- •Экзамен 374 Предварительные рассуждения Вступительное слово
- •Исторические факты
- •Начнем!
- •Проба пера
- •Открытие сохраненного проекта
- •Вывод данных
- •Типы данных
- •Хороший стиль программирования
- •Переменные и константы
- •Практический пример
- •Ввод данных
- •Например:
- •Пример:
- •Арифметические операции с числами
- •Литералы
- •Некоторые примеры
- •Домашнее задание
- •Напишите программу, которая вводит число из трех цифр, разделяет число на отдельные цифры и печатает их отдельно друг от друга с тремя пробелами между ними. Преобразование типов
- •Перечисляемые типы
- •Типичная ошибка
- •Хороший стиль программирования
- •Типичная ошибка
- •Выражения
- •Оператор if
- •Структура программы
- •Логические операции
- •Структура множественного выбора switch
- •Практический пример
- •Цикл for
- •Практический пример
- •Цикл do-while
- •Домашнее задание
- •Вызов функции
- •Прототипы функций
- •Разбор программы
- •Область видимости
- •Аргументы по умолчанию
- •Встраивание
- •Перегрузка функций
- •Учебный пример перегруженных функций. Иллюстрация перегрузки
- •Результат работы программы
- •Практические примеры
- •Домашнее задание
- •Примеры домашней работы урока 1 Пример №1
- •Как работает программа
- •Пример №2
- •Как работает программа
- •Примеры домашних работ на создание функций Пример №1
- •Как работает программа
- •Пример №2
- •Как работает программа
- •Массивы
- •Объявление массивов
- •Примеры использования массивов
- •Программа 1
- •Программа 2
- •Обратите внимание!
- •Типичная ошибка программирования
- •Типичная ошибка программирования
- •Программа 3
- •Типичная ошибка программирования
- •Замечание по технике программирования
- •Программа 4
- •Программа 5
- •Программа нахождения минимального и максимального элементов массива
- •Сортировка массивов
- •Домашнее задание
- •Что такое указатели?
- •За кулисами...
- •Как работать с указателями?..
- •Зачем нужны указатели?
- •Указатели и Массивы.
- •Примеры задач
- •Пример 1
- •Пример 2
- •Пример 3
- •Указатели - аргументы функций.
- •Ссылочные параметры
- •Примеры решения задач
- •Домашнее задание
- •Операторы свободной памяти new и delete
- •Функции работы со строками из библиотеки обработки строк
- •Пример 1.
- •Пример2
- •Пример 3
- •Пример задачи на новый материал
- •Домашнее задание
- •Двухмерные массивы, как частный случай многомерных массивов
- •Программа.
- •Результаты работы программы.
- •Многомерные динамические массивы
- •Пример на многомерные динамические массивы
- •Домашнее задание
- •Рекурсия
- •Рекурсии или итерации
- •Указатели на функции
- •Пример №1
- •Результат выполнения программы:
- •Пример №2
- •Результат выполнения программы
- •Пример №3
- •Результаты выполнения программы
- •Определения структур
- •Пример #1 на использование структур
- •Пример #2 на использование структур
- •Оператор указателя на структуру
- •Домашнее задание
- •Тест по c Группа ___________________ф. И. О. ______________________
- •Объектно-ориентированное программирование.
- •Наследование (Inheritance).
- •Инкапсуляция (Encapsulation).
- •Определение класса
- •Конструкторы и деструкторы Инициализация объектов класса: конструкторы
- •Основное назначение конструкторов - инициализация объектов.
- •Использование конструкторов с аргументами по умолчанию
- •Если параметры не передаются конструктору, в определении объекта не нужно включать пустые круглые скобки.
- •Использование деструкторов
- •Когда вызываются конструкторы и деструкторы.
- •Домашнее задание
- •Конструктор копирования
- •Синтаксис конструктора копирования
- •Памятка
- •Пример использования конструктора копирования.
- •Перегруженные конструкторы
- •Экскурс в историю
- •Послесловие к примеру
- •Маленькое замечание
- •Домашнее задание
- •Создание класса ''строка''
- •Перегрузка операций.
- •Общие принципы перегрузки операторов.
- •Преобразования, определяемые классом
- •Пример строкового класса с перегруженными операторами
- •Домашнее задание
- •Дружественные функции (Friend Functions)
- •Пример строкового класса с перегруженными операторами и дружественными функциями
- •Перегрузка операторов new и delete
- •Перегрузка оператора индексирования
- •Класс вектор. Часть1.
- •Класс вектор. Часть 2.
- •Класс вектор. Часть 3.
- •Домашнее задание
- •Наследование (Inheritance). Часть 1.
- •Наследование (Inheritance). Часть 2.
- •Множественное наследование (multiple inheritance)
- •Пример множественного наследования
- •Домашнее задание
- •Статические члены данных
- •Раннее и позднее связывание
- •Виртуальные функции
- •Пример.
- •Абстрактные классы
- •Виртуальный базовый класс
- •Практический пример
- •Домашнее задание
- •Потоки ввода-вывода.
- •Iostream.H: stream - поток, "I" - сокр. Input - ввод, "o" - сокр. Output - вывод.
- •Предопределенные потоки.
- •Операции помещения в поток и извлечения из потока.
- •Файловый ввод-вывод с применением потоков.
- •Конструкторы файловых потоков.
- •Функции для открытия и закрытия файлов.
- •Функции для обмена с потоками.
- •Часто применяемые функции потока.
- •Ввод/вывод массива в/из файл(-а).
- •Практический пример: перекодировка файла.
- •Домашнее задание
- •Немного о файлах...
- •И снова файлы...
- •Пример "Телефонная книга"
- •Файл abonent.H
- •Форматирование данных при обменах с потоками.
- •Состояние потока.
- •Использование аргументов командной строки.
- •Ввод/вывод в с.
- •Домашнее задание
- •Определение шаблонов функций
- •Переопределение шаблонов функций
- •Шаблоны классов
- •Шаблонный класс вектор
- •Шаблонный класс вектор
- •Шаблонный класс вектор
- •Введение
- •Обработка исключительных ситуаций
- •Практический пример
- •Программа
- •Домашнее задание
- •Экзамен
Определение класса
Класс языка С++ очень похож на структуру. Для понимания классов С++ полезно сначала обсудить использование структур (более детальное описание структур смотрите в одном из предыдущих занятий).
Структуры языка С позволяют сгруппировать набор связанных переменных-членов. Например, если создан прямоугольник, удобно хранить его координаты в виде структуры, определенной следующим образом:
struct Rectangle
{
int Left;
int Top;
int Right;
int Bottom;
};
Далее можно определить функцию рисования прямоугольника.
void DrawRectangle(Rectangle Rect)
{
Line (Rect.Left, Rect.Top, Rect.Right, Rect.Top);
Line (Rect.Right, Rect.Top, Rect.Right, Rect.Bottom);
Line (Rect.Right, Rect.Bottom, Rect.Left, Rect.Bottom);
Line (Rect.Left, Rect.Bottom, Rect.Left, Rect.Top);
}
В этом примере Line - гипотетическая (т.е. вымышленная) функция, которая позволяет рисовать линию от точки, заданной первыми двумя координатами, до точки, определенной вторыми двумя координатами. Такая функция может быть определена где-либо в программе или вызвана из библиотеки функций. Наконец, чтобы задать прямоугольник в определенном месте, нужно определить и инициализировать переменную типа Rectangle, а затем передать ее в функцию DrawRectangle.
Rectangle Rect={25,25,100,100};
DrawRectangle(Rect);
Класс языка С++ позволяет определить не только семейство компонентов данных, но и функции, работающие с этими данными. В С++ можно совместить координаты прямоугольника и функции рисования прямоугольника внутри определенного класса, что и показано в следующем примере:
class CRectangle
{
int Left;
int Top;
int Right;
int Bottom;
void DrawRectangle()
{
Line (Left, Top, Right, Top);
Line (Right, Top, Right, Bottom);
Line (Right, Bottom, Left, Bottom);
Line (Left, Bottom, Left, Top);
}
};
Компоненты данных, определенные внутри класса, называются переменными-членами класса (иногда их называют также полями данных). Функции, определенные внутри класса, называются функциями-членами или методами класса. В нашем примере переменные-члены - Left, Top, Right и Bottom, а функция-член - Draw(). Обратите внимание: функция член может содержать ссылку на любую переменную класса, не используя при этом специальный синтаксис.
Определение класса предоставляет компилятору проект класса, но в действительности место в памяти не резервируется. Чтобы зарезервировать память и создать переменную, нужно задать определение типа
CRectangle Rect;
Это определение создает экземпляр класса CRectangle, который также называют объектом. Экземпляр Rect класса CRectnagle занимает собственный блок памяти и может использоваться для хранения данных и выполнения операций над ними. Как и переменная встроенного типа, объект существует, пока поток управления не выходит за пределы области видимости его определения (например, если объект определен внутри функции, то он уничтожается при выходе из нее). Определение класса должно предшествовать определению и использованию экземпляра класса. Заметим, что можно создать произвольное число экземпляров данного класса.
