Wyklad_Inf 18.03.2009.pdf

Informatyka

• Dr inż. Lucjan Miękina

• Katedra Robotyki i Mechatroniki

• D-1, p.412, tel. 012 617 3510

• E-mail: miekina@agh.edu.pl

• Strona www: http://galaxy.uci.agh.edu.pl/~miekina

Obiektowe programowanie w języku C++

Język C został uzupełniony o tzw. rozszerzenie obiektowe, umożliwiające i wspierające

programowanie zorientowane obiektowo (OOP). Realizowane to jest przez wprowadzenie

szeregu nowych słów kluczowych i mechanizmów języka.

Rozwój technik programowania:

• liniowe - brak procedur i funkcji, wykorzystanie instrukcji skoku warunkowego i

bezwarunkowego jako substytutów strukturalizacji. Realizowane przez język maszynowy,

assembler i wczesne wersje Basic-a.

• proceduralne - opiera się na przepływie danych przez odpowiednio dobrane procedury i

funkcje, realizujące cząstkowe zadania przetwarzania tych danych. Obowiązuje schemat:

Wybierz procedurę realizującą operację na danych, do kodowania procedury użyj

najlepiej dostosowanego algorytmu . Języki : Fortran, Algol, Pascal, C, Ada, itd.

• modułowe - wymienione wyżej języki proceduralne zawierają wsparcie do modularnego

programowania, które opiera się na wyodrębnieniu części reprezentacji problemu w postaci

modułu, będącego zbiorem metod (funkcji) i danych, na których te metody operują (stałe,

zmienne). Najbardziej istotną nową cechą podejścia modułowego jest możliwość ukrycia

danych modułu przed nieautoryzowanym dostępem.

•

obiektowe - gdzie położono nacisk na :

–

tworzenie reprezentacji problemu w postaci zbliżonej do niego samego

–

łatwą konserwację i rozbudowę oprogramowania

–

możliwość wielokrotnego użycia modułów programowych (ang. reusability )

–

lepsze wsparcie dla budowy dużych systemów i pracy grupowej

•

komponentowe , będące dalszą ewolucją obiektów w kierunku zgodności na poziomie

binarnym, a nie źródłowym. Oznacza to, że tworzy się komponenty poddane kompilacji i

konsolidacji (a więc gotowe do użycia), które zapewniają jednolity interfejs do usług,

których dostarczają.

Cechy obiektowego podejścia do programowania.

Niezależnie od języka implementacji, istnieją ogólne zasady obiektowego podejścia do tworzenia

oprogramowania, nazywane modelem obiektowym . Składa się on z poniższych pojęć:

 obiekt – każdy byt (pojęcie lub rzecz), mający znaczenie w dziedzinie zastosowania

 klasa – uogólnienie zbioru obiektów, mających takie same atrybuty, operacje i znaczenie. Jeśli pewne

klasy mają wspólną część, to powinna ona być ich wspólną klasą bazową ( lub inaczej nadklasą) .

 komunikat (ang. message ) – specyfikacja wymiany informacji między obiektami, zawierająca zlecenie

wykonania określonej operacji lub wymiany danych.

 abstrakcja proceduralna i abstrakcja danych - polega na ukrywaniu nieistotnych cech obiektu w

trakcie operacji z nim związanych, dzięki temu że obiekt może być wyposażony w wiedzę o swych

operacjach. Dzięki temu ułatwia się operacje i unika błędów, a także skraca się notację - można lepiej

panować nad złożonymi systemami lub algorytmami.

 hermetyzacja (ang. encapsulation ) - polega na selektywnym dostępie do szczegółów obiektu

(atrybutów i operacji) i dzięki temu zapewnieniu niezależności (braku niepotrzebnych sprzężeń).

