- •Міністерство надзвичайних ситуацій України Львівський державний університет безпеки життєдіяльності Юрій грицюк, Тарас рак
- •Навчальний посібник
- •Потреба використання об'єктно-орієнтованого програмування
- •Поняття про об’єктно-орієнтований підхід до розроблення складних програм
- •Основні компоненти об’єктно-орієнтованої мови програмування
- •Поняття про універсальну мову моделювання
- •Базові поняття класу
- •Код програми 2.1. Демонстрація механізму оголошення класу та його застосування
- •Поняття про конструктори і деструктори
- •Особливості реалізації механізму доступу до членів класу
- •Класи і структури - споріднені типи
- •Об'єднання та класи - споріднені типи
- •Поняття про вбудовані функції
- •Inline int myClass::Put() return c;
- •Особливості організації масивів об'єктів
- •Особливості використання покажчиків на об'єкти
- •Поняття про функції-"друзі" класу
- •Код програми 3.1. Демонстрація механізму використання "дружньої" функції для доступу до закритих членів класу
- •Код програми 3.2. Демонстрація механізму використання "дружньої" функції для перевірки статусу кожного об'єкта
- •Void Run(); //Таймер відліку часу
- •Void timerClass::Run()
- •Int mainO
- •Особливості механізму динамічної ініціалізації конструктора
- •Int s; public:
- •Void Run(); //Таймер відліку часу
- •Void timerClass::Run()
- •Int mainO
- •Особливості механізму присвоєння об'єктів
- •Int а, ь; public:
- •Int mainO
- •Особливості механізму передачі об'єктів функціям
- •Void Fun(myClassobj)
- •Int mainO
- •Конструктори, деструктори і передача об'єктів
- •Void Get(myClass obj)
- •Int mainO
- •Потенційні проблеми, які виникають при передачі об'єктів
- •Int *р; public:
- •Void Get(myClass &obj) // Передача об'єкта за посиланням
- •Int mainO
- •Особливості механізму повернення об'єктів функціями
- •Void Set(char*s) {strcpy(str, s);}
- •Void Show() {cout «"Рядок:" « str« endl;}
- •Int mainO
- •Int mainO
- •Механізми створення та використання конструктора копії
- •Використання конструктора копії для ініціалізації одного об'єкта іншим
- •Int mainO
- •Механізм використання конструктора копії для передачі об'єкта функції
- •Int mainO
- •Механізм використання конструктора копії при поверненні функцією об'єкта
- •Int mainO
- •3.7.4. Конструктори копії та їх альтернативи
- •Поняття про ключове слово this
- •Void Fun() {...};
- •Int mainO
- •Механізми перевизначення операторів з використанням функцій-членів класу
- •Int х, у, z; //Тривимірні координати
- •Int mainO
- •Intх,у,z; //Тривимірні координати
- •Void Show(char*s);
- •Int mainO
- •Int х, у, z; //Тривимірні координати
- •Int mainO
- •Особливості реалізації механізму перевизначення операторів
- •Механізми иеревизначення операторів з використанням функцій-не членів класу
- •Використання функцій-"друзів" класу для перевизначення бінарних операторів
- •Void Show(char*s);
- •Int mainO
- •Int mainO
- •Використання функцій-"друзів" класу для перевизначення унарних операторів
- •Int mainO
- •Особливості реалізації оператора присвоєння
- •Int mainO
- •Int mainO
- •Механізми перевизначення оператора індексації елементів масиву "[]"
- •Int mainO
- •Int aMas[size]; public:
- •Int mainO
- •Int aMas[size]; public:
- •Int mainO
- •Механізми перевизначення оператора виклику функцій "()"
- •Int mainO
- •Механізми перевизначення рядкових операторів
- •Конкатенація та присвоєння класу рядків з рядками класу
- •Void Show(char*s) {cout« s « string « endl;}
- •Конкатенація та присвоєння класу рядків з рядками, що закінчуються нульовим символом
- •Void Show(char*s) {cout« s « string « endl;}
- •Void Show(char*s) {cout« s « string « endl;}
- •Int mainO
- •Поняття про успадкування в класах
- •Int kolesa; // Кількість коліс int pasagyr; // Кількість пасажирів public:
- •Int mistkist; // Вантажомісткість у м куб. Public:
- •Int kolesa; // Кількість коліс int pasagyr; // Кількість пасажирів public:
- •Int mainO
- •Використання специфікатора доступу protected для надання членам класу статусу захищеності
- •Int mainO
- •Int mainO
- •Int d; // Захищений public:
- •Int mainO
- •Protected-членом класу derived, що робить його недоступним за його межами. */
- •Void showX() {cout« х « endl;}
- •Void showY() {cout« у « endl;}
- •Int mainO
- •Int mainO
- •Int mainO
- •Int mainO
- •Int mainO
- •Int mainO
- •Int mainO
- •Int mainO
- •Int mainO
- •Int mainO
- •Int mainO
- •Успадкування віртуальних функцій
- •Void Show() {cout« Суг("Другий похідний клас.") « endl;}
- •Virtual void Show() {cout« Суг("Базовий клас.") « endl;}
- •Void Show() {cout« Суг("Перший похідний клас. ")« endl;}
- •Int mainO
- •Virtual void ShowO {cout« Суг("Базовий клас.") « endl;}
- •Void Show() {cout« Суг("Перший похідний клас. ")« endl;}
- •Int mainO
- •Void Show()
- •Void Show()
- •Int mainO
- •Void Show()
- •Void Show()
- •Int mainO
- •Void swapAb(aType &а, аТуре &b)
- •Int mainO
- •Приклад створення узагальненого класу для організації безпечного масиву
- •Int mainO
- •Використання в узагальнених класах аргументів, що не є узагальненими типами
- •Використання в шаблонних класах аргументів за замовчуванням
- •Int mainO
- •Механізм реалізації безпосередньо заданої спеціалізації класів
- •Int mainO
- •Основні особливості оброблення виняткових ситуацій
- •Системні засоби оброблення винятків
- •Xtest(1);
- •Xtest(2);
- •Перехоплення винятків класового типу
- •Використання декількох catch-наетанов
- •Варіанти оброблення винятків
- •Перехоплення всіх винятків
- •Накладання обмежень на тип винятків, які генеруються функціями
- •Int mainO
- •Xhandler(o); // Спробуйте також передати функції XhandlerO аргументи 1 і 2.
- •Void Xhandler(int test) throw 0
- •Повторне генерування винятку
- •Int mainO
- •Int mainO
- •Механізми перевизначення операторів new і delete
- •Void *р;
- •Void *p;
- •Int mainO
- •Класи потоків
- •Особливості механізмів перевизначення операторів введення-виведення даних
- •Створення перевюначених операторів виведення даних
- •Int mainO
- •Використання функцій-"друзів" класу для перевюначення операторів виведення даних
- •Int х, у, z; //Тривимірні координати (тепер це private-члени) public:
- •Int mainO
- •Створення перевюначених операторів введення даних
- •Istream &operator»(istream &stream, kooClass &obj)
- •Cout«"Введіть координати X, у і z:
- •Stream » obj.X » obj.Y » obj.Z;
- •Istream &operator»(istream &stream, objectType &obj)
- •// Код операторної функції введення даних
- •Class kooClass {// Оголошення класового типу int х, у, z; // Тривимірні координати
- •Istream &operator»(istream &stream, kooClass &obj)
- •Int mainO
- •Void unsetf(fmtflags flags),
- •Void showflags(ios::fmtflags f); // Відображення поточного стану опцій
- •Int mainO
- •Ios::fmtflags f; // Оголошення параметру для поточного стану опцій
- •Int mainO
- •Створення власних маніиуляторних функцій
- •Організація файлового введення-виведення даних
- •Відкриття та закриття файлу
- •Зчитування та запис текстових файлів
- •Ifstream in(argv[1], ios::in | ios::binary); if(!in){
- •In.CloseO; getchO; return 0;
- •Int mainO
- •Зчитування та записування у файл блоків даних
- •Int mainO
- •Ifstream inftest", ios::in | ios::binary); if(!in){
- •Використання функції eof() для виявлення кінця файлу
- •If(!in.Eof()) cout« ch;
- •In.CloseO; getchO; return 0;
- •Int main(int arge, char *argv[])
- •Ifstream f1(argv[1], ios::in | ios::binary); if(!f1) {
- •Ifstream f2(argv[2], ios::in | ios::binary);
- •Int main(int arge, char *argv[])
- •Ifstream in(argv[1], ios::in | ios::binary); if(!in){
- •In.Seekg(atoi(argv[2]), ios::beg); while(in.Get(ch)) cout« ch; getchO; return 0;
- •Int х, у, z; // Тривимірні координати; вони тепер закриті public:
- •Int mainO
- •Virtual void Fun() {}; // Робимо клас Base поліморфним
- •Int mainO
- •Virtual void FunO {cout«"у класі Base"« endl;}
- •Int mainO
- •Virtual void FunO {}
- •Void derivedOnlyO {cout«"Це об'єкт класу Derived"« endl;}
- •Int mainO
- •Void Fun(const int *р)
- •Int mainO
- •Namespace ns { int d;
- •Застосування настанови using
- •Int Comp(const void *а, const void *b);
- •Int mainO
- •Int Comp(const void *a, const void *b)
- •Int mainO
- •Int Fun10 const; // const-функція-член
- •Int PutO const; return c; // Все гаразд
- •Int mainO
- •0Bj.Set(1900); cout « Obj.PutO;
- •Void setJ(int х) const // Наступна функція не відкомпілюється.
- •Int а; public:
- •Int mainO
- •Int mainO
- •Int mainO
- •Int mainO
- •Int myClass::*dp; // Покажчик на int-члена класу void (myClass::*fp)(int X); // Покажчик на функцію-члена
- •Int mainO
- •Механізми роботи з векторами
- •Int mainO
- •1 234 5 678 9 10 11 12 13141516 17 1819 Вміст подвоєно:
- •Int mainO
- •Int mainO
- •Int mainO
- •Int mainO
- •Int mainO
- •Символи н
- •Символів представляють голосні звуки.
- •Int mainO
- •Int mainO
- •Int mainO
- •Void getaLine(string& inStr); // Отримання рядка тексту char getaCharO; //Отримання символу
- •Int aptNumber; // Номер кімнати мешканця
- •Void DisplayO; // Виведення переліку мешканців
- •Int aptNo; float rent[12]; public:
- •Void setRent(int, float); // Запис плати за місяць
- •Void insertRent(int, int, float); void DisplayO;
- •Int month, day; string category, payee; float amount; expense() {}
- •Int mainO
- •Void rentRecord::insertRent(int aptNo, int month, float amount)
- •SetPtrsRr.Insert(ptrRow); // Занести рядок вектор
- •If( setPtrsRr.Empty())
- •Else // Інакше
- •Int month, day; string category, payee; float amount;
- •«" 'Є' для запису витрат:";
- •Навчальний посібник
Поняття про універсальну мову моделювання
Універсальну мову моделювання (Unified Modeling Language - UML) можна умовно назвати графічною мовою, призначеною для моделювання структури комп'ютерних кодів програм. У програмуванні під моделюванням розуміють процес розроблення наочної візуальної інтерпретації будь-якого процесу, в т.ч. і структури програмного продукту. Окрім цього, мова UML дає змогу створювати подібну інтерпретацію кодів програм високорівневої ієрархічної організації.
Родоначальниками мови UML стали три незалежні мови моделювання, розробниками яких були відповідно Граді Буч1, Джеймс Рембо і Івар Джекоб- сон2. У кінці 90-х років XX ст. вони об'єднали свої розробки, внаслідок чого отримали продукт під назвою універсальна мова моделювання (UML), яка була схвалена OMG (Object Management Group) консорціумом компаній, які визначають промислові стандарти.
Яка ж основна необхідність використання UML при створенні сучасного програмного продукту? По-перше, часто буває важко встановити взаємовідносини між частинами великої програми за допомогою тільки безпосереднього аналізу її коду. Як уже зазначалося раніше, ООП є прогресивнішим, ніж структурне. Але навіть при цьому підході для того, щоби розібратися в конкретних функціональних діях сучасного програмного продукту, необхідно, як мінімум, уявляти собі зміст його програмного коду. Проблема аналізу коду програми полягає в тому, що він є дуже детальним. Набагато простіше було б поглянути на його загальну структуру, яка відображає тільки основні частини програми і їх взаємодію. ЦМЬ забезпечує таку можливість.
Найбільш важливим засобом ИМЬ є набір різних видів діаграм. Діаграми класів ілюструють відносини між різними класами, діаграми об'єктів - між окремими об'єктами, діаграми зв'язків відображають зв'язки між об'єктами у часі і т.д. Усі ці діаграми, по суті, відображають погляди на структуру програми і її функціонування з різних точок зору.
Окрім ілюстрації структури коду програми, ЦМЬ має немало інших корисних можливостей. У деяких розділах цього посібника йдеться про те, як за допомогою ИМЬ можна розробити первинну структуру коду програми. Фактично ИМЬ можна використовувати на всіх етапах реалізації проекту - від усвідомлення та аналізу завдання, розроблення та відлагодження програми до документування, тестування і підтримки.
Проте не варто розглядати мову ИМЬ як засіб розроблення програмного продукту. Середовище ИМЬ є тільки засобом для ілюстрації структури проекту, який розробляється. Незважаючи на можливість застосування середовища ЦМЬ до будь-якої мови програмування, однак вона є найбільш корисною під час застосування об'єктно-орієнтованого програмування мовою С++.
•к к к
ООП є способом організації коду програми. Основну увагу під час його вивчення приділено організації програми, а не питанням написання коду програми. Головним компонентом об'єктно-орієнтованого коду програми є об'єкт, який містить глобальні дані та функції для роботи з ними. Клас є формою або зразком для визначення множини схожих між собою об'єктів.
Механізм успадкування дає змогу створювати нові класи на основі наявних класів, не вносячи змін у останні. Породжений клас успадковує всі дані та функції свого попередника, але має також і свої власні дані та функції. Успадкування уможливлює повторне використання коду програми, тобто внесення одного разу розробленого класу в будь-які інші коди програм.
Мову програмування С++ створено внаслідок розширення мови С, яка дає змогу реалізувати концепцію ООП, а також містить деякі додаткові можливості. Частина засобів мови С, незважаючи на їх підтримку мови С++, визнано застарілими в контексті нових підходів до програмування і тому використовується рідко, як правило, замінюється новішими засобами мови С++. Внаслідок цього відмінності між мовами С і С++ є набагато значнішими, ніж це здається на перший погляд.
Універсальна мова моделювання (ЦМЬ) є стандартизованим засобом візу алізації структури і функціонування коду програми за допомогою діаграм.
Ідеї, які розглядалися в цьому розділі, конкретизуються у міру вивчення ООП мовою С++. Можливо, в процесі ознайомлення з іншими розділами цього навчального посібника Ви відчуєте потребу повернутися до матеріалу, викладеного в цьому розділі або у першій книзі [9].
Розділ 2. КЛАСИ - ОСНОВА ОБ’СБТНО- ОРІСНТОВАНОГО ПРОГРАМУВАННЯ
У цьому розділі ми познайомимося з таким поняттям ООП як класом. Клас - це основа С++-підтримки ООП, а також ядро багатьох складних програмних засобів. Клас - це базова одиниця інкапсуляції (поєднання даних і дій над ними в єдине ціле), яка забезпечує механізм побудови об'єктів.