- •Київський національний університет імені Тараса Шевченка
- •Гриф надано Міністерством освіти і науки України (лист № 1.4/18-г-1523 від 20.09.07)
- •Основи алгоритмізації
- •1.1. Поняття алгоритму
- •1.2. Класифікація внутрішніх структур алгоритмів
- •1. Ввести а,b.
- •3. Вивести значення s.
- •4. Кінець.
- •6. Закінчити роботу.
- •1. Ввести число n.
- •6. Перехід до п.3.
- •7. Друк к.
- •8. Кінець.
- •1.3. Складність алгоритмів
- •1.4. Складність задач
- •Завдання для самостійної роботи
- •Форма Бекуса – Наура
- •Завдання для самостійної роботи
- •Void main(){
- •3.2. Структура с-програми
- •3.3. Описувачі
- •3.4. Основні операції мови с
- •If(!inword)
- •Void main()
- •Int rozmir;
- •3.5. Оператори мови с
- •3.5.1. Прості оператори
- •3.5.2. Умовний оператор
- •3.5.3. Оператор циклу for
- •3.5.4. Оператори do-while, while
- •3.5.5. Оператор continue
- •3.5.6. Оператор-перемикач switch
- •3.5.7. Оператор break
- •3.5.8. Оператор goto
- •If(error(I,j,k)) goto exit;
- •3.5.9. Оператор return
- •3.6. Директиви препроцесору та вказівки компілятору
- •3.6.1. Директива препроцесору #define
- •1. Макровизначення:
- •3.6.3. Директива #include
- •3.6.4. Директиви умовної компіляції #if, #elif, #else, #endif
- •3.6.5. Директива #line
- •If(!cond)
- •3.7. Описувачі з модифікаторами
- •3.7.1. Моделі пам'яті
- •3.7.2. Модифікатори типу доступу в пам'яті
- •Int huge*near X;
- •3.7.3. Модифікатори const, volatile, cdecl, pascal, interrupt
- •Volatile int t;
- •Void interrupt timer()
- •Void wait(int interval)
- •Завдання для самостійної роботи
- •Принципи типізації даних
- •4.1. Прості типи даних
- •4.2. Похідні типи
- •4.3. Еквівалентність типів
- •4.4. Успадкування атрибутів
- •4.5. Перераховні типи
- •4.6. Логічні типи
- •4.7. Символьні типи
- •4.8. Числові типи
- •4.9. Структурні типи даних
- •4.9.1. Масиви
- •4.9.2. Структури
- •Int year;
- •4.10. Деякі особливості типів даних c
- •4.10.1. Базові типи даних
- •4.10.2. Перетворення типів
- •Int atoi(char s[]) /*char* s*/
- •4.10.3. Засіб typedef
- •Int curs;
- •4.10.4. Покажчики та масиви
- •Void * p;
- •Int array[12];
- •Void f(int a[])
- •Int f(char * s)
- •Наведемо деякі приклади розв'язання задач.
- •Int shift; /*відступ*/
- •Int count[n]; /*кількість монет даного типу (коефіцієнти ai)*/
- •Int coin;
- •Int sum; /*монета, яку міняємо*/
- •Int maxcoin; /*індекс по масиву cost[] монети максимальної вартості, допустимої при даному розміні.*/
- •If(count[I])
- •If(maxcoin)
- •Int* ctranspon (int *a,int n,int m)
- •Void dobutok(int* a, int* b, int** c, int n, int m)
- •Int n,m,I,size;
- •Int main()
- •4.10.5. Структури та об'єднання
- •Розглянемо деякі приклади розв'язання задач.
- •Int hashfunc(key); int eqkey(key, key);
- •Void freeval(val); void setval(val, val);
- •Void freekey(key); void setkey(key, key);
- •Int hashfunc(key key){
- •Val val; /*значення*/
- •Void set(key key, val val){
- •Void printcell(struct cell *ptr){
- •Void main(void)
- •Завдання для самостійної роботи
- •Зображення чисел у комп'ютері
- •Int main(void)
- •5.1. Системи числення
- •5.2. Правила переведення чисел з однієї системи числення в іншу
- •5.3. Правило визначення точності зображення
- •5.4. Двійкова арифметика
- •5.4.1. Додавання двійкових чисел
- •5.4.2. Зображення від'ємних чисел
- •XXXXXXXX 00000001 00000000.
- •5.4.3. Віднімання двійкових чисел
- •5.4.4. Множення двійкових чисел
- •5.4.5. Ділення двійкових чисел
- •5.5. Ознака переповнення розрядної сітки при арифметичних операціях
- •5.6. Зображення цілих чисел
- •5.7. Зображення дійсних чисел
- •5.8. Керування машинним зображенням чисел та особливості виконання арифметичних операцій
- •Завдання для самостійної роботи
- •Реалізація концепції структурного програмування
- •6.1. Оголошення та визначення функцій
- •Int d;} people;
- •6.2. Формальні та фактичні параметри
- •Void swap(int a,int b)
- •Void swap(int a,int*b)
- •6.3. Функції зі змінною кількістю параметрів
- •Void sum(char *msg,...)
- •6.5. Параметри функції main
- •6.6. Лiтернi покажчики та функцiї
- •Void strcpy(char*s,char*t)
- •Void f(void)
- •6.8. Класи пам'яті
- •Розглянемо деякі приклади розв'язання задач.
- •I, power(2,I),power(-3,I));
- •Void main() { choturukyt b; tochka *a; float s; long n,in; srand(time(null));
- •6.9. Введення–виведення с. Файли та потоки
- •6.9.1. Функції введення–виведення верхнього рівня
- •6.9.2. Функції введення–виведення консольного термінала та порту
- •Int main(void)
- •6.9.3. Функції введення–виведення нижнього рівня
- •Int main(void)
- •Int handle;
- •Розглянемо приклади розв'язання задач.
- •Void main(void)
- •Void main(argc,argv)
- •If(c& masks[I])
- •If (цей рядок довший за найдовший з попередніх)
- •Int max; /*максимальна довжина*/
- •Int len; /*довжиною цього рядка*/
- •Int nwords; /*кількість слів у рядку*/
- •If(!*s) /*рядок закінчився*/
- •Int ctr; /*кількість входжень слова*/
- •If(!strcmp(word,w[I].Wrd)){
- •If(alert){
- •Void main() { float X,y,z,t,s; int I,j,flag,n,k; m1: clrscr();
- •InitBase (void){
- •Int key, /*новий ключ*/
- •InitBase();
- •Завдання для самостійної роботи
- •7.1. Елементи концепції обєктно-орієнтованого програмування
- •Int year;
- •Int year;
- •7.3. Опис протоколу класу
- •7.4.1. Коментарі
- •7.4.2. Прототипи функцій
- •Void f();
- •7.4.5. Перевантаження функцій
- •Int Name (int first)
- •Int Name (unsigned first)
- •Int Name (int first,char*second)
- •7.4.6. Значення формальних параметрів за умовчанням
- •7.4.7. Посилання й покажчики
- •Void increment(int& X)
- •Int anotherint;
- •7.4.10. Покажчик на void
- •Void*void_ptr;
- •Void swap(void*&item1,void*&item2)
- •7.4.11. Зв'язування зі збереженням типів
- •7.4.12. Про структури та об'єднання
- •7.5. Функції-члени класу
- •X *this;
- •Int year;
- •7.6. Конструктори та деструктори
- •7.6.1. Поняття про конструктори
- •Int*data;
- •Int size;
- •7.6.3. Конструктор копіювання
- •Int data[large];
- •Inline Large1 Large1::fast(const Large1 & b)
- •7.7. Глобальні та локальні об'єкти
- •Void main(void)
- •7.8. Статична пам'ять і класи
- •Int statpol::I;
- •Vоid draw()
- •Int large;
- •Int bigwant;
- •Void f() {
- •Void g(int a)
- •7.9. Успадкування
- •7.9.1. Синтаксична реалізація успадкування
- •7.9.2. Правила доступу до полів даних
- •Void f(void)
- •Void g(void){}//...}
- •7.9.3. Конструктори та деструктори в похідних класах
- •7.9.4. Використання заміщуючих функцій-членів
- •Void Display (void); //замiщувальна функцiя
- •Void Region::Display(void)
- •Void Display(void);};
- •Void Population::Display(void)
- •7.9.5. Похідні класи й покажчики
- •7.9.6. Ієрархія типів
- •XyValue(int_x,int_y):X(_x),y(_y)
- •XyData(int_x,int_y)
- •7.9.7. Множинне успадкування
- •Void SetLoc(int_x,int_y);};
- •Int data;
- •7.10. Віртуальні функції та класи
- •7.10.1. Віртуальні функції
- •Int value;
- •Virtual int GetValue();
- •Int Value::GetValue(){return value;}
- •7.10.2. Чисті віртуальні функції. Абстрактні класи
- •Virtual void f1(void);
- •Virtual void f2(void);//...}
- •Int index;
- •7.10.3. Віртуальні деструктори
- •7.10.4. Посилання як засіб для реалізації поліморфізму
- •7.10.5. Дещо про механізм віртуальних функцій
- •Virtual int method1(float r);
- •Int data;
- •Void func(void){//тіло}};
- •Virtual public CocaCola {
- •Int size;
- •Void ShowValue(void)
- •Void ShowValues(void);};
- •Void Two::ShowValues(void)
- •7.11.2. Дружні функції
- •Void Show(One &c1,Two &c2)
- •Void Show(One &c1);
- •Void Two::Show(One &c1)
- •7.12. Перевантаження операцій
- •7.12.1. Загальний підхід
- •Void main()
- •7.12.2. Перетворення типів
- •X::operator т();
- •7.12.3. Перевантаження операції індексування масиву
- •Int znach;
- •7.12.4. Перевантаження операції виклику функції
- •Int operator()(void);
- •Int FuncClass::operator()(void)
- •Vidnosh*vec;
- •7.12.5. Перевантаження операції доступу до члена класу
- •7.12.6. Перевантаження операцій інкремента й декремента
- •Int index;
- •Void*operator new(size_t)
- •Void*operator new(size_t);
- •8.1. Функціональні шаблони
- •8.1.1. Визначення й використання шаблонів функцій
- •Void func(t t)
- •Int main(void)
- •8.1.2. Перевантаження шаблонів функції
- •Int main(void)
- •8.1.3. Cпецiалiзованi функцiї шаблона
- •Int main(void){
- •8.2. Шаблони класів
- •8.2.1. Визначення шаблонів класу
- •Void push(t t);
- •Int numitems;
- •8.2.2. Константи й типи як параметри шаблона
- •8.2.3. Використання шаблонних класів
- •Int main(void)
- •8.2.4. Спеціалізація шаблонів класу
- •Void add(t item);
- •Int main(void)
- •IArray.Add(i1);
- •Int main(void)
- •IList.Add(i1);
- •Завдання для самостійної роботи
- •Автоматна технологія програмування
- •If(!stop)printf("не входити");
- •Завдання для самостійної роботи
- •Список літератури
- •Передмова 3
Int year;
int month;
int day;
int hour;
int minute; };
Time v;
Очевидно, що змінна v може використовуватися для збереження інформації про певний час (рік, місяць, день, годину, хвилину). Безсумнівно, нам знадобиться функція, яка виводить цю інформацію в певній формі на якийсь стандартний пристрій виведення (напр., монітор):
void Display(Time*p)
{printf("year=%d month=%d day=%d hour=%d\
minute=%d \n",p->year,p->month,p->day,\
p->hour,p->minute);}
Функція Display семантично пов'язана зі структурою Time. Це наводить на думку пов'язати функцію зі структурою синтаксично. У С++ (на відміну від ANSI C) є така можливість – функцію можна записувати як поле структури. Тоді попередній фрагмент програми можна переписати так:
struct Time {
int year;
int month;
int day;
int hour;
int minute;
void Display (void)
{printf("year=%d month=%d day=%d hour=%d\
minute=%d \n",p->year,p->month,p->day,\
p->hour,p->minute);} };
Можна записати функцію-член структури, визначивши її за межами формального опису з використанням операції розширення області видимості:
struct Time {
int year;
int month;
int day;
int hour;
int minute;
void Display (void);};
void Time::Display (void)
{printf ("year=%d month=%d day=%d hour=%d\
minute=%d \n",p->year,p->month,p->day,\
p->hour,p->minute);}
Що ж ми отримали? Зробивши функцію членом структури, ми не здобули нових можливостей. Адже будь-яка зовнішня функція має вільний доступ до полів даних структури (через операцію "."). Усе те, що можна робити з даними за допомогою функції-члена структури, можна робити й за допомогою зовнішніх функцій. Проте в семантичному плані це є безсумнівним досягненням. Об'єднання даних і функцій, що працюють з ними в одній структурі – це приклад інкапсуляції.
Функція-член структури стає ніби властивістю структури. Що ж це за структура, що має якісь властивості? Де її можна використовувати? Очевидно, що такі структури могли б бути корисними для моделювання реальних природних об'єктів. У нашому випадку, наприклад, структура Time з функцією-членом Display може служити моделлю годинника (об'єкта, при звертанні до якого ми отримуємо інформацію про час і дату). Однак очевидно, що природні об'єкти мають дані, приховані від певних зовнішніх об'єктів.
Наприклад, спостерігаючи за літаком, можна визначити його швидкість, висоту, тип, але не можна ззовні визначити, скільки в нього залишилося пального й боєприпасів. Звідси випливає, що деякі поля даних мають бути закритими. Звертання до цих полів за допомогою операції ". " синтаксично недопустиме. Виходячи з поняття інкапсуляції, приходимо до концепції закритих полів даних. У С++ існують спеціальні службові слова – специфікатори доступу: public, protected та private. Дані, розміщені в розділах protected та private, стають доступними лише для функцій-членів і недоступними для зовнішніх функцій. Доступ до них може здійснюватися лише за допомогою функцій, описаних у відкритому розділі.
Оголосимо поля даних закритими:
struct Time {
private:
Int year;
int month;
int day;
int hour;
int minute;
public:
void Display (void);} tt1;
void Time::Display (void)
{printf ("year=%d month=%d day=%d hour=%d\
minute=%d \n",p->year,p->month,p->day,\
p->hour,p->minute);}
Тоді при звертанні типу tt1.day компілятор видасть повідомлення про помилку.
Концепція закритих даних є значним кроком уперед з погляду теорії програмування. Адже в класичному процедурному програмуванні діє правило: дані формують код. Спочатку визначаються структури даних, з якими доводиться працювати, а потім пишуться функції для роботи з ними. При такому підході програма стає надзвичайно залежною від структур даних.
Припустимо, що ми написали велику кількість функцій, які працюють із полями структури Time. Згідно із цією структурою дата визначається так: рік, місяць, день, година, хвилина.
Однак дату можна зберігати й у секундах, використовуючи змінну типу long. Уявімо собі, скільки змін потрібно внести в програму, щоб реалізувати цю ідею, адже потрібно змінювати всі функції типу Display, усі оператори, які звертаються до полів. У випадку ж закритих даних змінити доведеться лише функції-члени структури, які працюють із закритими даними. Усе інше може залишитися без змін! Більше того, можна взагалі писати програму, визначаючи спочатку функціональний інтерфейс, і лише на останньому кроці визначати внутрішню структуру закритих даних. Обмеженість впливу даних на код є однією із суттєвих особливостей ООП.
Зазначимо, що структури та класи в С++ мають лише незначні відмінності у властивостях. Їх можна розглядати як синтаксично допустимий спосіб утворення типів даних користувача. У С++ ім'я структури чи класу – це тип даних. Якщо, наприклад, в ANSI C ми хочемо оголосити змінну типу struct Time, то можемо написати оголошення struct Time a;. Тут обов'язковим є ключове слово struct. У С++ слово struct не обов'язкове. Допускається еквівалентне оголошення типу Time а;. Для такого оголошення в ANSI C потрібно використовувати засіб typedef:
typedef struct Time {…};
Time a;