Лекції для студентів 2 курсу презентация

Содержание

© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції Операторні вирази Як правильно прочитати вираз a+b? Залежно від того, як визначена операція додавання для типів даних a i b

Слайд 1Бублик Володимир Васильович Об'єктно-орієнтоване програмування Частина 1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції


Лекції для студентів 2 курсу

Copenhagen,
Fort


Слайд 2© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Операторні вирази
Як

правильно прочитати вираз a+b?
Залежно від того, як визначена операція додавання для типів даних a i b

Слайд 3© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Утиліта класу
const

T operator+(const T&, const T&);

Тоді вираз
a+b; (INFIX)

читається як
operator+(a, b); (PREFIX)

Запис (PREFIX) повністю коректний, хоча всі віддають перевагу (INFIX)

Слайд 4© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Метод класу
const

T T::operator+(const T&) const ;

Тепер вираз
a+b; (INFIX)

читається вже як
a.operator+(b); (REQUEST)

Запис (REQUEST) повністю коректний, хоча всі віддають перевагу (INFIX)

Слайд 5© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Метод vs

утиліта

Методи
Конструктор (звичайний і копіювальний),
Деструктор,
Присвоєння

Причина
Якщо в класі не визначені власні конструктори, деструктор або присвоєння, автоматично клас доповнюється відповідними методами за замовчуванням


Слайд 6© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Метод vs

утиліта

Методи
Мають повний доступ до закритої частини класу
Особливість типу першого аргументу (this)

Утиліти
Не мають повного доступу до закритої частини класу, якщо тільки їм не надано виняткових прав
Всі аргументи рівноправні


Слайд 7© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Утиліта додавання

const

Point operator+ (const Point & u, const Point & v)
{
// доступ до координат точки за селекторами
return Point ( u.x()+v.x(), u.y()+v.y() );
}


Слайд 8© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Груба помилка
class

Point
{
// немає підстав надавати виняткові права
friend Point operator+(const Point &, const Point &);
double _x;
double _y;
public:
Point (double x=0, double y=0);
Point (const Point &);
~Point();
};

Слайд 9© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Невиправдане порушення

прав доступу

Прямий доступ до атрибутів нічого корисного не дає

Point operator+ (const Point & u, const Point & v)
{
return Point ( u._x+v._x, u._y+v._y );
}


Слайд 10© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Утиліта vs.

метод

У власному класі можна одну і ту ж операцію за бажанням визначити як метод або утиліту, але не одне та інше одночасно

Додавати власні методи до чужого класу не дозволяється. Можна, правда, визначити власний варіант чужого класу, додавши до нього все, що завгодно, але про це пізніше.

Методи порушують інкапсуляцію, тому що мають доступ до всього


Слайд 11© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Утиліти
bool operator==(const

Point & u, const Point & v)
{
return ( u.x() == v.x() ) && (u.y() == v.y() );
}

const Point operator+ (const Point & u, const Point & v)
{
return Point ( u.x()+v.x(), u.y()+v.y() );
}

Утиліта не знає this

Слайд 12© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Приклад. Операції,

реалізовані методами

class Point
{
private:
double _x, _y;
public:
bool operator==(const Point &) const;
const Point operator+ (const Point &) const;
};


Слайд 13© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Реалізація методів
bool

Point ::operator==(const Point & u) const
{
return ( this->x() == u.x() ) && (this-> y() == u.y() );
}

const Point Point :: operator+ (const Point & v) const
{
return Point (this-> x()+v.x(), this-> y()+v.y() );
}


Слайд 14© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Реалізація методів

(без явного this)

bool Point ::operator==(const Point & u) const
{
return ( x() == u.x() ) && ( y() == u.y() );
}

const Point Point :: operator+ (const Point & v) const
{
return Point ( x()+v.x(), y()+v.y() );
}


Слайд 15© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Погана реалізація

методів

bool Point ::operator==(const Point & u) const
{
return ( _x == u._x ) && ( _y == u._y );
}

const Point Point :: operator+ (const Point & v) const
{
return Point ( _x+v._x, _y+v._y );
}
// Сумлінний охоронник реєструє кожного:
// свого і чужого


Слайд 16© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Приклад. Операції,

реалізовані утилітами

class Point
{
private:
double _x, _y;
public:
// bool operator==(const Point &) const;
// const Point operator+ (const Point &) const;
};
const Point operator+ (const Point &, const Point &);
bool operator==(const Point &, const Point &);


Слайд 17© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Довизначення (overloading)

операцій

Довизначенню підлягають операції, хоча б один аргумент яких належить програмованому типу: класу, структурі або переліку

Довизначення можливе як у формі члена класу (методу), так і позакласної функції (утиліти)


Слайд 18© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Довизначення (overloading)

операцій

Зауваження. Уникайте терміну перевизначення. Ми сказали б, що операція додавання перевизначена для точок площини, якби спочатку там була б якась операція додавання, яку ми потім замінили іншою. Таке буде далі, називатиметься overriding, а не overloading

Зараз же ми розповсюджуємо операцію, наприклад, додавання, визначену на числах, рядках, тощо, на новий клас.

