Wprowadzenie do programowanie
Wprowadzenie do programowanie
obiektowego w języku C++
obiektowego w języku C++
Obiekty i klasy
Część druga
Niniejsze opracowanie zawiera skrót treści wykładu, lektura tych materiałów nie zastąpi uważnego w nim uczestnictwa.
Opracowanie to jest chronione prawem autorskim. Wykorzystywanie jakiegokolwiek fragmentu w celach innych niż nauka własna jest nielegalne.
Dystrybuowanie tego opracowania lub jakiejkolwiek jego części oraz wykorzystywanie zarobkowe bez zgody autora jest zabronione.
Roman Simiński
roman.siminski@us.edu.pl
www.us.edu.pl/~siminski
Autor
Kontakt
Obiekty i klasy w języku C++
Obiekty i klasy w języku C++
Obiekty i klasy
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
2
Strona :
Problem
Przewidywane jest napisanie obiektowej wersji programu, realizującego obliczenia
z wykorzystaniem pól różnych, płaskich figur geometrycznych.
Należy zdefiniować klasy opisujące takie figury.
Kwadrat
Koło
Prostokąt
Trójkąt
Obiekty i klasy w języku C++
Obiekty i klasy w języku C++
Obiekty i klasy
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
3
Strona :
Analiza obiektowa
Stosując zasadę abstrakcji wyodrębniamy najistotniejsze cechy obiektów dla
rozpatrywanego zagadnienia — obliczeń pól figur płaskich.
Kwadrat
Koło
Prostokąt
Trójkąt
?
Obiekty i klasy w języku C++
Obiekty i klasy w języku C++
Obiekty i klasy
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
4
Strona :
Analiza obiektowa — klasa opisu kwadratu Square
Kwadrat
side
Square
?
side
Modelowany obiekt
Model analityczny
Model
implementacyjny
Obiekty i klasy w języku C++
Obiekty i klasy w języku C++
Obiekty i klasy
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
5
Strona :
Hermetyzacja a pola publiczne i prywatne
Stosując zasadę hermetyzacji ukrywamy dane w części prywatnej i zapewniamy dostęp
poprzez metody dostępowe (interfejsowe).
Pola publiczne a pola prywatne
s.side = 100;
// Brak hermetyzacji, bezpo redni dost p do pól
ś
ę
cout << s.side;
// Brak hermetyzacji, bezpo redni dost p do pól
ś
ę
s.setSide( 100 );
// Hermetyzacja, dost p do pola za pomoc modyfikatora
ę
ą
cout << s.getSide();
// Hermetyzacja, dost p do pola za pomoc akcesora
ę
ą
Funkcje publiczne klasy można nieformalnie podzielić na;
akcesory — funkcje umożliwiające pobieranie wartości pól, akcesorem jest np.
metoda
getSide
.
modyfikatory — funkcje dokonujące modyfikacji wartości pól, modyfikatorem jest
np. metoda
setSide
.
realizatory — funkcje realizujące właściwe dla danej klasy usługi, realizatorem jest
np. metoda
area
.
Obiekty i klasy w języku C++
Obiekty i klasy w języku C++
Obiekty i klasy
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Stosowanie pól publicznych
Square
+setSide( double newSide )
+getSide()
+area()
-side: double
Copyright © Roman Simiński
6
Strona :
Obiekty i klasy w języku C++
Obiekty i klasy w języku C++
Obiekty i klasy
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
7
Strona :
Obiekt klasy Square od strony programisty-użytkownika
Square s;
Deklaracja obiektu
s
klasy
Square
:
s.setSide( 100 );
Ustalenie boku o długości 100
double p;
p = s.area();
Obliczenie pola kwadratu:
cout << "Pole kwadratu wynosi: " << s.area();
Obliczenie i wyprowadzenie pola kwadratu do stdout:
cout << "Bok kwadratu: " << s.getSide();
Pobranie aktualnej długości boku:
Obiekty i klasy w języku C++
Obiekty i klasy w języku C++
Obiekty i klasy
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
8
Strona :
Szkic programu obliczającego pole kwadratu
#include <iostream>
using namespace std;
// ???
