=1=STL, pola i metody statyczne, diagramy UML,...

Wybrane klasy z bilioteki standardowej szablonów (STL)Elementy statyczne – zmienne, pola klas, metody

Języki modelowaniaOd ogółu do szczegółu – Dziedziczenie klas

STL, pola i metody statyczne, diagramy UML,dziedziczenie

Bogdan [email protected]

Katedra Cybernetyki i RobotykiWydział Elektroniki

Politechnika Wrocławska

Kurs: Programowanie obiektowe

Copyright c©2018 Bogdan Kreczmer

Niniejszy dokument zawiera materiały do wykładu dotyczącego programowania obiektowego. Jest onudostępniony pod warunkiem wykorzystania wyłącznie do własnych prywatnych potrzeb i może on być kopiowanywyłącznie w całości, razem z niniejszą stroną tytułową.Programowanie obiektowe STL, pola i metody statyczne, diagramy UML, dziedziczenie



Niniejsza prezentacja została wykonana przy użyciu sys-temu składu LATEX oraz stylu beamer, którego autoremjest Till Tantau.

Strona domowa projektu Beamer:http://latex-beamer.sourceforge.net

Programowanie obiektowe STL, pola i metody statyczne, diagramy UML, dziedziczenie



Plan prezentacji1 Wybrane klasy z bilioteki standardowej szablonów (STL)

Szablony o dostępie sekwencyjnymSzablon std::vector<>Szablon std::list<>Jak przeglądać kolekcje – idea iteratora

2 Elementy statyczne – zmienne, pola klas, metodyZmienne globalne versus zmienne statyczneStatyczne pola klasyMetody statyczneRozmiar obiektów statycznych i przykłady użycia

3 Języki modelowaniaUML – geneza i przeznaczenieUML – DiagramyPodstawowe oznaczenia – diagram klas

4 Od ogółu do szczegółu – Dziedziczenie klasUszczegółowianie pojęć, a dziedziczenieDefiniowanie dziedziczenia w języku C++Sposoby dziedziczenia





vector – dynamiczna tablica,deque – kolejka wspierająca swobodny dostęp do dowolnego ele-

mentu,list – lita dwukierukowa,forward list – lista jednokierunkowa,array – tablica o stałym rozmiarze,string – kontener znakowy





vec.front( ) – zwraca pierwszy element,vec.back( ) – zwraca ostatni element,vec[ i ] – zwraca i-ty element (zakres nie jest sprawdzany),vec.at( i ) – zwraca i-ty element (zakres jest sprawdzany, w przypadku błędu zgłaszany

jest wyjątek out of range),

vec.push back(e) – dodaje na koniec kopie elementu e (może powodowaæ realokację pamię-ci),

vec.pop back( ) – usuwa ostatni element i nie zwraca go (może powodowaæ realokację pa-mięci),

vec.size( ) – zwraca aktualną liczbę elementów,vec.max size( ) – zwraca największą możliwą ilość elementów jaką można zaalokować,vec.capacity( ) – zwraca największą możliwą ilość elementów bez realokacji,vec.reserve( ) – zwiększa pojemność jeśli nie jest wystarczająca.





vec.begin( ) – zwraca iterator wskazujący na pierwszy element,vec.end( ) – zwraca iterator wskazujący na pozycję za ostatnim elementem,vec.rbegin( ) – zwraca iterator dla iteracji odwrotnej wskazujący na ostatni element,vec.rend( ) – zwraca iterator dla iteracji odwrotnej wskazujący na pozycję przed pierw-

szym elementem,

std::vector<float> V1(6);float zm;for (int Ind=0; Ind < V1.size(); ++Ind) V1[Ind] = 13;for (std::vector<float>::iterator iter = V1.begin(); iter != V1.end(); ++iter) ∗iter = 13;





vec.begin( ) – zwraca iterator wskazujący na pierwszy element,vec.end( ) – zwraca iterator wskazujący na pozycję za ostatnim elementem,vec.rbegin( ) – zwraca iterator dla iteracji odwrotnej wskazujący na ostatni element,vec.rend( ) – zwraca iterator dla iteracji odwrotnej wskazujący na pozycję przed pierw-

szym elementem,

std::vector<float> V1(6);float zm;for (int Ind=0; Ind < V1.size(); ++Ind) V1[Ind] = 13;for (float &Elem : V1 ) Elem = 13;





Szablon listy dwukierunkowej

lst.front( ) – zwraca pierwszy element,lst.back( ) – zwraca ostatni element,

lst.push front(e) – dodaje na początek kopię elementu e,lst.pop front( ) – usuwa pierwszy element i nie zwraca go,lst.push back(e) – dodaje na koniec kopię elementu e,lst.pop back( ) – usuwa ostatni element i nie zwraca go,

lst.size( ) – zwraca aktualną liczbę elementów,lst.max size( ) – zwraca największą możliwą ilość elementów jaką można zaalokować,





Szablon listy dwukierunkowej

lst.begin( ) – zwraca iterator wskazujący na pierwszy element,lst.end( ) – zwraca iterator wskazujący na pozycję za ostatnim elementem,lst.rbegin( ) – zwraca iterator dla iteracji odwrotnej wskazujący

na ostatni element,lst.rend( ) – zwraca iterator dla iteracji odwrotnej wskazujący

na pozycję przed pierwszym elementem,list<TYP>::iterator – typ iteratora mogącego wprowadzić zmiany w obiektach listy,list<TYP>::const iterator – typ iteratora nie mogącego wprowadzać zmian

w obiektach listy.

std::list<float> Lst(6);

for (std::list<float>::iterator iter = Lst.begin(); iter != Lst.end(); ++iter) ∗iter = 13;for ( float &Elem : Lst ) Elem = 13;





Obiekty w liście – Tworzenie kopii

class Atrapa { // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .public:Atrapa( Atrapa const & ) { cout << ” == Konstruktor kopiujacy\n”; }Atrapa( ) { cout << ” ++ Konstruktor bezparametryczny\n”; }∼Atrapa( ) { cout << ”−− Destruktor \n”; }

}; // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

int main( ){

list <Atrapa> Lst;Atrapa A;

cout << ” ## Przed” << endl;Lst.push back(A);cout << ” ## Po” << endl;

}

Wynik działania programu:

++ Konstruktor bezparametryczny## Przed

== Konstruktor kopiujacy## Po−− Destruktor−− Destruktor

Elementy przekazywane do listy są kopiowane i ulegają destrukcji wraz z danymelementem listy.





Wzorzec listy dwukierunkowej std::list

class Atrapa { // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .public:Atrapa( Atrapa const & ) { cout << ” == Konstruktor kopiujacy\n”; }Atrapa( ) { cout << ” ++ Konstruktor bezparametryczny\n”; }∼Atrapa( ) { cout << ” --- Destruktor \n”; }

}; // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

int main( ){

list <Atrapa∗> Lst;Atrapa A;

cout << ” ## Przed” << endl;Lst.push back(&A);cout << ” ## Po” << endl;

}

Wynik działania:

++ Konstruktor bezparametryczny## Przed## Po−− Destruktor

W przypadku listy wskaźników na obiekty niszczenie elementów listy nie powodujejednoczesnej destrukcji samych obiektów.





Przeglądanie listy

struct Atrapa { // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .int Numer;

}; // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

int main( ){

list <Atrapa> Lst;

Lst.push back(Atrapa( )); // Tworzymy listę dwuelementowąLst.push back(Atrapa( ));

for (list<Atrapa>::iterator Iter = Lst.begin( ); Iter != Lst.end( ); ++Iter) {(∗Iter). Numer = 5;Iter–> Numer = 10;if ((∗Iter). Numer == 10) cout << ”!!! Ten warunek jest spełniony.” << endl;

}}

Iterator zapewnia bezpieczny dostęp do wszystkich elementów listy. Postać warunku końcalisty jest istotna, sposób inkrementacji operatora również.





Przeglądanie listy

struct Atrapa { // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .int Numer;

}; // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

int main( ){

list <Atrapa> Lst;

Lst.push back(Atrapa( )); // Tworzymy listę dwuelementowąLst.push back(Atrapa( ));

for ( Atrapa &Elem : Lst ) {Elem. Numer = 5;Elem. Numer = 10;if (Elem. Numer == 10) cout << ”!!! Ten warunek jest spełniony.” << endl;

}}

Iterator zapewnia bezpieczny dostęp do wszystkich elementów listy. Postać warunku końcalisty jest istotna, sposób inkrementacji operatora również.





Usuwanie elementu

class Atrapa { // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .public:Atrapa( Atrapa const & ) { cout << ” == Konstruktor kopiujacy\n”; }Atrapa( ) { cout << ” ++ Konstruktor bezparametryczny\n”; }∼Atrapa( ) { cout << ” --- Destruktor \n”; }

}; // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

int main( ){

list <Atrapa> Lst;Atrapa A;

cout << ” ## Przed ” << endl;Lst.push back(A);delete &Lst.front();cout << ” ## Po ” << endl;

}

Wynik działania:

++ Konstruktor bezparametryczny## Przed

++ Konstruktor kopiujacy−− Destruktor

Segmentation faultˆ̂ ˆ̂ ˆ̂ ˆ̂ ˆ̂ ˆ̂ ˆ̂ ˆ̂ ˆ̂

Samodzielne usuwanie elementu kolejki nie jest dopuszczalne. Operacje te muszą byćrealizowane za pośrednictwem zarządcy.





Sortowanie listy

struct ProstaKlasa { // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .int Numer;bool operator < (ProstaKlasa const &Arg2) { return Numer < Arg2. Numer; }ProstaKlasa( int Num=0 ): Numer(Num) { }

}; // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

int main( ){

list <ProstaKlasa> Lst;

Lst.push front(ProstaKlasa(5));Lst.push front(ProstaKlasa(2));Lst.push front(ProstaKlasa(7));

Lst.sort(); // Sortowanie zgodnie z operatorem ’<’Lst.reverse(); // Odwrócenie porządku

while (!Lst.empty()) {cout << Lst.front(). Numer << endl;Lst.pop front(); // Usuwamy pierwszy element

}}





Zbiór punktów

struct Wektor { int x, y; };

class ZbiorPunktow {public :

. . .private :

unsigned int Rozmiar;Wektor ∗ wPunkty;. . .

};. . .





Obiekt z dynamiczną tablicą elementów





Przeglądanie tablicy





Kontentery o różnej organizacji





Iterator – zunifikowane przeglądanie kolekcji elementów




Zmienne globalne versus zmienne statyczneStatyczne pola klasyMetody statyczneRozmiar obiektów statycznych i przykłady użycia










Zmienne globalne

#include <stdio.h>

int IloscPakietow = 0;

void WyslijPakiet( ){. . .printf(”Pakiet nr: %i\n”,++IloscPakietow);

}

int main( ){

WyslijPakiet( );WyslijPakiet( );· · ·WyslijPakiet( );return 0;

}





Zmienne globalne

#include <stdio.h>



}

int main( ){


}

Pakiet nr: 1Pakiet nr: 2Pakiet nr: 3





Zmienne globalne

#include <stdio.h>



}

int main( ){


}






Zmienne globalne

#include <stdio.h>



}

int main( ){

WyslijPakiet( );WyslijPakiet( );IloscPakietow = 10;WyslijPakiet( );return 0;

}






Zmienne lokalne

#include <stdio.h>

void WyslijPakiet( ){

int IloscPakietow = 0;. . .printf(”Pakiet nr: %i\n”,++IloscPakietow);

}

int main( ){

WyslijPakiet( );WyslijPakiet( );IloscPakietow = 10;PPP��

�PPP��PPP��

WyslijPakiet( );return 0;

}

?





Zmienne lokalne

#include <stdio.h>


int IloscPakietow = 0;. . .printf(”Pakiet nr: %i\n”,++IloscPakietow);

}

int main( ){




}






Zmienne statyczne

#include <stdio.h>


static int IloscPakietow = 0;. . .printf(”Pakiet nr: %i\n”,++IloscPakietow);

}

int main( ){




}


Zmienne statyczne w języku C pełnią rolę zmiennych globalnych z ograniczonymzakresem dostępu tylko do poziomu funkcji, w której są definiowane.





Zmienne statyczne

#include <iostream>


static int IloscPakietow = 0;. . .std::cout << ”Pakiet nr: ” << ++IloscPakietow << std::endl;

}

int main( ){



WyslijPakiet( );}


Identyczne znaczenie mają również w języku C++ .





Pola statyczne w klasie

class LaczeSieciowe { . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .public :

static int IloscLaczy;

LaczeSieciowe( ) { ++ IloscLaczy; }∼LaczeSieciowe( ) { −− IloscLaczy; }}; . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

int LaczeSieciowe :: IloscLaczy = 0;

int main( ){LaczeSieciowe Lacze1;

cout << Lacze1. IloscLaczy << endl;}

Pole statyczne pełni rolę zmiennej globalnej w ramach danej klasy. Istnieje tylkow jednym egzemplarzu niezależnie od wszystkich obiektów.












