Programowanie Obiektowe

Przypomnienie ...

(język C++)

referencje

Wykład 2.

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-1-

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-2-

Referencje (1)

int Num = 50;

zdefiniowano zmienną Num

(typu int ) nadają c jej wartość począ tkową 50.

• Referencja (odnośnik) jest zmienną identyfikującą inną zmienną.

int& Ref = Num;

zdefiniowano zmienną Ref

• Wykonanie operacji na referencji ma taki sam

(typu referencja do int ) i skojarzono ją ze skutek, jak wykonanie tejże operacji na zmiennej zmienną Num .

identyfikowanej przez tę referencję.

Np.

Ref++;

inkrementacja zmiennej Ref ,

int Num = 50;

toż sama z inkrementacją zmiennej Num .

int& Ref = Num;

Ref++;

cout << Num << Ref;

// 51 51

cout << Ref << Num;

zmienne Ref i Num ,

to faktycznie ta sama zmienna.

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-3-

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-4-

Jeszcze jeden przykład

UWAGA:

{

int n1, n2;

int &ref = n1;

Zabrania się konstruowania deklaracji:

n1 = 10; n2 = 20;

cout << n1 << n2 << ref;

// 10 20 10

referencja-do-referencji // int && ref

ref = n2; n2 = 30;

wskazanie-referencji // int &* ptr

cout << n1 << n2 << ref;

// 20 30 20

tablica-referencji // int & arr[5]

ref = ref + 3;

cout << n1 << n2 << ref;

// 23 30 23

}

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-5-

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-6-

Referencje (2)

Referencje (3)

• Parametr funkcji może być określony jako referencja.

• Referencja może być inicjowana stałą. Wymaga się wtedy, aby definiowana zmienna była określona jako W takim przypadku odpowiedni argument wywołania

referencja do zmiennej ustalonej.

funkcji musi być wyrażeniem określającym zmienną

odpowiedniego typu – nie może być n.p. sumą zmiennych.

• W takim przypadku tworzona jest zmienna

N.p.

tymczasowa inicjowana wartością stałej i wszystkie odwołania do zmiennej referencyjnej kierowane są void fun( double& x );

do tej zmiennej tymczasowej.

double a, b;

.....................

Np.

const int &Ref = 50;

fun( a ); // O.K.

cout << Ref;

// 50

fun( a + b ); // Źle !!!

Ref = 33;

// BŁĄD: próba modyfikacji zmiennej ustalonej Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-7-

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-8-

Referencje (4)

• Rezultat funkcji może być referencją – wtedy parametry

identyfikuje zmienn

definicji funkcji

ą określoną w instrukcji powrotu

(return).

• Wywołanie funkcji zwracającej referencję może wystąpić wszędzie tam, gdzie może wystąpić nazwa argumenty

zmiennej, a wi

wywołania funkcji

ęc np. jako:

- lewy argument operacji przypisania (=),

- prawy argument op. wprowadzania (>>),

- argument operacji utworzenia wskazania (&)

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-9-

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-10-

Sekwencja wymiany wartoś ci 2 zmiennych

UWAGA:

{

int a, b;

W języku C++, w obrębie bloku deklaracje

a = 2;

mogą się przeplatać z instrukcjami.

b = 5;

Ale ...

// teraz chcemy zamienić wartości

// pomiędzy zmiennymi a i b

(1) deklaracja zmiennej musi poprzedzać jej użycie

int tmp;

( tak jak w języku C ),

tmp = a; a = b; b = tmp;

(2) deklaracja nie może być "przeskakiwana".

cout << a << b; // 5 2

...................................

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-11-

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-12-

Funkcja C/C++ (zła) zamieniają ca wartoś ci zmiennych Funkcja C/C++ (zła) zamieniają ca wartoś ci zmiennych void exchg1 ( int i, int j )

int a = 2, b = 5;

{

int tmp;

exchg1 ( a, b );

tmp = i; i = j; j = tmp;

}

// jest równoważne realizacji bloku:

{

…………………..

int i = a, j = b;

int a = 2, b = 5;

int tmp;

exchg1 ( a, b );

tmp = i; i = j; j = tmp;

cout << a << b;

// 2 5

}

cout << a << b;

// 2 5

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-13-

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-14-

Funkcja C/C++ (dobra) zamieniają ca wartoś ci zmiennych Funkcja C/C++ (dobra) zamieniają ca wartoś ci zmiennych void exchg2 ( int *i, int *j )

int a = 2, b = 5;

{

int tmp;

exchg2 ( &a, &b );

tmp = *i; *i = *j; *j = tmp;

}

// jest równoważne realizacji bloku:

{

…………………..

int *i = &a, *j = &b;

int a = 2, b = 5;

int tmp;

exchg2 ( &a, &b );

tmp = *i; *i = *j; *j = tmp;

cout << a << b;

// 5 2

}

cout << a << b;

// 5 2

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-15-

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-16-

Funkcja C++ (dobra) zamieniają ca wartoś ci zmiennych Funkcja C++ (dobra) zamieniają ca wartoś ci zmiennych void exchg3 ( int &i, int &j )

int a = 2, b = 5;

{

int tmp;

exchg3 ( a, b );

tmp = i; i = j; j = tmp;

}

// jest równoważne realizacji bloku:

{

…………………..

int &i = a, &j = b;

int a = 2, b = 5;

int tmp;

exchg3 ( a, b );

tmp = i; i = j; j = tmp;

cout << a << b;

// 5 2

}

cout << a << b;

// 5 2

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-17-

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-18-

Do zapamiętania…

• Parametr funkcji jest jej zmienną lokalną

zainicjowaną argumentem wywołania

funkcji.

Przypomnienie ... c.d.

• Jeżeli parametr jest referencyjny, to

operacje dokonywane na parametrze

dotyczą skojarzonego z nim argumentu.

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-19-

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-20-

Przeciążanie nazw funkcji (1)

• W języku C jest niedopuszczalne!

Nazwy funkcji muszą być unikatowe.

przeciążanie

int Sum ( int a, int b ) { return a+b; }

int Sum3 ( int a, int b, int c ) { return a+b+c; }

nazw funkcji

double SumD ( double a, double b ) { return a+b; }

……………………

int i, j, k, m, n;

double x, y, z;

n = Sum ( i, j );

m = Sum3 (i, j, k );

z = SumD ( x, y );

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-21-

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-22-

Przeciążanie nazw funkcji (2)

Przeciążanie nazw funkcji (3)

• W języku C++ jest dopuszczalne

• Ale uwaga! Jeżeli kompilator "widzi" 2 funkcje i bardzo często wykorzystywane.

int Sum ( int a, int b ) { return a+b; }

int Sum ( int a, int b ) { return a+b; }

double Sum ( double a, double b ) { return a+b; }

int Sum ( int a, int b, int c ) { return a+b+c; }

……………………

double Sum ( double a, double b ) { return a+b; }

int i, j, k, m, n;

……………………

n = Sum ( i, j );

// O.K.

int i, j, k, m, n;

double x, y, z;

// def. zmiennych po instrukcji !

n = Sum ( i, j );

z = Sum ( x, y );

// O.K.

m = Sum (i, j, k );

z = Sum ( x, i );

// BŁĄD

double x, y, z;

z = Sum ( 123, 55.5 );

// BŁĄD

z = Sum ( x, y );

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-23-

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-24-

Przeciążanie nazw funkcji (4)

• Liczba i typy argumentów wywołania funkcji

muszą się dać dokładnie dopasować do liczby i

typów parametrów którejś z zadeklarowanych

funkcji.

domyślne wartości

• Trzeba tu jeszcze wiedzieć, że referencja do

argumentów

TYP jest nieodróżnialna od TYP. Dlatego n.p.

nie można definiować przeciążenia

int Sum ( int a, int b ) { return a+b; }

int Sum ( int &a, int &b ) { return a+b; }

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-25-

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-26-

Domyślne wartości argumentów (1)

Domyślne wartości argumentów (2)

W języku C++ zamiast używać przeciążenia Sum

dla 2 i 3 parametrów typu int, wystarczy zdefiniować

W skrajnym przypadku można użyć deklaracji

jedną funkcję

int Sum ( int=0, int=0, int=0 );

int Sum ( int a, int b, int c ) { return a+b+c; }

a następnie posłużyć się deklaracją

……………………

int i, j, k, m, n;

int Sum ( int, int, int=0 );

m = Sum ( i, j, k ); // tyle argumentów ile parametrów

……………………

m = Sum ( i, j );

// równoważne n = Sum ( i, j, 0 );

int i, j, k, m, n;

m = Sum ( i );

// równoważne n = Sum ( i, 0, 0 );

m = Sum (i, j, k );

m = Sum ( );

// równoważne n = Sum ( 0, 0, 0 );

n = Sum ( i, j );

// równoważne n = Sum ( i, j, 0 );

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-27-

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-28-

Definiowanie klas (1)

Klasę można definiować używając słowa kluczowego struct DEFINIOWANIE

struct NazwaKlasy

{

KLAS

……………………………………….

.. składowe domyś lnie publiczne ..

……………………………………….

……………………………………….

};

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-29-

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-30-

Definiowanie klas (2)

Klasę można definiować używając słowa kluczowego class public

class NazwaKlasy

{

private

……………………………………….

.. składowe domyś lnie prywatne ...

protected

……………………………………….

……………………………………….

};

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-31-

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-32-

Definiowanie klas (3)

Definicja klasy CMPLX

struct CMPLX

{

Określenia publiczne, prywatne związane są z pojęciem double Re, Im;

dostępności nazw składowych.

…………………

};

Domyślnie, dla składowych klasy definiowanej z użyciem słowa kluczowego struct przyjmuje się dostęp publiczny jest równoważna definicji

(ma to na celu zapewnienie zgodności z językiem C).

class CMPLX

Domyślnie, dla składowych klasy definiowanej z użyciem

{

słowa kluczowego class przyjmuje się dostęp prywatny.

public:

double Re, Im;

Do jawnego określania dostępności składowych służą

…………………

słowa kluczowe: public, private, protected ( chronione).

};

Są to tzw. specyfikatory dostępności.

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-33-

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-34-

Definiowanie klas (4)

Napiszmy definicję klasy CMPLX w nowej wersji

Specyfikatory dostępności składowych klasy:

class CMPLX

public – nazw składowych publicznych mogą używać

{

wszystkie funkcje "widzące" definicję klasy, double Re, Im; // Re, Im są teraz prywatne private – nazw składowych prywatnych mogą używać jedynie metody danej klasy i funkcje zaprzyja

public:

źnione z tą

klasą,

double Abs ( ) const;

protected - nazw składowych chronionych mogą używać void Read ( );

jedynie metody danej klasy i funkcje zaprzyjaźnione z tą

};

klasą, oraz metody i funkcje zaprzyjaźnione klas

pochodnych tej klasy.

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-35-

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-36-

Możemy ten problem rozwiązać na kilka sposobów.

W konsekwencji definicja funkcji

(1) uzupełnić definicję klasy CMPLX o prymitywne metody dostępu do pól: class CMPLX

CMPLX Add ( CMPLX a, CMPLX b )

{

……………………….

{

public:

double getRe ( ) const { return Re; }

a.Re += b.Re;

double getIm ( ) const { return Im; }

void setRe ( double re ) { Re = re; }

a.Im += b.Im;

void setIm ( double im ) { Im = im; }

return a;

};

}

i napisać treść definicji funkcji Add w postaci jak niżej CMPLX Add ( CMPLX a, CMPLX b )

{

przestała być poprawna, bo zawiera zabronione

a.setRe ( a.getRe( ) + b.getRe( ) );

a.setIm ( a.getIm( ) + b.getIm( ) );

odwołania do prywatnych pól klasy CMPLX.

return a;

}

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-37-

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-38-

(2) uzupełnić definicję klasy CMPLX o 2 metody dostępu do pól wykorzystujące referencje:

class CMPLX

{

……………………….

public:

double& refRe ( ) { return Re; }

double& refIm ( ) { return Im; }

};

friend

i napisać treść definicji funkcji Add w postaci jak niżej CMPLX Add ( CMPLX a, CMPLX b )

{

a.refRe( ) += b.refRe( ) ;

a.refIm( ) += b.refIm( ) ;

return a;

}

_

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-39-

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-40-

Nasza definicja klasy CMPLX (nowa)

(3) "Zaprzyjaźnić" funkcję Add z klasą CMPLX:

// cmplx.h

class CMPLX

class CMPLX

{

……………………….

{

……………………….

double Re, Im;

public:

friend CMPLX Add ( CMPLX, CMPLX ); // deklaracja zaprzyjaźnienia void Set (double=0, double=0 );

};

void Read ( );

i pozostawić treść definicji funkcji Add w oryginalnej postaci.

void Write ( ) const;

double Abs ( ) const;

Są jeszcze inne możliwości, ale o nich w tej chwili nie będziemy mówili.

friend CMPLX operator+ ( CMPLX, CMPLX );

};

UWAGA: Położenie deklaracji zaprzyjaźnienia względem specyfikatorów dostępności (public, private, protected) w obrębie definicji klasy nie ma żadnego znaczenia.

_

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-41-

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-42-

Główny plik aplikacji (nowy)

// myprog.cpp

#include < iostream >

using namespace std;

#include ”cmplx.h”

int main ( )

{

Koniec wykładu 2.

CMPLX x, y, z;

x.Read ( ); // cin 1.5 2.2

y.Set ( 2.0, 3.0 );

z = x + y;

z.Write( ); // cout  [ 3.5, 5.2 ]

}

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-43-

Tomasz Marks - Wydział MiNI PW

-44-