параметров типа — это задача возлагается на внешнее определение класса, о чем мы поговорим позже
Конструкторы не могут иметь аннотацию возвращаемого типа — всегда возвращается тип экземпляра класса
super
Методы (methods)
Метод — это свойство класса, значением которого является функция. Методы могут использовать такие же аннотации типа, что и функции с конструкторами:
Как видите, TS не добавляет к методам ничего нового.
Геттеры/сеттеры
Классы могут иметь акцессоры (вычисляемые свойства, accessors):
TS имеет несколько специальных правил, касающихся предположения типов в случае с акцессорами:
Если set отсутствует, свойство автоматически становится readonly
Параметр типа сеттера предполагается на основе типа, возвращаемого геттером
Если параметр сеттера имеет аннотацию типа, она должна совпадать с типом, возвращаемым геттером
Геттеры и сеттеры должны иметь одинаковую видимость членов (см. ниже)
Сигнатуры индекса (index signatures)
Классы могут определять сигнатуры индекса. Они работают также, как сигнатуры индекса в других объектных типах:
Обычно, индексированные данные лучше хранить в другом месте.
Классы и наследование
Как и в других объектно-ориентированных языках, классы в JS могут наследовать членов других классов.
implements
Предостережение
Важно понимать, что implements всего лишь проверяет, соответствует ли класс определенному интерфейсу. Он не изменяет тип класса или его методов. Ошибочно полагать, что implements изменяет тип класса — это не так!
Также следует помнить о том, что определение в интерфейсе опционального свойства не приводит к созданию такого свойства:
extends
Классы могут расширяться другими классами. Производный класс получает все свойства и методы базового, а также может определять дополнительных членов.
Перезапись методов
TS обеспечивает, чтобы производный класс всегда был подтипом базового класса.
Пример «легального» способа перезаписи метода:
Важно, чтобы производный класс следовал контракту базового класса. Помните, что очень часто (и всегда легально) ссылаться на экземпляр производного класса через указатель на базовый класс:
Что если производный класс не будет следовать конракту базового класса?
Если мы скомпилируем этот код, несмотря на ошибку, такой «сниппет» провалится:
Порядок инициализации
Порядок инициализации классов может быть неожиданным. Рассмотрим пример:
Что здесь происходит?
Порядок инициализации согласно спецификации следующий:
Инициализация полей базового класса
Запуск конструктора базового класса
Инициализация полей производного класса
Запуск конструктора производного класса
Наследование встроенных типов
Для такого подкласса:
вы можете обнаружить, что:
instanceof сломается между экземплярами подкласса и их экземплярами, поэтому ( new MsgError() ) instanceof MsgError возвращает false
Видимость членов (member visibility)
Мы можем использовать TS для определения видимости методов и свойств для внешнего кода, т.е. кода, находящегося за пределами класса.
public
Поскольку public является дефолтным значением, специально указывать его не обязательно, но это повышает читаемость и улучшает стиль кода.
protected
Защищенные члены видимы только для подклассов класса, в котором они определены.
Раскрытие защищенных членов
Производные классы должны следовать контракту базового класса, но могут расширять подтипы базового класса дополнительными возможностями. Это включает в себя перевод protected членов в статус public :
Доступ к защищенным членам за пределами иерархии классов
Разные языки ООП по-разному подходят к доступу к защищенным членам из базового класса:
private
Частные члены похожи на защищенные, но не доступны даже в подклассах, т.е. они доступны только в том классе, где они определены.
Поскольку частные члены невидимы для производных классов, производный класс не может изменять их видимость:
Доступ к защищенным членам между экземплярами
TS разрешает такой доступ:
Предостережение
Для реализации «настоящих» частных членов можно использовать такие механизмы, как замыкания (closures), слабые карты (weak maps) или синтаксис приватных полей класса (private fields, # ).
Статические члены (static members)
В классах могут определеяться статические члены. Такие члены не связаны с конкретными экземплярами класса. Они доступны через объект конструктора класса:
Статические члены наследуются:
Специальные названия статических членов
Почему не существует статических классов?
В некоторых языках, таких как C# или Java существует такая конструкция, как статический класс (static class).
Существование этих конструкций обусловлено тем, что в названных языках все данные и функции должны находиться внутри классов; в TS такого ограничения не существует, поэтому в статических классах нет никакой необходимости.
Например, нам не нужен синтаксис «статического класса», поскольку обычный объект (или функция верхнего уровня) прекрасно справляются с такими задачами:
Общие классы (generic classes)
В классах, как и в интерфейсах, могут использоваться ограничения дженериков и значения по умолчанию.
Параметр типа в статических членах
Следующий код, как ни странно, является НЕлегальным:
Значение this в классах во время выполнения кода
TS не изменяет поведения JS во время выполнения. Обработка this в JS может показаться необычной:
TS предоставляет некоторые средства для изменения такого поведения.
Стрелочные функции
Если у вас имеется функция, которая часто будет вызываться способом, приводящим к потере контекста, имеет смысл определить такое свойство в виде стрелочной функции:
Это требует некоторых компромиссов:
Значение this будет гарантированно правильным во время выполнения, даже в коде, не прошедшем проверки с помощью TS
Будет использоваться больше памяти, поскольку для каждого экземпляра класса будет создаваться новая функция
Параметры this
TS проверяет, что функция с параметром this вызывается в правильном контексте. Вместо использования стрелочной функции мы можем добавить параметр this в определение метода для обеспечения корректности его вызова:
Данный подход также сопряжен с несколькими органичениями:
Мы все еще имеем возможность вызывать метод неправильно
Выделяется только одна функция для каждого определения класса, а не для каждого экземпляра класса
Базовые определения методов могут по-прежнему вызываться через super
Типы this
В классах специальный тип this динамически ссылается на тип текущего класса:
Мы также можем использовать this в аннотации типа параметра:
Это отличается от other: Box — если у нас имеется производный класс, его метод sameAs будет принимать только другие экземпляры этого производного класса:
Основанные на this защитники типа
Свойства параметров
Выражения классов (class expressions)
Выражения классов похожи на определения классов. Единственным отличием между ними является то, что выражения классов не нуждаются в названии, мы можем ссылаться на них с помощью любого идентификатора, к которому они привязаны (bound):
Абстрактные классы и члены
Классы, методы и поля в TS могут быть абстрактными.
Абстрактным называется метод или поле, которые не имеют реализации. Такие методы и поля должны находится внутри абстрактного класса, который не может инстанцироваться напрямую.
Абстрактные классы выступают в роли базовых классов для подклассов, которые реализуют абстрактных членов. При отсутствии абстрактных членов класс считается конкретным (concrete).
Обратите внимание: если мы забудем реализовать абстрактных членов, то получим ошибку:
Сигнатуры абстрактных конструкций (abstract construct signatures)
Иногда нам требуется конструктор класса, создающий экземпляр класса, производный от некоторого абстрактного класса.
Вместо этого, мы можем написать функцию, которая принимает нечто с сигнатурой конструктора:
Теперь TS правильно указывает нам на то, какой конструктор может быть вызван — Derived может, а Base нет.
Отношения между классами
В большинстве случаев классы в TS сравниваются структурно, подобно другим типам.
Например, следующие два класса являются взаимозаменяемыми, поскольку они идентичны:
Также существуют отношения между подтипами, даже при отсутствии явного наследования:
Однако, существует одно исключение.
Пустые классы не имеют членов. В структурном отношении такие классы являются «супертипами» для любых других типов. Так что, если мы создадим пустой класс (не надо этого делать!), вместо него можно будет использовать что угодно:
Облачные серверы от Маклауд быстрые и безопасные.
Зарегистрируйтесь по ссылке выше или кликнув на баннер и получите 10% скидку на первый месяц аренды сервера любой конфигурации!
Что такое синтаксис – как дать правильное и понятное определение этому разделу лингвистики и как легко разобраться в сути синтаксиса
Раздел науки о языке. Изучает словосочетание, предложение и текст.
Когда учительница спросит вас, что такое синтаксис, вам надо ответить так: «Это раздел науки о языке». Она опять спросит: «А что он изучает?». Ответ: «Синтаксические единицы». «Какие?» – «Словосочетание, предложение, текст».
Всё вместе: «Синтаксис – это раздел науки о языке, который изучает 3 синтаксические единицы: словосочетание, предложение, текст».
Как понять, что изучает синтаксис
С греческого «синтаксис» переводится как «строй», «порядок». Он изучает то, как «строятся» слова для выражения какой-то мысли. Слова могут объединяться в словосочетания, словосочетания – в предложения, предложения – в тексты.
Пару слов скажу о каждом элементе
Словосочетание – это всего лишь два слова. Из них от одного всегда можно задать вопрос к другому. Например: гулять во дворе, читать книгу, красивый дом, очень высоко.
Особенность словосочетаний в том, что они не являются единицей коммуникации (общения). То есть общаемся мы не словосочетаниями, а другими единицами – предложениями.
Предложение – это несколько слов, которые обладают интонационной законченностью. То есть каждое предложение – это законченная, полностью оформленная мысль.
В любом предложении есть грамматическая основа. Она может быть представлена двумя главными членами: подлежащим и сказуемым. А может быть представлена каким-то одним из них: только подлежащим или только сказуемым. Но что-то одно всегда будет.
Текст – это несколько предложений. Но не просто собранных не пойми откуда, а связанный между собой одной темой. Например, бывают тексты об осени, о любви, о правилах нахождения площади треугольника и пр.
Текст, который сейчас перед вами, – о синтаксисе. Все предложения в нем подобраны так, чтобы объяснить вам, что такое синтаксис.
Как разобраться в синтаксисе
Надо разобраться в морфологии. Синтаксис очень тесно связан с морфологией, они вместе образуют грамматику любого языка. Если вы не умеете анализировать слово как часть речи – синтаксис для вас всегда будет темным лесом.
Детям бывает сложно строить схемы предложений как раз потому, что они не разбираются в частях речи. Например, «Я увидел человека, который играл на аккордеоне».
«Который» – какой это член предложения и какая часть речи?
Я только в вузе понял, что это подлежащее, выраженное относительным местоимением. Потому что «который» = «человек» (тот самый, который играет на аккордеоне).
«Он будет работать в госпитале». Почему «будет работать» – простое глагольное сказуемое? Потому что это глагол в будущем времени и его можно заменить одним глаголом «поработает».
Чтобы понимать синтаксис, вот это всё надо держать в голове.
Зачем нужен синтаксис
Чтобы правильно ставить знаки препинания.
В русском языке каждый знак можно объяснить. Да, бывают трудные, запутанные случаи, но обычно на каждый знак есть правило. «Отдыхать, читая книгу, и смотреть в окно» – «читая книгу» выделяется запятыми, потому что это деепричастный оборот. «В парке пели птицы и цвела сирень» – запятой перед «и» нет, потому что у двух простых предложений в составе сложного есть общее обстоятельство места – «в парке». Так объясняется каждая запятая.
И еще синтаксис нужен для того, чтобы учиться правильно излагать свои мысли. Не путаться и не сбиваться.
Когда вы делаете синтаксический разбор, вы следите за мыслью автора, наблюдаете, как он ее выражает через слова. Это развивает ваше собственное логическое мышление и умение высказываться, использовать язык для выражения мыслей и чувств.
Особенно в этом плане полезные сложные предложения классиков. Например, вот такое, из Чехова:
Полезные материалы по теме статьи
Подпишитесь на обновления сайта. Мы будем присылать вам на почту новые статьи.
Посмотрите подборки курсов по русскому языку. Там есть и бесплатные материалы. Они помогут вам лучше готовиться к контрольным работам и экзаменам:
Под статьей есть форма для комментариев – там можно задать вопросы или покритиковать статью.