Musi być zadeklarowane oraz zainicjalizowane poza klasą w przestrzenizmiennych globalnych. Określony zostaje w ten sposób moment jego utworzenia.









int LaczeSieciowe :: IloscLaczy;



Czy brak inicjalizacji oznacza wartość przypadkową?












Pola statyczne typów wbudowanych zawsze inicjalizowane są wartością 0.










int main( ){

cout << LaczeSieciowe:: IloscLaczy << endl;}

Do pola statycznego można odwoływać się bez konieczności tworzenia obiektu,gdyż jest ono własnością klasy, a nie obiektu.










int main( ){LaczeSieciowe Lacze1, Lacze2;

cout << LaczeSieciowe:: IloscLaczy << endl;cout << Lacze1. IloscLaczy << endl;cout << Lacze2. IloscLaczy << endl;

}

Dlatego też każdy z tych trzech sposobówodwołania się do pola IloscLaczy jestodwołaniem się do tego samego obszarupamięci.










int main( ){

cout << LaczeSieciowe:: IloscLaczy << endl;

}

Aby móc odwołać się do polastatycznego, nie musi istnieć żadenobiekt. Pola statyczne istnieją niezależnieod poszczególnych obiektów.










int main( ){

LaczeSieciowe:: IloscLaczy += 1000000;

}

W tym konkretnym rozwiązaniudefiniowanie zmiennej statycznej w sekcjipublicznej nie jest dobrym rozwiązaniem.





Statyczne metody klasy

class LaczeSieciowe { . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .static int IloscLaczy;

public :LaczeSieciowe( ) { ++ IloscLaczy; }∼LaczeSieciowe( ) { −− IloscLaczy; }

}; . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .



cout << Lacze1. IloscLaczy << endl;

}

Bezwzględu na to, czy pole statycznezdefiniowane jest sekcji publicznej,czy też prywatnej, należy jezainicjalizować w miejscu definicji.Nie ma tutaj żadnego ograniczeniadostępu.








}; . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .



cout << Lacze1. IloscLaczy << endl;

}

Dla prób odwoływania się doprywatnego pola statycznego pozajego definicją obowiązują takie samereguły dostępu jak dla każdegoinnego pola.








}; . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .



cout << Lacze1. IloscLaczy << endl;cout << LaczeSieciowe:: IloscLaczy << endl;

}

Dotyczy to również prób odwołaniasię do takiego pola bez pośrednictwaobiektu.








int WezIloscLaczy( ) const { return IloscLaczy; }}; . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . .int main( ){LaczeSieciowe Lacze1;

cout << Lacze1.WezIloscLaczy( ) << endl;cout << LaczeSieciowe:: IloscLaczy << endl;

}

Można zdefiniować jednak zwykłąmetodę, która udostępni wartość tegopola. Wadą tego rozwiązania jest to,że taką metodę można wywołać tylkoza pośrednictwem obiektu danej klasy.







public :LaczeSieciowe( ) { ++ IloscLaczy; }∼LaczeSieciowe( ) { −− IloscLaczy; }static int WezIloscLaczy( ) { return IloscLaczy; }

}; . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . .int main( ){LaczeSieciowe Lacze1;

cout << Lacze1.WezIloscLaczy( ) << endl;cout << LaczeSieciowe::WezIloscLaczy( ) << endl;

}

Tej wady nie mają metody statyczne.Uwaga: Metody statyczne nie mogąbyć metodami typu const. Dlaczego?





Rozmiar obiektów statycznych

class LaczeSieciowe { . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .static int IloscLaczy;int ID;


}; . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

int main( ){

cout << sizeof (int) << endl;cout << sizeof (LaczeSieciowe) << endl;

}

Wynik działania:








}; . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

int main( ){


}

Wynik działania:

4








}; . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

int main( ){


}

Wynik działania:

44






class KlasaTestowa {static int Tab[10];int Pole1;int Pole2;

};

int KlasaTestowa:: Tab[10];

int main( ){KlasaTestowa ObTestowy;

}




UML – geneza i przeznaczenieUML – DiagramyPodstawowe oznaczenia – diagram klas










UML – Unified Modeling Language

Główni twórcy: Grady Booch, Ivar Jacobson, James Rumbaugh

1994 – zapoczątkowanie prac nad UML

1995 – pierwsza robocza wersja 0.8

1997 – zaakceptowanie wersji 1.1 przez OMG (Object Manag-ment Group)

1999 – opublikowanie wersji 1.3

2004/2005 – zaakceptowanie wersji 2.0

sierpień 2007 – opublikowanie wersji 2.1.1






Główni twórcy: Grady Booch, Ivar Jacobson, James Rumbaugh

1994 – zapoczątkowanie prac nad UML

1995 – pierwsza robocza wersja 0.8

1997 – zaakceptowanie wersji 1.1 przez OMG (Object Manag-ment Group)

1999 – opublikowanie wersji 1.3

2004/2005 – zaakceptowanie wersji 2.0

sierpień 2007 – opublikowanie wersji 2.1.1

Strona projektu: http://www.uml.org






UML jest językiem znormalizowanym, służącym do opisywaniaprojektu systemu.






UML jest językiem znormalizowanym, służącym do opisywaniaprojektu systemu. Może być stosowany do obrazowania, specy-fikowania, tworzenia i dokumentowania artefaktów powstałychpodczas procesu budowy systemu informatycznego.







UML służy do obrazowania, specyfikowania i dokumentowaniasystemów obiektowych.







UML służy do obrazowania, specyfikowania i dokumentowaniasystemów obiektowych.

UML jest przede wszystkim przeznaczony do wspomagania bu-dowy systemów informatycznych.






Przykładowe obszary zastosowań:

tworzenie systemów informatycznychprzedsiębiorstw,

usług bankowych i finansowych,

rozproszone usługi internetowe.





Przykłady diagramów

Rysunek: Diagram klas





Przykłady diagramów

Rysunek: Diagram klas modelujący strukturę firmyProgramowanie obiektowe STL, pola i metody statyczne, diagramy UML, dziedziczenie




Ważniejsze diagramy

W wersji 2.0 wyróżnia się 13 rodzai diagramów głównych i 4abstrakcyjne.






W wersji 2.0 wyróżnia się 13 rodzai diagramów głównych i 4abstrakcyjne.Najczęściej używane diagramy:

Przypadków użycia

Czynności

Klas

Sekwencji







Przypadków użycia – służy do obrazowania zachowaniasystemu, podsystemu lub klasy w taki sposób, żebyużytkownicy mogli zrozumieć, jak z tego bytu korzystać, aprogramiści mogli go zaimplementować.

Czynności

Klas

Sekwencji





Ważniejsze diagramy – diagram przypadków użycia







Przypadków użycia

Czynności – modeluje dynamiczne aspekty systemu.Demonstrują przepływ sterowania od operacji do operacji.

Klas

Sekwencji





Ważniejsze diagramy – diagram czynności







Przypadków użycia

Czynności

Klas – służy do obrazowania statycznych aspektówsystemu. Bierze się w nim pod uwagę wymaganiafunkcjonalne (usługi), jakie system powinien udostępniaćswoim użytkownikom.

Sekwencji





Ważniejsze diagramy – diagram klas







Przypadków użycia

Czynności

Klas

Sekwencji – służy do obrazowania dynamicznych aspektówsystemu. Demonstruje kolejność komunikatów w czasie,które przesyłają między sobą obiekty.





Ważniejsze diagramy – diagram sekwencji





Oznaczenia

Klasa —





Model klasy w UML





Model klasy w UML

Stereotyp umożliwia twórcy diagramu na zdefiniowanie metaelementu,który pozwala na uszczegółowienie znaczenia określonego elementupoprzez dodanie informacji związanych z jego charakterystyką.





Klasa Wektor – przykład modelu w UML

class Wektor {public :

double x, y;

double Norma( ) const { return sqrt(x∗x+y∗y); }};





Klasa LZespolona – przykład modelu w UML

class LZespolona {public :

double re, im;

LZespolona(double re nowa, double im nowa): re(re nowa), im(im nowa) { }LZespolona Sprzezenie( ) const { return LZespolona(re,-im); }LZespolona operator + (const LZespolona& Arg2) const ;

LZespolona operator ∗ (const LZespolona& Arg2) const ;

double Modul2() const { return re∗re + im∗im; }};





Klasa WektorZ – przykład modelu w UML

class WektorZ {public :LZespolona x, y;

WektorZ( ) { x.re = x.im = 0; y.re = y.im = 0; }double Norma( ) const;

};







WektorZ( ) { x.re = x.im = 0; y.re = y.im = 0; }double Norma( ) const { return sqrt((x∗x.Sprzezenie( )+y∗y.Sprzezenie( )).re); }

};







WektorZ( ) { x.re = x.im = 0; y.re = y.im = 0; }double Norma( ) const { return sqrt(x.Modul2( )+y.Modul2( )); }

};






class WektorZ {LZespolona Wsp[2];

public :

const LZespolona& operator [ ] (unsigned int Ind) const { return Wsp[Ind]; }LZespolona& operator [ ] (unsigned int Ind) { return Wsp[Ind]; }double Norma( ) const { return sqrt((∗this )[0].Modul2()+(∗this )[1].Modul2()); }

};





Oznaczenia

Klasa —





Oznaczenia

Klasa —

Kompozycja —





Kompozycja






class WektorZ {LZespolona Wsp[2];

public :

const LZespolona& operator [ ] (unsigned int Ind) const { return Wsp[Ind]; }LZespolona& operator [ ] (unsigned int Ind) { return Wsp[Ind]; }double Norma( ) const { return sqrt((∗this )[0].Modul2()+(∗this )[1].Modul2()); }

};





Oznaczenia

Klasa —

Kompozycja —

Agregacja —





Agregacja





Oznaczenia

Klasa —

Kompozycja —

Agregacja —

Zależność —

Powiązanie —




Uszczegółowianie pojęć, a dziedziczenieDefiniowanie dziedziczenia w języku C++Sposoby dziedziczenia










Kilka prostych pojęć

Figura geometryczna, Okrąg, Kwadrat





Wzajemne zależności

Figura geometryczna

Okrąg

Kwadrat






Figura geometryczna

Okrąg– jest figurą geometryczną inie jest kwadratem

Kwadrat






Figura geometryczna


Kwadrat – jest figurą geometryczną, i nie jestokręgiem






Figura geometryczna – może być kwadratem lub okręgiem


Kwadrat – jest figurą geometryczną, i nie jestokręgiem





Charakterystyczne cechy

Figura geometryczna

Okrąg

Kwadrat






Figura geometryczna pole powierzchni,obwód.

Okrąg

Kwadrat







Okrąg Jest figurą geometrycznąpole powierzchni,obwód.

Cechy szczególnedługość promienia.

Kwadrat







Okrąg Jest figurą geometrycznąpole powierzchni,obwód.


Kwadrat Jest figurą geometrycznąpole powierzchni,obwód.

Cechy szczególnedługość boku.





Dziedziczenie

Figura geometrycznapole powierzchni,obwód.

↗ ↖Okrąg

Jest figurą geometrycznąpole powierzchni,obwód.


KwadratJest figurą geometryczną

pole powierzchni,obwód.

Cechy szczególnedługość boku.





Dziedziczenie

Figura geometrycznapole powierzchni,obwód.

↗ ↖Okrąg

długość promienia.

Kwadrat

długość boku.





Dziedziczenie

Diagram klas w języku UML odzwierciedlający fakt dziedziczeniaklasy Figura Geometryczna przez klasy Okrąg i Kwadrat.





Zapis w języku C++

struct Figura Geometryczna { // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .double pole;double obwod;

}; // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

struct Okrag: Figura Geometryczna { // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .double promien;

}; // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

struct Kwadrat: Figura Geometryczna { // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .double dlugosc boku;

}; // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .





Równoważny zapis bez dziedziczenia

struct Figura Geometryczna { // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .double pole;double obwod;

}; // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

struct Okrag: Figura Geometryczna { // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .double pole;double obwod;double promien;

}; // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

struct Kwadrat { // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .double pole;double obwod;double dlugosc boku;

}; // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .





Dziedziczenie pozwala na odzwierciedlenie hierarchiimodelowanych pojęć i związków między nimi.

Dodatkową istotną korzyścią jest, to że możemy wprosty sposób wykorzystać kod dziedziczonej klasybazowej w klasie pochodnej.Bez dziedzicznie konieczne byłoby napisaniewielokrotnie tego samego kodu w klasachpochodnych.





Tryby dziedziczenia

Tryby dziedziczenia:• publiczny −→ class Klasa Pochodna: public Klasa Bazowa { ... };

• chroniony −→ class Klasa Pochodna: protected Klasa Bazowa { ... };

• prywatny −→ class Klasa Pochodna: private Klasa Bazowa { ... };

Klasa Pochodna:. . . Klasa Bazowa−→

class Klasa Pochodna: Klasa Bazowa . . . −→ class Klasa Pochodna: private Klasa Bazowa . . .

struct Klasa Pochodna: Klasa Bazowa . . . −→ struct Klasa Pochodna: public Klasa Bazowa . . .





Tryby dziedziczenia






struct Klasa Pochodna: Klasa Bazowa . . . −→ struct Klasa Pochodna: public Klasa Bazowa . . .Programowanie obiektowe STL, pola i metody statyczne, diagramy UML, dziedziczenie




Tryby dziedziczenia






struct Klasa Pochodna: Klasa Bazowa . . . −→ struct Klasa Pochodna: public Klasa Bazowa . . .





Tryby dziedziczenia






struct Klasa Pochodna: Klasa Bazowa . . . −→ struct Klasa Pochodna: public Klasa Bazowa . . .Programowanie obiektowe STL, pola i metody statyczne, diagramy UML, dziedziczenie




Dziedziczenie w trybie publicznym

Tryb dziedziczenia:

• publiczny −→ class Klasa Pochodna: public Klasa Bazowa{

. . .};

Klasa Pochodna:public Klasa Bazowa−→





Dostęp do pól w klasie pochodnej

class KlasaBazowa { // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .int PolePryw KBaz;

protected :int PoleChro KBaz;

public :int PolePubl KBaz;

}; //. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

class KlasaPochodna: public KlasaBazowa { // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .public :

void OdwolanieDoPol( );}; //. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

void KlasaPochodna::OdwolanieDoPol( ){

PolePubl KBaz = PoleChro KBaz = PolePryw KBaz = 0;}









}; //. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

class KlasaPochodna: public KlasaBazowa { // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .public :



PolePubl KBaz = PoleChro KBaz = PPP��PPP��PPP�� PPP��

�PPP��PPP��PolePryw KBaz= 0;

}

Pola i metody prywatne klasy bazowej sąniedostępne na poziomie metod klasypochodnej. Dostępne są natomiast pola imetody znajdujące się w sekcji chronionej ipublicznej. Własność ta nie zależy odsposobu dziedziczenia klasy bazowej.





Dostęp do pól obiektuclass KlasaBazowa { // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

int PolePryw KBaz;


public :int PolePubl KBaz;}; // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

class KlasaPochodna: public KlasaBazowa { . . . } // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

int main( ){KlasaBazowa ObBa;

ObBa. PolePryw KBaz = 1;PPP��

ObBa. PoleChro KBaz = 2;PPP��

ObBa. PolePubl KBaz = 3;}

int main( ){KlasaPochodna ObPo;

ObPo. PolePryw KBaz = 1;PPP��

ObPo. PoleChro KBaz = 2;PPP��

ObPo. PolePubl KBaz = 3;}





Dostęp do pól obiektuclass KlasaBazowa { // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

int PolePryw KBaz;



class KlasaPochodna: public KlasaBazowa { . . . } // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


ObBa. PolePryw KBaz = 1;PPP��

ObBa. PoleChro KBaz = 2;PPP��



ObPo. PolePryw KBaz = 1;PPP��

ObPo. PoleChro KBaz = 2;PPP��

ObPo. PolePubl KBaz = 3;}

W przypadku dziedziczenia w trybiepublicznym pola i metody klasy bazowej,które są niedostępne poza tą klasą. Sąrównież niedostępne w przypadku obiektuklasy pochodnej.





Dziedziczenie w trybie chronionym

Tryb dziedziczenia:

• chroniony −→ class Klasa Pochodna: protected Klasa Bazowa{

. . .};

Klasa Pochodna:protected Klasa Bazowa−→









}; //. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

class KlasaPochodna: protected KlasaBazowa { // . . . . . . . . . . . . . . . . . . .public :












}; //. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

class KlasaPochodna: protected KlasaBazowa { // . . . . . . . . . . . . . . . . . . .public :





}

Dziedziczenie w trybie chronionym nieogranicza dostępności pól i metod klasybazowej na poziomie metod klasypochodnej. Nie powoduje też, że pola imetody prywatne mogłyby stać się dostępnedla klasy pochodnej.





Dostęp do pól obiektuclass KlasaBazowa { // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

int PolePryw KBaz;


public :int PolePubl KBaz;}; // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

class KlasaPochodna: protected KlasaBazowa { . . . } // . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


ObBa. PolePryw KBaz = 1;PPP��PPP��PPP��

ObBa. PoleChro KBaz = 2;PPP��PPP��PPP��



ObPo. PolePryw KBaz = 1;PPP��PPP��PPP��

ObPo. PoleChro KBaz = 2;PPP��PPP��PPP��

ObPo. PolePubl KBaz = 3;PPP��PPP��PPP��

}






int PolePryw KBaz;



class KlasaPochodna: protected KlasaBazowa { . . . } // . . . . . . . . . . . . . . . . . . .









}

Dziedziczenie w trybie chronionym sprawia,że wszystkie komponenty klasy bazowejstają się niedostępne poza klasą pochodną.





Dziedziczenie w trybie prywatnym

Tryb dziedziczenia:

• prywatnym −→ class Klasa Pochodna: private Klasa Bazowa{

. . .};

Klasa Pochodna:private Klasa Bazowa−→









}; //. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

class KlasaPochodna: private KlasaBazowa { // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .public :












}; //. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

class KlasaPochodna: private KlasaBazowa { // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .public :





}

Dziedziczenie w trybie prywatnym, podobnie jakdziedziczenie i w trybach publicznym ichronionym, nie ogranicza dostępności pól i metodklasy bazowej na poziomie metod klasy pochodnej.Nie powoduje też, że pola i metody prywatnemogłyby stać się dostępne dla klasy pochodnej.






int PolePryw KBaz;



class KlasaPochodna: private KlasaBazowa { . . . } // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .









}






int PolePryw KBaz;



class KlasaPochodna: private KlasaBazowa { . . . } // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .









}

Dziedziczenie w trybie prywatnym,podobnie jak dziedziczenie w trybiechronionym, sprawia, że wszystkiekomponenty klasy bazowej stają sięniedostępne poza klasą pochodną.





Dostępność komponentów – dziedziczenie: tryp chroniony

class KlasaBazowa { // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .int PolePryw KBaz;



class KlasaPochodna: protected KlasaBazowa { } // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

class KlasaPochodna Nastepna: public KlasaPochodna { // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .public :

void OdwolanieDoPol( );}; // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

void KlasaPochodna Nastepna::OdwolanieDoPol( ){






Dostępność komponentów – dziedziczenie: tryp chroniony




class KlasaPochodna: protected KlasaBazowa { } // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .




PolePubl KBaz = PoleChro KBaz = PolePryw KBaz = 0;hhhhhhhhh

hhhhhhhhh

hhhhhhhhh

hhhhhhhhh(((((((

((

(((((((

((

(((((((

((

(((((((

((

}

Jeżeli klasa bazowa jest dziedziczona w trybiechronionym, to jej komponenty, które dostępne są wklasie pochodnej, będą dostępne również w klasiedziedziczącej klasę pochodną, zaś komponenty prywatnenie będą dostępne (niezależnie do trybu dziedziczenia).





Dostępność komponentów – dziedziczenie: tryp prywatny




class KlasaPochodna: private KlasaBazowa { } // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .









Dostępność komponentów – dziedziczenie: tryp prywatny




class KlasaPochodna: private KlasaBazowa { } // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .




PolePubl KBaz = PoleChro KBaz = PolePryw KBaz = 0;hhhhhhhhh

hhhhhhhhh

hhhhhhhhh

hhhhhhhhh(((((((

((

(((((((

((

(((((((

((

(((((((

((hhhhhhhhh

hhhhhhhhh

hhhhhhhhh

hhhhhhhhh(((((((

((

(((((((

((

(((((((

((

(((((((

((hhhhhhhhh

hhhhhhhhh

hhhhhhhhh

hhhhhhhhh(((((((

((

(((((((

((

(((((((

((

(((((((

((

}

Jeżeli klasa bazowa jest dziedziczona w trybieprywatnym, to jej komponenty, które dostępnesą w klasie pochodnej, nie będą dostępne wklasie dziedziczącej klasę pochodną (niezależniedo trybu dziedziczenia).




Koniec prezentacjiDziękuję za uwagę


=1=STL, pola i metody statyczne, diagramy UML,...

Documents

Transcript of =1=STL, pola i metody statyczne, diagramy UML,...