После создания экземпляра класса организуется доступ к переменным-членам и функциям-членам класса. При этом используется синтаксис, подобный применяемому для работы со структурами. Однако при наличии одного только определения класса СRectangle программа не сможет обратиться ни к одному из его членов, так как по умолчанию все переменные и функции, принадлежащие классу, определены как закрытые (private). Это означает, что они могут использоваться только внутри функций-членов самого класса. Так, для функции Draw() разрешен доступ к переменным-членам Top, Left, Right и Bottom, потому что Draw() - функция-член класса. Для других частей программы, таких как функция main(), доступ к переменным-членам или вызов функции-члена Draw() запрещен.
С использованием спецификатора доступа public можно создать открытый член класса, доступный для использования всеми функциями программы (как внутри класса, так и за его пределами). Например, в следующем варианте класса CRectangle все члены являются открытыми.
class CRectangle
{
public:
int Left;
int Top;
int Right;
int Bottom;
void DrawRectangle()
{
Line (Left, Top, Right, Top);
Line (Right, Top, Right, Bottom);
Line (Right, Bottom, Left, Bottom);
Line (Left, Bottom, Left, Top);
}
};
Спецификатор доступа применяется ко всем членам, расположенным после него в определении класса (пока не встретиться другой спецификатор доступа). Теперь, когда все члены класса CRectangle открыты, доступ к ним возможен с использованием оператора "." (точка) .
CRectangle Rect; //определение объекта CRectangle
Rect.Left=5; //присваивание значений переменным-членам
Rect.Top=10;
Rect.Right=100;
Rect.Bottom=150;
Rect.Draw(); //создание прямоугольника
Согласно принципам инкапсуляции внутренние структуры данных, используемые в реализации класса, не должны быть доступны пользователю класса непосредственно. Однако наша последняя реализация класса CRectangle явно нарушает этот принцип, так как пользователь может непосредственно читать или модифицировать любые переменные-члены. Чтобы не нарушать правила сокрытия данных класс СRectangle должен быть определен так, чтобы иметь доступ к функциям-членам (в нашме примере - это функция Draw()), но не иметь доступа к внутренним переменным-членам, используемым этими функциями (Left, Top, Bottom, Right)
class CRectangle
{
private:
int Left;
int Top;
int Right;
int Bottom;
public:
void DrawRectangle()
{
Line (Left, Top, Right, Top);
Line (Right, Top, Right, Bottom);
Line (Right, Bottom, Left, Bottom);
Line (Left, Bottom, Left, Top);
}
};
Спецификатор доступа private делает переменные, определенные позже, закрытыми. Таким образом они доступны только функциям-членам класса. Подобно спецификатору доступа public, спецификатор private воздействует на все объявления, стоящие после него, пока не встретится другой спецификатор. Следовательно, такое определение делает переменные Left, Top, Right, Bottom закрытыми, а функцию Draw() - открытой. Наверное, Вы догадались, что спецификатор доступа private, не требуется помещать в начале определения класса, потому что члены класса по умолчанию являются закрытыми. Однако включение спецификатора private облегчает чтение программы.
Следующий код иллюстрирует как корректное, так и некорректное обращение к членам очередного варианта класса CRectangle.
void main()
{
CRectangle Rect; //Определение объекта CRectangle
Rect.Left=5; //ОШИБКА! Нет доступа к ЗАКРЫТОМУ члену
Rect.Top=5; //ОШИБКА!
Rect.Draw(); //допускается (но координаты не определены!)
}
Теперь, когда пользователю класса запрещен прямой доступ к переменным-членам, класс должен предоставить альтернативное средство указания координат перед созданием прямоугольника. Хороший способ для этого - предоставление открытой функции-члена, принимающей требуемые значения координат и использующей эти значения для установки переменных-членов. Например:
void SetCoord (int L, int T, int R, int B)
{
Left=L;
Right=R;
Top=T;
Bottom=B;
}
Добавим эту функцию в радел public определения класса СRectangle. Теперь класс CRectangle можно использовать для создания прямоугольника.
void main()
{
CRectangle Rect; //Определение объекта CRectangle
Rect.SetCoord(30,30,100,100); //установка координат прямоугольника
Rect.Draw(); //отображение прямоугольника
}
Напрашивает следующий вопрос: "Может проще было бы "просто" присвоить членам-переменным значения и не мучаться?". "Проще" - может быть, а вот проблем было бы еще больше! Очевидное преимущество инкапсуляции заключается в том, что она позволяет разработчику проверить правильность любых значений, присваиваемых переменным-членам, и тем самым предотвратить ошибки программирования! Другое преимущество управления доступом к внутренним структурам данных заключается в том, что автор класса может свободно изменить способ представления этих данных, не изменяя другие части программы, использующие класс.