Перевизначенням можна було б називати хіба що присвоєння, адресування або кому оскільки вони завжди передвизначені


Слайд 19© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Не підлягають

довизначенню

Операція . доступу до поля структури-члена класу;
Операція .* доступу до поля за указником поля;
Операція :: розв'язання області дії;
Операція ?: імплікації


Слайд 20© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Суміщені присвоєння
// +=,

-=, *=, /=
// Член класу
Complex& Complex::operator+=(const Complex& a)
{
_re += a._re;
_im += a._im;
return *this;
}


Слайд 21© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Суміщені присвоєння
// +=,

-=, *=, /=
// Член класу (інша реалізація) – краща?
Complex& Complex::operator+=(const Complex& a)
{
re() += a.re();
im() += a.im();
return *this;
}


Слайд 22© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Суміщені присвоєння
// +=,

-=, *=, /=
// Утиліта
Complex& operator+=(Complex& a, const Complex& b)
{
// Bad solution (why?)
// a = a+b;
a.re() += b.re();
a.im() += b.im();
return a;
}

Слайд 23© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Утиліта додавання


Complex& operator+(Complex& a, const Complex& b)
{
Complex res = a;
return res += b;
}

Vs/
Complex& operator+(Complex& a, const Complex& b)
{
return Complex(a.re()+b.re(), a.im()+b.im());
}


Слайд 24© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Арифметичні операції
унарний

+ (тотожній оператор);
унарний - (зміна знаку на протилежний);

бінарний + (додавання);
бінарний - (віднімання);
бінарний * (множення);
бінарний / (частка від ділення);
бінарний % (остача від ділення);


Слайд 25© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Приклад. Комплексні

утиліти

const Complex operator+
(const Complex&, const Complex&);
const Complex operator-
(const Complex&, const Complex&);
const Complex operator*
(const Complex&, const Complex&);
const Complex operator/
(const Complex&, const Complex&);
bool operator== (const Complex&, const Complex&);
bool operator!= (const Complex& a, const Complex& b)
{ return !(a==b);}


Слайд 26© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Приклад. Комплексні

методи

const Complex Complex::operator+(const Complex&) const;
const Complex Complex:: operator-(const Complex&) const;
const Complex Complex:: operator*(const Complex&) const;
const Complex Complex:: operator/(const Complex&) const;
bool Complex:: operator== (const Complex&) const;
bool Complex:: operator!= (const Complex& b) const
{ return !(a==b);}


Слайд 27© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Властивості арифметичних

операцій

Не порушуйте традиційних властивостей арифметичних операцій

// Скалярний добуток векторів
double Vector::operator*(const Vector &) const;

// Асоціативність
Vector u, v, w;
// u*v*w? ― ERROR!!!


Слайд 28© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Властивості арифметичних

операційй

// Скалярний добуток векторів
double Vector::operator*(const Vector &) const;
сonst Vector Vector::operator*(const double ) const;


// Асоціативність
Vector u, v, w;
// ОК
u*(v*w);


Слайд 29© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Властивості арифметичних

операційй

// Скалярний добуток векторів
double Vector::operator*(const Vector &) const;
сonst Vector Vector::operator*(const double ) const;
сonst Vector operator*(const double, const Vector &);

// Асоціативність
Vector u, v, w;
// ОК
u*(v*w);
// ОК
(u*v)*w;


Слайд 30© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Вправа
Доповніть клас
class

Item
{
private:
double _price;
public:
double operator+(const Item&) const;
// Які ще операції додавання потрібні, щоб з їх
// допомогою додавати ціни одиниць товару?
// a+(b+c); (a+b)+c; (a+b)+(c+d);
};

Слайд 31© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Конвертори типів
Операції

перетворення типів
Для кожного стандартного або програмованого типу можна визначити перетворення до цього типу
class Time
{
private:
int _hours, _minutes, _seconds;
public:
// Перетворення часу в секунди
operator int() const;
};

Слайд 32© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Реалізація
Перетворення типу

завжди визначається як метод

// Перетворення часу, вираженого
// в годинах, хвилинах і секундах,
// в секунди

Time::operator int () const
{
return _hours*3600 +_minutes*60 +_seconds;
}

Слайд 33© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Явний виклик
Перетворення

типу можна застосувати явно

Time t(1,10,20);

cout<cout<<(int)t<cout<(t)<cout<

Слайд 34© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Неявний виклик
Виклики

неявних перетворень генеруються компілятором (не більше одного перетворення за раз)

Time t(1,20,35), t1(1,10,20);
int duration = 10;
// Компілятор згенерує код для перетворення типу
// використана операція додавання цілих чисел
cout<cout<cout<<10*t<// Вивід часу не визначено. Що виведе ця команда?
cout<

Слайд 35© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Декілька конверторів
class

Time
{
private:
int _hours, _minutes, _seconds;
public:
// Перетворення часу в секунди
operator int() const;
// Перетворення часу в години
operator double() const;
};


Слайд 36© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Реалізація
// Перетворення часу

в дійсне число

const double Time::hourToDec = 1./3600.;

Time::operator double() const
{
return int(*this)*hourToDec;
}

Слайд 37© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Неоднозначність
При наявності

кількох перетворень неявні перетворення можуть виявитися неоднозначними

// Компілятор діагностує помилки
// cout<// cout<<10+t1<// cout<<10.+t1<
Вправа. Запропонувати приклад застосування неявного перетворення часу до цілого і до дійсного числа

Слайд 38© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Конвертуючі конструктори
Конструктор

класу T з одним параметром деякого типу S можна трактувати як перетворення об'єкту типу S (параметру) до типу Т.

class S;
class T
{
public:
// конвертуючий конструктор
T( const S&);
}

Слайд 39© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Явне перетворення
Неявне

перетворення типу відмінимо за допомогою заборони неявного виклику конвертуючого конструктора explicit

class S;
class T
{
public:
// явний конструктор
explicit T( const S&);
}

Слайд 40© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Приклад
class TComplex;
class

AComplex
{
public:
AComplex (const TComplex&);
};
class TComplex
{
public:
TComplex (const AComplex&);
};

Слайд 41© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Додавання комплексних

чисел

Адитивні операції визначаємо як утиліти над комплексними числами в алгебраїчній формі

const AComplex operator+
(const AComplex& a, const AComplex& b)
{
return AComplex(a.re()+b.re(), a.im()+b.im());
}


Слайд 42© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Множення комплексних

чисел

Мультиплікативні операції визначаємо як утиліти над комплексними числами в тригонометричній формі

const TComplex operator*
(const TComplex& a, const TComplex& b)
{
return TComplex(a.rho()*b.rho(), a.phi()+b.phi());
}


Слайд 43© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Неявні перетворення

комплексних чисел

AComplex u(1,1);
TComplex t(1, 0.7853981633974);

cout<cout<


Слайд 44© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Інше додавання

комплексних чисел

Адитивні операції визначаємо як методи комплексних чисел в алгебраїчній формі

const AComplex AComplex ::operator+
(const AComplex& b) const
{
return AComplex(re()+b.re(), im()+b.im());
}

Яке додавання краще?


Слайд 45© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Множення комплексних

чисел

Мультиплікативні операції визначаємо методами комплексних чисел в тригонометричній формі

const TComplex TComplex ::operator*
(const TComplex& b) const
{
return TComplex (rho()*b.rho(), phi()+b.phi());
}

Яке множення краще?


Слайд 46© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Неявні перетворення

комплексних чисел

AComplex u(1,1);
TComplex t(1, 0.7853981633974);

cout<// cout<
//cout<cout<
*this не допускає неявних перетворень, тому що має тип [const] T * const


Слайд 47© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Несиметричність параметрів
“Несподівана”

несиметричність в типах першого і другого параметру арифметичних операцій може служити серйозним аргументом на користь операцій-утиліт

Слайд 48© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Операції вводу/виводу
Реалізуються

утиліти, тому що лише тип другого параметру визначається програмованим класом, тоді як тип першого аргументу належить класам вихідного або вхідного потоків

ostream& operator<<(ostream &, const Complex &);
istream& operator>>(istream &, Complex&);

Вправа. Визначте в класі Complex методи вводу і виводу

Слайд 49© Бублик В.В. ООП-1. Об'єктне програмування. Лекція 5. Програмовані операції
Інші програмовані

операції

Доступ за індексом
Адресування і розіменування
Виклик функції
Інкремент і декремент

служать підставою для важливих ідіом програмування: асоціативних масивів, інтелектуальних указників, функціональних об'єктів


Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика