Wykład 5

Funkcje i klasy zaprzyja

ź

nione

Wska

ź

nik this

Programowanie obiektowe

1

Wska

ź

nik this

Przeci

ąż

anie operatorów

Są to takie funkcje, które mimo, że nie są metodami klasy mają dostęp do jej
składowych, czyli innych funkcji i zmiennych danej klasy

Mają dostęp także do tych składników klasy, które są hermetyzowane
etykietą private

Funkcja zaprzyjaźniona jest wprowadzana słowem kluczowym friend

Sposób stosowania:

class figura{

Funkcje zaprzyjaźnione

Programowanie obiektowe

2

class figura{

int x,y;
…….
friend void goniec(figura f)

};

Funkcja goniec(figura f) jest zdefiniowana gdzieś w programie w całkowicie
innym miejscu i nie jest funkcją składową klasy figura

W klasie figura {} chcemy z niej skorzystać nawet, jeśli przynależy ona do innej
klasy (wtedy poprawnie jest taką funkcję umieścić w sekcji public w jej klasie).

Cechy funkcji zaprzyjaźnionych:



Funkcja może być zaprzyjaźniona z kilkoma klasami



Na argumentach jej wywołania może wykonywać operacje zgodnie ze
swoją definicją



Nie musi być funkcją składową żadnej klasy, ale może nią być

Funkcje zaprzyjaźnione

Programowanie obiektowe

3



Nie musi być funkcją składową żadnej klasy, ale może nią być



Może być napisana w zupełnie innym języku niż C++



Jest deklarowana w klasie ze słowem kluczowym friend i nie podlega
etykietom hermetyzacji (public, private, protected)



Może być zdefiniowana w innej klasie i wtedy jest typu inline, ale nadal
jest funkcją zaprzyjaźnioną.

Klasa może się przyjaźnić z wieloma funkcjami, które są lub nie są
składnikami innych klas;

Funkcje zaprzyjaźnione nie są przechodnie, czyli zaprzyjaźnienie nie
przenosi

się

z

klasy

do

klasy,

tzn.

zaprzyjaźnienie

nie

podlega

mechanizmowi dziedziczenia (w tym przypadku „przyjaciel mojego

Funkcje zaprzyjaźnione

Programowanie obiektowe

4

mechanizmowi dziedziczenia (w tym przypadku „przyjaciel mojego
przyjaciela nie jest moim przyjacielem” );

Z zasady umieszcza się funkcje zaprzyjaźnione na początku wszystkich
deklaracji w klasie;

Dopuszcza się stosowanie słowa kluczowego friend do definiowania klas
zaprzyjaźnionych;

W takim przypadku wszystkie funkcje składowe klasy zaprzyjaźnionej mają
dostęp do wszystkich (także prywatnych) składników drugiej klasy.

Klasy zaprzyjaźnione

Programowanie obiektowe

5

Przykład programowy

Program 4.1

Funkcje i klasy zaprzyjaźnione

Programowanie obiektowe

6

Program 4.2

Wskaźnik this

Podczas wywoływania funkcji składowej jest do niej automatycznie
przekazywany niejawny wskaźnik do obiektu, na rzecz którego realizowane
jest wywołanie funkcji;

Wskaźnik ten nazywa się this

Funkcja musi odszukać obiekt, aby wykonać operację na jego rzecz. Robi to

Programowanie obiektowe

7

Program 4.3

tak, że korzysta z niejawnego wskaźnika this, który jest inicjowany w
momencie pojawienia się operatora kropki po nazwie obiektu.

Wskaźnik this wskazuje, na którym egzemplarzu (konkrecie) obiektów klasy
funkcja ma wykonać swoje czynności.

Przykład

Wskaźnik this

pwr::pwr(double base, int exp)
{

b = base;
e = exp;
val = 1;
if(exp==0) return;
for( ; exp>0; exp--) val = val * b;

Programowanie obiektowe

8

for( ; exp>0; exp--) val = val * b;

}

pwr::pwr(double base, int exp)
{

this->b = base;
this->e = exp;
this->val = 1;
if(exp==0) return;
for( ; exp>0; exp--)

this->val = this->val * this->b;

}

Ponieważ funkcja typu friend nie jest składnikiem klasy, to nie ma
wskaźnika this czyli musi się posłużyć operatorem jawnego wskaźnika lub
przypisania, aby wykonać działania (także te na składniku klasy, z którą jest
zaprzyjaźniona).

Funkcje zaprzyjaźnione a wskaźnik this

Programowanie obiektowe

9

Referencje

Język C++ posiada dodatkową cechę związana ze wskaźnikami - referencję;

Zasadniczo referencja to niejawny wskaźnik;

Można ja wykorzystywać na trzy sposoby:

Programowanie obiektowe

10

1)

jako parametr funkcji,

2)

jako zwracaną wartość,

3)

jako zmienną referencyjną.

Referencje jako parametry

W momencie wywołania funkcji jej parametry mogą być przekazywane na
dwa sposoby: przez wartość i przez referencję;

Podczas przekazywania parametru przez wartość do funkcji przekazywana
jest kopia argumentu;

Programowanie obiektowe

11

jest kopia argumentu;

Przykład:

Program 4.4

Referencje jako parametry

Ważnym zastosowaniem referencji jest możliwość definiowania funkcji,
wykorzystujących mechanizm przekazywania parametrów przez referencję;

Przekazywanie przez referencję polega na przekazaniu do funkcji wskaźnika
do argumentu; można to realizować na dwa sposoby:

Programowanie obiektowe

12

do argumentu; można to realizować na dwa sposoby:



jawne przekazanie wskaźnika do parametru;



posłużenie się się tzw. parametrem referencyjnym;

Referencje jako parametry

Przykład jawnego przekazania wskaźnika do parametru

Program 4.5

Programowanie obiektowe

13

Program 4.6

Przykład użycia parametru referencyjnego

Przekazywanie obiektów przez referencję

Przekazywanie obiektu jako argumentu funkcji polega na przekazaniu jego
kopii;

Po zakończeniu funkcji kopia jest niszczona i wywoływany jest destruktor
tej kopii;

Jeśli nie chcemy, aby destruktor był uaktywniany, możemy przekazać obiekt

Programowanie obiektowe

14

Jeśli nie chcemy, aby destruktor był uaktywniany, możemy przekazać obiekt
do funkcji przez referencję;

Podczas przekazywania obiektu przez referencję kopia obiektu nie jest
tworzona (w konsekwencji nie ma jej niszczenia i nie jest wywoływany
destruktor obiektu);

Przykład

Program 4.7b

c:

Program 4.7a

c:

Zwracanie referencji

Funkcja może zwracać referencję;

W konsekwencji funkcja może występować z lewej strony instrukcji
przypisania!

Przykład

Programowanie obiektowe

15

Program 4.8

Zmienne referencyjne

Referencję można zastosować jako samodzielna zmienną;

Zmienna referencyjna jest tworzona jako nowa nazwa dla istniejącej
zmiennej (tzw. przezwisko);

Podczas tworzenia zmiennej referencyjnej obowiązkowa jest jej inicjacja;

Przykład

Programowanie obiektowe

16

Przykład

Program 4.9

Przeciążanie operatorów

Z przeciążaniem funkcji ściśle związane jest zagadnienie przeciążania
operatorów

W języku C++ można przeciążyć większość operatorów tak, aby

Programowanie obiektowe

17

W języku C++ można przeciążyć większość operatorów tak, aby
wykonywały zadania charakterystyczne dla danej klasy, np. dla klasy stos
operator + może być wykorzystany do dodawania elementu na stos, a
operator – do zdejmowania elementu ze stosu

Po przeciążeniu odpowiednich operatorów można posługiwać się obiektami
w wyrażeniach tak samo jak zmiennymi typów wbudowanych

Przeciążanie operatorów

Operator można przeciążyć tworząc tzw. funkcję operatora :



będącą składową klasy,



nie będącą składową klasy, ale będącą funkcją zaprzyjaźnioną (z klasą)

Programowanie obiektowe

18

Funkcja operatora definiuje, jakie operacje na obiektach wskazanej klasy ma
wykonywać operator

Do tworzenia funkcji operatora służy słowo kluczowe operator

Funkcja operatora może, ale nie musi, być składową klasy

Przeciążanie operatorów

Ogólna składnia funkcji operatora, będącej składową klasy:

zwracany_typ nazwa_klasy::operator # (lista_argumentów)

{

//operacje

symbol operatora

Programowanie obiektowe

19

}

Lista argumentów może być pusta (w przypadku operatorów
jednoargumentowych)

Przykład

Program 4.10

Przeciążanie operatorów

// Przeciążenie operatora + dla klasy loc

loc loc::operator+(loc op2) {

loc temp;
temp.longitude = op2.longitude + longitude;
temp.latitude = op2.latitude + latitude;
return temp;

Programowanie obiektowe

20

return temp;

}
int main() {
loc ob1(10, 20), ob2( 20, 30);

ob1.show();

// wyświetla 10 20

ob2.show();

// wyświetla 20 30

ob3 = ob1 + ob2;

...

operand przekazywany przez wskaźnik this

operand przekazywany przez parametr op2

Przeciążanie operatorów

W kolejnym programie przykładowym przeciążone zostaną trzy operatory
dwuargumentowe (+,

−

, =) oraz jeden operator jednoargumentowy (++)

w formie przedrostkowej

Przykład

Programowanie obiektowe

21

Program 4.11

Operatory przyrostowe - przypomnienie

Przykład

#include <iostream>

using namespace std;

int main(void) {

int i, j;

i = 10;

Programowanie obiektowe

22

i = 10;

j = i++;

/* wy

ś

wietlenie warto

ś

ci zmiennych i oraz j */

cout << "i=" << i;

cout << ", j=" << j;

getchar();

// Zatrzymanie okna konsoli

return 0;

}

Program 4.12

// Najpierw przypisanie, potem inkrementacja

Przykład

#include <iostream>

using namespace std;

int main(void) {

int i, j;

i = 10;

Operatory przyrostowe - przypomnienie

Programowanie obiektowe

23

i = 10;

j = ++i;

/* Wy

ś

wietlenie warto

ś

ci zmiennych i oraz j */

cout << "i=" << i;

cout << ", j=" << j;

getchar();

// Zatrzymanie okna konsoli

return 0;

}

Program 4.13

// Najpierw inkrementacja, potem przypisanie

Inkrementacja w formie przedrostkowej

typ operator++() {

// ciało operatora w formie przedrostkowej

}

Inkrementacja w formie przyrostkowej

typ operator++(int x) {

// ciało operatora w formie przyrostkowej

Formy przedrostkowe i przyrostkowe przeciążonych operatorów

inkrementacji i dekrementacji

Programowanie obiektowe

24

// ciało operatora w formie przyrostkowej

}

Dekrementacja w formie przedrostkowej

typ operator

−−−− −−−−

() {

// ciało operatora w formie przedrostkowej

}

Dekrementacja w formie przyrostkowej

typ operator

−−−− −−−−

(int x) {

// ciało operatora w formie przyrostkowej

}

Program 4.14

Przeciążanie operatorów za pomocą funkcji zaprzyjaźnionych

Operator można przeciążyć także posługując się funkcjami nie będącymi
składowymi klasy

W tym celu najczęściej stosuje się funkcje zaprzyjaźnione

Funkcje zaprzyjaźnione nie są składowymi klasy, nie jest więc do nich
przekazywany wskaźnik this

Dlatego do zaprzyjaźnionej funkcji operatora operandy przekazywane są w
sposób jawny

Programowanie obiektowe

25

sposób jawny

Oznacza to, że funkcja zaprzyjaźniona służąca do przeciążania operatora
dwuargumentowego

ma

dwa

parametry,

a

funkcja

zaprzyjaźniona

przeciążająca operator jednoargumentowego ma jeden parametr

Podczas przeciążania operatora dwuargumentowego za pomocą funkcji
zaprzyjaźnionej lewy operand przekazywany jest jako pierwszy, a prawy –
jako drugi

Przykład

Program 4.15

Programowanie obiektowe

26