int main()
{
double num;
Square s;
cout << endl << "Obliczam pole kwadratu" << endl;
cout << "Podaj bok: ";
cin >> num;
s.setSide( num );
cout << "Pole kwadratu wynosi: " << s.area();
return EXIT_SUCCESS;
}
Obiekty i klasy w języku C++
Obiekty i klasy w języku C++
Obiekty i klasy
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
9
Strona :
Deklaracja klasy Square
class Square
{
public :
// Składowe publiczne
void setSide( double newSide );
double getSide();
double area();
private:
// Składowe prywatne
double side;
};
Obiekty i klasy w języku C++
Obiekty i klasy w języku C++
Obiekty i klasy
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
10
Strona :
Sekcje private i public
Dwie podstawowe sekcje:
private — elementy zadeklarowane w tej sekcji mogą być wykorzystywane
wyłącznie przez funkcje składowe danej klasy. Elementami tymi mogą być zarówno
pola i funkcje. Mówi się o nich, że są prywatne.
public — elementy zadeklarowane w tej sekcji są dostępne również dla innych
elementów programu. Mówi się o nich, że są publiczne lub stanowią interfejs klasy.
Dwie metody kolejności zapisu sekcji public i private
class C
{
public:
// Cz ć publiczna klasy
ęś
void interfaceMethod();
private:
// Cz ć prywatna klasy
ęś
void privateMethod();
int internalData;
};
class C
{
private:
// Cz ć prywatna klasy
ęś
void privateMethod();
int internalData;
public:
// Cz ć publiczna klasy
ęś
void interfaceMethod();
};
Obiekty i klasy w języku C++
Obiekty i klasy w języku C++
Obiekty i klasy
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
11
Strona :
Definicja funkcji składowych
class Square
{
public :
void setSide( double newSide );
double getSide();
double area();
private:
double side;
};
void
Square::
setSide( double newSide )
{
side = newSide;
}
double
Square::
getSide()
{
return side;
}
double
Square::
area()
{
return side * side;
}
Funkcje składowe poza deklaracja klasy
W języku C++ występuje operator
zakresu ::. Służy np. do deklarowania
funkcji składowych poza ciałem
klasy. Jego zastosowanie jest szersze,
zapis Square:: oznacza, że
występujący po nim element należy
do klasy Square.
Obiekty i klasy w języku C++
Obiekty i klasy w języku C++
Obiekty i klasy
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
12
Strona :
Definicja funkcji składowych
class Square
{
public :
void setSide( double newSide )
{
side = newSide;
}
double getSide()
{
return side;
}
double area()
{
return side * side;
}
private:
double side;
};
Funkcje składowe w obrębie klasy
Konstruktory
Konstruktory
Obiekty i klasy
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
13
Strona :
Co się stanie gdy nie ustalimy rozmiaru boku obiektu klasy Square?
Square s;
Square squares[ 3 ];
cout << s.area() << endl;
cout << squares[ 0 ].area() << endl;
cout << squares[ 1 ].area() << endl;
cout << squares[ 2 ].area() << endl;
?
?
?
?
Jak zainicjować obiekt na etapie jego definiowania?
Konstruktor jest specjalną funkcją, aktywowaną przez kompilator automatycznie
w momencie gdy obiekt jest tworzony. Dzieje się tak zanim programista będzie mógł
„dorwać” obiekt. Konstruktor ma przygotować obiekt do „życia”.
Konstruktor to specyficzna funkcja. Konstruktor nie ma typu rezultatu, nosi taką nazwę
jak nazwa klasy i zwykle nie wywołuje się go jawnie w kodzie programu.
Konstruktory
Konstruktory
Obiekty i klasy
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
14
Strona :
Rodzaje konstruktorów
Występują cztery rodzaje konstruktorów:
Konstruktor domyślny (ang. default constructor) aktywowany, gdy tworzony
jest obiekt bez jawnie określonych danych inicjalizujących.
Konstruktor ogólny (ang. general constructor), zwany też parametrowym,
aktywowany gdy tworzymy obiekt z jawnie określonymi danymi inicjalizującymi.
Konstruktor kopiujący (ang. copy constructor) aktywowany wtedy, gdy
tworzymy obiekt, inicjalizując go danymi z innego obiektu tej samej klasy.
Konstruktor rzutujący (ang. cast constructor) aktywowany wtedy, gdy tworzymy
obiekt, inicjalizując go danymi z obiektu innej klasy.
Square s, squares[10];
Square s( 100 );
Square s( 100 );
Square a = s, b( s );
Square s( 100 );
Rectangle c = s, d( s );
Konstruktor domyślny
Konstruktor domyślny
―
―
default constructor
default constructor
Obiekty i klasy
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
15
Strona :
Wprowadzamy konstruktor domyślny klasy Square
class Square
{
public :
Square(); // Konstruktor domy lny (bezparametrowy)
ś
void setSide( double newSide );
double getSide();
double area();
private:
double side;
};
Okoliczności aktywowania konstruktora domyślnego
Square a;
// Aktywacja: a.Square()
Square b;
// Aktywacja: b.Square()
Square c;
// Aktywacja: c.Square()
Square squares[ 3 ];
// Aktywacja: Square() dla ka dego elementu tablicy:
ż
// squares[ 0 ].Square()
// squares[ 1 ].Square()
// squares[ 2 ].Square()
Konstruktor domyślny
Konstruktor domyślny
―
―
default constructor
default constructor
Obiekty i klasy
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
16
Strona :
Dwie wersje realizacji konstruktora domyślnego:
Square::Square() : side( 0 )
{
}
Square::Square()
{
side = 0;
}
Wersja intuicyjna
Wersja z listą inicjalizacyjną
Square::Square() : side( 0 )
{
}
Nazwa pola
Lista inicjalizująca
konstruktora
Wyrażenie inicjalizujące
Lista inicjalizacyjna ma dwa
zastosowania. Pierwsze z nich to
inicjowanie pól obiektu.
Na liście może wystąpić nazwa pola,
a w nawiasach wartość temu polu
przypisywana.
Drugie zastosowanie listy inicjaliza-
cyjnej zostanie omówione później.
Konstruktor parametrowy, inaczej ogólny
Konstruktor parametrowy, inaczej ogólny
―
―
general constructor
general constructor
Obiekty i klasy
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
17
Strona :
Czy można zainicjować obiekt na etapie deklaracji?
Square s( 100 );
cout << "Pole kwadratu wynosi: " << s.area();
Konstruktor ogólny pozwala na zainicjowanie pól obiektu na etapie jego deklaracji,
wartościami określonymi przez programistę.
Square a( 1 ); // Aktywacja: a.Square( 1 )
Square b( 5 ); // Aktywacja: b.Square( 5 )
Okoliczności aktywowania konstruktora ogólnego
Konstruktor parametrowy, inaczej ogólny
Konstruktor parametrowy, inaczej ogólny
―
―
general constructor
general constructor
Obiekty i klasy
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
18
Strona :
Wprowadzamy konstruktor parametrowy (ogólny) klasy Square
class Square
{
public :
Square();
Square( double startSide );
void setSide( double newSide );
double getSide();
double area();
private:
double side;
};
Konstruktor parametrowy, inaczej ogólny
Konstruktor parametrowy, inaczej ogólny
―
―
general constructor
general constructor
Obiekty i klasy
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
19
Strona :
Dwie wersje realizacji konstruktora:
Square::Square( double startSide )
{
side = startSide;
}
Square::Square( double startSide ) : side( startSide )
{
}
Wersja intuicyjna
Wersja z listą inicjalizacyjną
Konstruktor parametrowy, inaczej ogólny
Konstruktor parametrowy, inaczej ogólny
―
―
general constructor
general constructor
Obiekty i klasy
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
20
Strona :
Jak zainicjować obiekt const?
const Square cs;
// Niezainicjowany obiekt const
cs.setSide( 1.2 );
// Bł d – próba modyfikacji obiektu const
ą
cout << "Pole kwadratu wynosi: " << cs.area();
Słowo kluczowe
const
oznacza, że wartość zmiennej bądź argumentu nie może być
zmieniana w czasie wykonania programu.
const Square cs( 1.2 ); // Zainicjowany obiekt const
cout << "Pole kwadratu wynosi: " << cs.area();
Konstruktor ogólny pozwala na zainicjowanie obiektów
const
Operator zakresu w akcji
Operator zakresu w akcji
Obiekty i klasy
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
21
Strona :
Wykorzystanie operatora zakresu ::
void Square::setSide( double
newSide
)
{
side =
newSide
;
}
Czy parametr funkcji
setSide
może nazywać się
side
? Czyli zamiast:
void Square::setSide( double
side
)
{
side =
side
;
}
definiujemy funkcję tak:
To nie będzie działać poprawnie
void Square::setSide( double
side
)
{
Square::side
=
side
;
}
Ale można użyć operatora zakresu:
Parametr formalny funkcji przesłania w jej ciele pole ― gdy ich nazwy są jednakowe
Operator zakresu w akcji
Operator zakresu w akcji
Obiekty i klasy
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
22
Strona :
Wykorzystanie operatora zakresu ::,cd. ...
Square::Square( double
side
)
{
side
=
side
;
}
Podobny problem występuje w konstruktorze:
Square::Square( double
side
)
{
Square::side
=
side
;
}
Operator zakresu odsłania przysłonięte pole
Square::Square( double
side
)
: side(
side
)
{
}
Problem przesłaniania pól nie występuje, gdy stosujemy listę inicjalizującą
Ten konstruktor nie będzie działał poprawnie
Ten konstruktor będzie działał poprawnie
Koncepcja przeciążania funkcji
Koncepcja przeciążania funkcji
Obiekty i klasy
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
23
Strona :
Dlaczego dwa konstruktory posiadają tę samą nazwę?
Przeciążać można również nazwy zwykłych funkcji
int add( int a, int b )
{
return a + b;
}
double add( double a, double b )
{
return a + b;
}
cout << endl << "Dodawanie int :" << add( 1, 1 )
cout << endl << "Dodawanie double :" << add( 1.0, 1.0 );
W języku C++ istnieje możliwość przeciążania nazw funkcji
Identyfikator
Square
jest przeciążony i oznacza:
konstruktor domyślny
Square()
,
konstruktor ogólny
Square( float side )
.
Funkcje składowe const
Funkcje składowe const
Obiekty i klasy
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
24
Strona :
Uzupełniamy prototypy i definicje funkcji słowem kluczowym const
class Square
{
public :
Square();
Square( double startSide );
void setSide( double newSide );
double getSide()
const
;
double area()
const
;
private:
double side;
};
double Square::getSide()
const
{
return side;
}
double Square::area()
const
{
return side * side;
}
Metody ze specyfikacją const nie mogą
modyfikować pól obiektu, mogą zatem
być wywoływane dla obiektów stałych.
Konstruktor kopiujący
Konstruktor kopiujący
―
―
copy constructor
copy constructor
Podstawy programowania obiektowego
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
25
Strona :
Dla typów wbudowanych można tak:
int j = 1;
int i = j;
Czy można tak samo dla obiektów?
Square first( 100 );
Square second = first;
Konstruktor kopiujący (ang. copy constructor), odpowiedzialny za skopiowanie
zawartości jednego obiektu do drugiego — oba tej samej klasy — na etapie inicjalizacji.
Konstruktor kopiujący
Konstruktor kopiujący
―
―
copy constructor
copy constructor
Podstawy programowania obiektowego
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
26
Strona :
Najlepiej zdefiniować konstruktor kopiujący
class Square
{
public :
Square();
Square( double side );
Square( Square & otherSquare );
void setSide( double side );
double getSide() const;
double area() const;
private:
double side;
};
Operator & oznacza referencję,
umieszczony w deklaracji parametru
oznacza przekazanie przez zmienną.
Square::Square( Square & otherSquare )
{
side = otherSquare.side;
}
Konstruktor kopiujący
Konstruktor kopiujący
―
―
copy constructor
copy constructor
Podstawy programowania obiektowego
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
27
Strona :
Dwie wersje realizacji konstruktora:
Wersja intuicyjna
Wersja z listą inicjalizacyjną
Square::Square( Square & otherSquare ) : side( otherSquare.side )
{
}
Konstruktor kopiujący
Konstruktor kopiujący
―
―
copy constructor
copy constructor
Podstawy programowania obiektowego
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
28
Strona :
Okoliczności aktywowania konstruktora kopiującego
Square first( 100 );
// first.Square( 100 );
Square second = first;
// second.Square( first );
Square third( first );
// third.Square( first );
cout << "Pole kwadratu pierwszego wynosi: " << first.area();
cout << "Pole kwadratu drugiego wynosi : " << second.area();
cout << "Pole kwadratu trzeciego wynosi : " << third.area();
W tej sytuacji konstruktor kopiujący nie działa!
Konstruktor kopiujący odpowiedzialny za skopiowanie zawartości obiektów tej samej
klasy na etapie inicjalizacji.
Square first( 100 );
Square second;
second = first; // Tutaj nie zostaje wywołany konstruktor kopiuj cy
ą
Konstruktor kopiujący
Konstruktor kopiujący
―
―
copy constructor
copy constructor
Podstawy programowania obiektowego
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
29
Strona :
Nie można:
const Square first( 1 );
Square second = first; // Bł d, niejawna referencja do obiektu const
ą
Rozwiązanie problemu z obiektem const:
Square::Square(
const Square & otherSquare
) : side( otherSquare.side )
{
}
Będzie jeszcze jeden konstruktor...
Będzie jeszcze jeden konstruktor...
Podstawy programowania obiektowego
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
30
Strona :
Załóżmy, że istnieje klasa opisu prostokąta ― Rectangle
class Rectangle
{
public :
// Konstruktory
Rectangle();
Rectangle( double width, double height );
Rectangle( const Rectangle & otherRectangle );
// Modyfikatory
void setWidth( double width );
void setHeight( double height );
// Akcesory
double getWidth() const;
double getHeight() const;
// Realizator
double area() const;
private:
double width, height;
};
Będzie jeszcze jeden konstruktor...
Będzie jeszcze jeden konstruktor...
Podstawy programowania obiektowego
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
31
Strona :
Definicja konstruktorów i realizatora
// Konstruktor domy lny
ś
Rectangle::Rectangle() : width( 0 ), height( 0 )
{
}
// Konstruktor ogólny
Rectangle::Rectangle( double width, double height )
: width( width ), height( height )
{
}
// Konstruktor kopiuj cy
ą
Rectangle::Rectangle( const Rectangle & otherRectangle )
: width( otherRectangle.width ), height( otherRectangle.height )
{
}
// Realizator
double Rectangle::area() const
{
return width * height;
}
Będzie jeszcze jeden konstruktor...
Będzie jeszcze jeden konstruktor...
Podstawy programowania obiektowego
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
32
Strona :
Definicja modyfikatorów i realizatorów
// Modyfikatory
void Rectangle::setWidth( double width )
{
Rectangle::width = width;
}
void Rectangle::setHeight( double height )
{
Rectangle::height = height;
}
// Akcesory
double Rectangle::getWidth() const
{
return width;
}
double Rectangle::getHeight() const
{
return height;
}
Konstruktor rzutujący
Konstruktor rzutujący
―
―
cast constructor
cast constructor
Podstawy programowania obiektowego
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
33
Strona :
Mamy klasę Square i Rectangle, czy można tak:
Square s( 100 );
// Definicja zainicjowanego kwadratu s
Rectangle r( s );
// Definicja prostok ta r, zainicjowanego kwadratem s
ą
Następuje tutaj inicjalizacja obiektu pewnej klasy obiektem innej klasy. Skąd
kompilator ma wiedzieć, jak „przepisać” dane pomiędzy obiektami różnych klas?
Programista może określić metodę przepisania danych z obiektu jednej klasy do
obiektu klasy innej, pisząc konstruktor rzutujący.
Konstruktor rzutujący
Konstruktor rzutujący
―
―
cast constructor
cast constructor
Podstawy programowania obiektowego
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
34
Strona :
Konstruktor rzutujący odpowiedzialny za skopiowanie zawartości obiektów pewnej
klasy do obiektu innej klasy na etapie inicjalizacji.
Potrzebny jest konstruktor rzutujący
Rectangle::Rectangle( const Square & square )
: width( square.getSide() ), height( square.getSide() )
{
}
Zdefiniowany przez programistę sposób zainicjowania wysokości i szerokości
prostokąta informacjami pochodzącymi z obiektu klasy opisującej kwadrat.
Informacja dodatkowa
Informacja dodatkowa
―
―
parametry domyślne
parametry domyślne
Podstawy programowania obiektowego
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
35
Strona :
Parametry domyślne:
void fun( int i, float f = 0, char c = ’A’ );
. . .
fun( 10 );
// i == 10, f == 0, c == ’A’
fun( 20, 3.15 );
// i == 20, f == 3.15, c == ’A’
fun( 30, 22.1, ’Z’ );
// i == 30, f == 22.1, c == ’Z’
Parametr domyślny to wartość określona na etapie deklaracji funkcji, która
zostanie automatycznie wstawiona do parametru formalnego, jeżeli dana funkcja
zostanie wywołana bez odpowiedniego parametru aktualnego.
Parametry domyślne dotyczą funkcji składowych klas jak i funkcji niezwiązanych
z klasami.
Parametry domyślne myszą być definiowane od końca listy parametrów.
Prototypy a parametry domyślne
void fun( int i, float f = 0, char c = ’A’ );
. . .
void fun( int i, float f, char c )
{
}
Jeżeli stosujemy prototypy funkcji, wartości parametrów domyślnych określa się właśnie
w prototypie, w definicji funkcji już nie występują.
Podsumowanie informacji o konstruktorach
Podsumowanie informacji o konstruktorach
Podstawy programowania obiektowego
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
36
Strona :
Konstruktor domyślny ― default constructor
A();
A( arg1 = wart1, arg2 = wart2, ... );
Konstruktor domyślny:
Jest bezparametrowy, lub posiada wszystkie parametry będące parametrami
domyślnymi.
Jednoczesne wystąpienie obu powyższych form spowoduje błąd kompilacji.
Inicjuje obiekty, deklarowane lub (bądź tworzone) bez parametrów.
Dotyczy to również obiektów będących elementami tablicy.
A a, b, c; // Aktywacja: a.A(), b.A(), c.A()
A tab[ 10 ];
// Aktywacja: A() dla ka dego z 10-ciu elementów tab:
ż
// tab[ 0 ].A(), tab[ 1 ].A(), itd... .
Podsumowanie informacji o konstruktorach
Podsumowanie informacji o konstruktorach
Podstawy programowania obiektowego
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
37
Strona :
Konstruktor domyślny syntetyzowany przez kompilator
Jeżeli dla danej klasy nie zdefiniowano żadnego konstruktora, kompilator
syntetyzuje konstruktor domyślny.
Jeżeli dla danej klasy zdefiniowano jakiś konstruktor inny od domyślnego, a ten
jest potrzebny, lecz niezdefiniowany, kompilator zgłosi błąd.
Syntetyzowany konstruktor domyślny nie robi niczego mądrego. Nie należy się np.
spodziewać po nim inicjalizacji pól wartościami zerowymi.
Programista powinien zdefiniować jawnie sposób inicjalizacji obiektów definiowanych
bezparametrowo.
Służy do tego właśnie konstruktor domyślny, jego definiowanie jest dobrą praktyką.
Nie należy ufać konstruktorowi domyślnemu syntetyzowanemu przez kompilator.
Podsumowanie informacji o konstruktorach
Podsumowanie informacji o konstruktorach
Podstawy programowania obiektowego
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
38
Strona :
Konstruktor ogólny ― general constructor
A( arg1, arg2, ... );
Konstruktor ogólny:
Jest to podstawowy konstruktor przeznaczony do inicjowania obiektów na etapie
ich deklaracji czy też tworzenia.
Argumenty określają zwykle wartości jakie mają być przypisane określonym polom
obiektu.
Konstruktorów głównych może być więcej, mogą one zawierać również parametru
domyślne.
Szczególnym przypadkiem jest konstruktor posiadający tylko parametry domyślne,
staje się on wtedy konstruktorem domyślnym.
A( int a, float b, char * c = NULL );
A obj1( 2, 3.4, "Ala");
A obj2( 1, 0.0 );
A obj3( 5, 5.5, "Pi ć");
ę
Podsumowanie informacji o konstruktorach
Podsumowanie informacji o konstruktorach
Podstawy programowania obiektowego
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
39
Strona :
Wiele konstruktorów ogólnych
Rectangle::Rectangle( float width, float height )
: width( width ), height( height )
{
}
Rectangle::Rectangle( float side )
: width( side ), height( side )
{
}
. . .
Rectangle r1( 10, 30), r2( 20 );
Podsumowanie informacji o konstruktorach
Podsumowanie informacji o konstruktorach
Podstawy programowania obiektowego
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
40
Strona :
Konstruktor kopiujący ― copy constructor
A( A & obj );
A( A & obj, arg1 = wart1, ... );
A( const A & obj );
A( const A & obj, arg1 = wart1, ... );
Konstruktor kopiujący:
Jest potrzebny jedynie wtedy, gdy przewidziana jest inicjalizacja obiektu danej klasy
innym obiektem tejże klasy:
A obj1;
A obj2 = obj1;
A obj3( obj2 );
void fun( A obj );
A obj1;
fun( obj1 );
A fun( void )
{
. . .
}
Podsumowanie informacji o konstruktorach
Podsumowanie informacji o konstruktorach
Podstawy programowania obiektowego
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
41
Strona :
Konstruktor kopiujący a bitowe kopiowanie pole po polu
10
20
width
r1
height
10
20
width
r2
height
Rectangle r1( 10, 20 );
Rectangle r2( r1 );
Kompilator potrafi sobie poradzić z takim przypadkiem. Wykona kopiowanie
zawartości obiektu obj1 do obiektów obj2 i obj3 pole po polu, wykonując ich
bitową kopię.
W niektórych przypadkach bitowe kopiowanie pole po polu jest wystarczające.
Wtedy programista nie musi definiować konstruktora kopiującego. Tak na prawdę,
w klasach Square i Rectangle konstruktor ten nie jest potrzebny.
Podsumowanie informacji o konstruktorach
Podsumowanie informacji o konstruktorach
Podstawy programowania obiektowego
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
42
Strona :
Konstruktor kopiujący a bitowe kopiowanie pole po polu
Samochod volvoS80( "Volvo", "S80" );
Samochod volvoV50( volvoS80 );
volvoV50.zmienModel( "V50" );
marka
marka
volvoS80
volvoV50
model
model
Volvo
S80 V50
volvoV50.zmienModel( "V50" );
Podsumowanie informacji o konstruktorach
Podsumowanie informacji o konstruktorach
Podstawy programowania obiektowego
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
43
Strona :
Konstruktor kopiujący a bitowe kopiowanie pole po polu
class A
{
public:
A() : i( 0 )
{
}
private :
A( const A & );
int i;
};
A a1;
A a2( a1 ); // A::A(const A &) is not accessible
Konstruktor kopiujący ― używać, nie używać?
Stosowanie konstruktora kopiującego jest dobrą, programistyczną praktyką. Dzięki
jawnie zdefiniowanym konstruktorom programista ma kontrolę nad kopiowaniem
wartości, występujących w wielu, czasem zaskakujących sytuacjach.
Można zablokować możliwość inicjowania obiektów, wartością innego obiektu tej
samej klasy:
Podsumowanie informacji o konstruktorach
Podsumowanie informacji o konstruktorach
Podstawy programowania obiektowego
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
44
Strona :
Konstruktor rzutujący ― cast, type conversion constructor
Konstruktor rzutujący:
Posiada jeden parametr będący referencją obiektu innej klasy. Innych argumentów
może nie być lub powinny być one argumentami domyślnymi.
Jest stosowany wszędzie tam, gdzie należy zainicjować obiekt pewnej klasy
wartością obiektu innej klasy.
Programista może dzięki konstruktorowi rzutującemu określić w jaki sposób
informacje zapisane w obiekcie klasy B mają zostać odwzorowane (przepisane) w
obiekcie klasy A.
A( B & obj );
A( const B & obj );
Funkcje inline
Funkcje inline
Podstawy programowania obiektowego
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
45
Strona :
Klasa Rectangle raz jeszcze
Funkcje zdefiniowane wewnątrz definicji klasy są traktowane niejawnie jako
funkcje inline (rozwijane w miejscu wywołania).
Funkcje inline nie są wywoływane w sposób klasyczny — ich kod jest umieszczany
w miejscu wywołania i w rzeczywistości nie są one wywoływane.
Funkcje inline są preferowanym w C++ zamiennikiem makr definiowanych
z wykorzystaniem #define.
class Rectangle
{
public :
void setWidth( float width )
{
Rectangle::width = width;
}
float getWidth() const
{
return width;
}
. . .
};
Funkcje inline
Funkcje inline
Podstawy programowania obiektowego
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
46
Strona :
Jak zadeklarować funkcje jako inline poza zasięgiem deklaracji klasy?
class Rectangle
{
public :
. . .
void setWidth( float width );
float getWidth() const;
. . .
};
inline
void Rectangle::setWidth( float width )
{
Rectangle::width = width;
}
inline
float Rectangle::getWidth() const
{
return width;
}
Funkcje inline
Funkcje inline
Podstawy programowania obiektowego
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
47
Strona :
Uwagi na temat funkcji inline
Jeżeli funkcje inline mają być wykorzystywane modułach umożliwiających
kompilacje rozłączną, definicja funkcji powinna wystąpić w miejscu jej zwyczajowej
deklaracji — w odpowiednim pliku nagłówkowym.
Specyfikacja ze słowem kluczowym inline to tylko rekomendacja dla kompilatora —
niektórych funkcji nie można w pełni rozwinąć i będą one wywoływane klasycznie
(np. rekurencyjne).
W porównaniu z makrami funkcje inline zapewniają kontrolę typów
i wychwytywanie błędów na etapie kompilacji.
Funkcje inline
Funkcje inline
Podstawy programowania obiektowego
Język C++
Język C++
Podstawy i języki programowania
Podstawy i języki programowania
Copyright © Roman Simiński
48
Strona :
Kod wielokrotnie wykorzystujący pewną funkcję inline:
Może działać szybciej — brak narzutu czasowego związanego z organizacją wywołania
funkcji i powrotu z podprogramu;
Będzie dłuższy, zawiera bowiem rozwinięcia ciała funkcji w miejscu jej
każdorazowego wywołania.
Mechanizm funkcji zadeklarowanych jako inline przeznaczony jest do optymalizacji
małych, prostych i często wykorzystywanych funkcji.
Dobrym zastosowaniem funkcji inline jest implementacja akcesorów i modyfikatorów
realizujących dostęp do prywatnych pól klasy.