Prywatne atrybuty i operacje są niedostępne dla otoczenia, stanowiąc elementy wewnętrznego

mechanizmu działania obiektu. Publiczne atrybuty i operacje są dostępne dla otoczenia, umożliwiając

odwoływanie się do obiektu za pomocą komunikatów. Chronione atrybuty i operacje są dostępne w

ciągu podklas danej klasy.

 dziedziczenie (ang. inheritance ) - polega na przejmowaniu cech pewnych obiektów przez inne, z

równoczesnym dodawaniem nowych cech - tworzenie tzw. specjalizacji . Oznacza to

przyporządkowanie atrybutów i operacji do klas zgodnie z hierarchiczną zależnością, jakiej podlegają

klasy. Dzięki temu można budować systemy złożone, lecz elastyczne w zastosowaniu.

•

polimorfizm (ang. polymorphism ) – polega na nadaniu takiej samej nazwy różnym atrybutom i

operacjom w klasach należących do jednej hierarchii (od nadklasy przez wszystkie podklasy). Pozwala

m.in. na wywołanie tzw. wirtualnej metody (procedury lub funkcji), która może mieć różne znaczenie

w zależności od kontekstu wywołania.

Języki realizujące wsparcie dla techniki programowania obiektowego .

Zestawienie według popularności w zastosowaniach:

C++, Java, Pascal, Ada 95, SmallTalk, Modula,

W oparciu o wymienione zasady modelu obiektowego, powstaje język bardziej zbliżony do

opisywanego problemu (w odróżnieniu od zbliżonego do maszyny).

Dzięki tym założeniom program obiektowo zorganizowany może się składać prawie wyłącznie z

deklaracji zmiennych obiektowych ( instancji ); w trakcie tych deklaracji wykonywane są

wszystkie operacje inicjalizacji obiektów (definiowania ich stanu początkowego), tak by

mogły one zacząć funkcjonować w otoczeniu innych obiektów. Dalsze funkcjonowanie

każdego obiektu polega na odbiorze komunikatów wysyłanych przez inne obiekty i

odpowiednim ich przetwarzaniu, w ramach którego możliwe jest również wysyłanie

własnych komunikatów, czyli oddziaływanie na otoczenie. Taki model daje większe

możliwości, co jest związane głównie z decentralizacją funkcjonalności (każda klasa

odpowiada za swoją część operacji złożonego systemu) i nie jest potrzebny żaden

nadrzędny mechanizm, który musiałby być odpowiednio bardziej złożony.

Typ obiektowy (klasa).

Klasa może być traktowana jako specjalny rodzaj typu strukturowego , składający się z:

• pól (jak w strukturze). Pola klasy służą do opisu stanu obiektu, a więc opisują jego

własności . Każdy typ obiektowy jest zwykle opisany unikalnym zbiorem własności.

• metod (będących w istocie funkcjami znanymi z języka C) zadeklarowanych wewnątrz

deklaracji klasy. Metody służą do wykonywania operacji zdefiniowanych dla typu

obiektowego, a więc definiują zachowanie się obiektu. Metody operują w założeniu na

polach dostępnych w klasie i mogą wywoływać inne metody klasy, a także funkcje

zewnętrzne.

Klasa jest blisko związana ze strukturą - po zamianie słowa kluczowego struct na słowo class z

deklaracji struktury uzyskuje się deklarację klasy. Ponieważ klasa jest uogólnieniem struktury,

więc większość właściwości struktur przechodzi na klasy (m.in. sposób deklarowania,

identyfikowania i dostępu do pól). W związku z tym dalej omawia się tylko te właściwości klas,

które nie wynikają z opisu struktur.

UWAGA: W języku C++ struktura może mieć funkcje.

Składnia deklaracji klasy.

Deklaracja klasy pierwotnej (czyli nie wywodzącej się z innej, już wcześniej zdefiniowanej) ma

postać:

class <Name> {

[ public :]

[lista deklaracji pól/metod publicznych]

[ protected :]

[lista deklaracji pól/metod chronionych]

[ private :]

[lista deklaracji pól/metod prywatnych]

};

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: