МУ_ДЗ_2014 (1079920), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

cout << "c2 = "<< c2 <<endl;

c2 = a2 - b2;

cout << "c2 = "<< c2 <<endl;

Результат работы программы, полученный на консоли, выглядит так:

c2 = 7

c2 = 2

Нужно знать, что для сложных выражений с операциями, следующую особенность: передача выполняется через стек, который по завершению операции затирается. Если операция планируется для использования в сложных выражениях операции “+” и “–“ нужно описать возврат метода-операции по-другому:

Test & operator +(Test & X )

{

Test *pT = new Test;

pT->Num = this->Num + X.Num ;

return (Test &)*pT;

};

// Или

Test & Test::operator -(Test & X) {

Test * pT = new Test;

pT->Num = this->Num - X.Num ;

return (Test &)*pT;

};

В примере описания операций для промежуточного результата операции выделяется динамическая память. При сложной операции вида:

Test a(3), b(1), c, d(3);

c = a - b + d;

cout << "c = " << c <<endl;

Получим результат в консольном окне:

c = 5

Кроме того. Необходимо учесть, что для сложных объектов, особенно объектов использующих динамическую память, необходимо корректно описать операцию присваивания и конструктор копирования, которые создаются для объектов по-умолчанию и обеспечивают только простое копирования содержание объекта (памяти). Эти вопросы нужно самостоятельно учить в литературе [1].

26 Дружественные функции и классы

Внешние (глобальные) функции называются дружественными (friend), если в теле описания класса описан их прототип со служебным словом friend. Формально это можно записать так:

friend <прототип глобальной функции>;

Глобальная функция должна быть описана после описания класса и доступна в классе. Дружественная функция получает доступ к скрытым членам класса, тех объектов класса, которые ей переданы в качестве параметров или описаны в виде локальных объектов самой функции.

В качестве дружественной функции может выступать и функция член другого класса и весь другой класс в целом (все методы класса дружественные данному классу). В этом случае прототипы членов функций или объявления класса описываются со специальным ключевым словом friend. Пример описания дружественных функций и классов:

class Test {

…

friend void Print(Test &t); // Глобальная дружественная функция

friend class Test2; // Дружественный класс Test2

friend Test1::Change(Test1 t); // Дружественная функция член класса Test1

};

Глобальные дружественные функции могут выполнять перегрузку операций для объектов данного класса. В некоторых случаях такая перегрузка является более удобной и наглядной. Использование механизма дружественности на самом деле является нарушением важного принципа ООП - инкапсуляции, и, по возможности, должно исключаться из программ.

27 Внешние одноместная и двуместная перегрузки операций

Формальное описание внешней функции для перегрузки операций приведено ниже:

<тип возврата> operator <знаки операции>(<список формальных параметров> )

{<тело функции>};

Для примера опишем простейший класс Test1, содержащий прототипы внешних функий для перегрузки операций:

class Test1 {

public:

int Num;

Test1(){ Num = 0; }; // Конструктор без параметров

Test1(int i){ Num = i; }; // Конструктор с параметром

friend Test1 & operator ++(Test1 & T); // Дружественная функция перегрузки

friend Test1 operator +( Test1 & X , Test1 & Y ); // Дружественная функция перегрузки

… };

Число параметров при внешней перегрузке необходимо увеличить на единицу. Для одноместной операции - это один параметр, а для двуместной операции – это два параметра. Для глобальных функций перегрузки операций, после описания класса, необходимо описать сами функции так:

// Внешняя перегруженная операция "+" (двуместная)

Test1 operator+( Test1 & X , Test1 & Y )

{

Test1 *pT = new Test1;

pT->Num = Y.Num + X.Num ;

return *pT;

};

// Внешняя перегруженная операция "++" (одноместная)

Test1 & operator ++(Test1 & T1) {

int h = T1.Num;

h++;

T1.Num = h;

return T1; };

Обратите внимание на то, что в дружественных функциях нет спецификации класса, они не являются методами класса. После описания, в основной программе мы можем проверить использование перегруженной двуместной операции:

Test1 a(5), b(3), c;

c = a + b;

cout << "c = " << c <<endl;

c++;

cout << "c = " << c <<endl;

Получим результат:

c = 8

c = 9

Для корректного использования перегруженных операций в сложных объектах и выражениях необходимо, чтобы в классах были корректно перегружены операция присваивания и конструктор копирования. Эти вопросы нужно самостоятельно учить в литературе [1].

28 Перегрузка операций потоковых операций ввода/вывода

Для примера покажем, как могут быть перегружены операции потокового вывода для пользовательских объектов. Перегрузка потоковых операций выполняется внешней дружественной функцией. Пусть у нас есть класс Test4. Тогда пример класса и перегруженной операции вывод может выглядеть так:

class Test4 {

public:

int Num;

Test4(int i){ Num = i; };

friend ostream & operator << ( ostream & out , Test4 & obj );

friend istream & operator >> ( istream & in , Test4 & obj );

};

Реализация перегруженного метода вывода имеет вид:

ostream & operator <<( ostream & out , Test4 & obj )

{

out << obj.Num ;

return out;

};

Пример использования показан ниже:

Test4 t(5);

cout << "t = " << t << endl;

Получаемый при выполнении этого фрагмента результат приведен ниже:

t = 5

Перегрузка операции ввода выполняется аналогично с помощью внешней дружественной функции:

istream & operator >> ( istream & in , Test4 & obj )

{

cout<< "Введите Num: " ;

in >> obj.Num ;

return in;

};

Пример использования показан ниже:

Test4 t(5);

cin>>t; // Введем - 33

cout << "t = " << t << endl;

Получаемый при выполнении этого фрагмента результат приведен ниже:

Введите Num: 33

t = 33

29 Перегрузка операций индексирования

Для новых пользовательских контейнерных классов можно перегрузить операцию индексирования (“[“, “]”). Пусть мы имеем простейший класс типа массив со следующим описанием:

class Mas {

public:

int Var[20];

Mas( int * pMas , int Razm)

{ for (int i = 0 ; i < Razm ; i++) Var[i] = pMas[i]; };

…

int operator [](int k) { return Var[k]; }; };

В классе предусмотрен конструктор для создания объекта типа целого массива и перегруженный оператор индексирования(“[“, “]”). Теперь, если создать новый объект на основе массива, операцию можно использовать в программах:

// Перегрузка []

int iMas[] = {0,1,2,3,4,5};

Mas NewMas( iMas , sizeof(iMas)/sizeof(int));

cout << "NewMas[4] = " << NewMas[4] << endl;

После выполнения фрагмента получим следующий вывод на консоль:

Введите NewMas[4] = 4

30 Перегрузка операций вызова функции

Для новых пользовательских контейнерных классов можно перегрузить операцию индексирования (“(“, “0”). Пусть мы имеем простейший класс типа массив со следующим описанием:

class Mas {

public:

int Var[20];

Mas( int * pMas , int Razm)

{ for (int i = 0 ; i < Razm ; i++) Var[i] = pMas[i]; };

…

int operator ()(int k) { return Var[k]; }; };

В классе предусмотрен конструктор для создания объекта типа целого массива и перегруженный оператор индексирования(“(“, “)”). Теперь, если создать новый объект на основе массива, операцию можно использовать в программах:

// Перегрузка []

int iMas[] = {0,1,2,3,4,5};

Mas NewMas( iMas , sizeof(iMas)/sizeof(int));

cout << "NewMas(2) = " << NewMas(2) << endl;

После выполнения фрагмента получим следующий вывод на консоль:

Введите NewMas(2) = 2

В данном примере мы повторили содержание операции индексирования, но, естественно, алгоритм функции для перегрузки может быть любой.

31 Контейнеры: списки и массивы

Практически в любой программе, программной системе выполняется обработка множества объектов (переменных). Для совместного хранения этих объектов используется специальный тип объектов – контейнеры. Контейнеры предназначены для динамического включения, доступа, распечатки, сортировки и удаления объектов. Простейшим видом контейнеров является массив, в котором основной вид доступа к объектам выполняется по номеру (индексу). Данная ЛР посвящена изучению возможностей контейнеров и методов работы с объектами типа массив. Первоначально познакомимся с общими свойствами и разновидностями контейнеров.

32 Контейнеры

Контейнером называется специальная разновидность объектов, которые обеспечивают хранение объектов и доступ к этим объектам, а также их совместную обработку (например, печать, изменение и т.д.). Контейнеры-объекты создаются на основе контейнерных классов, которые имеют специальную структуру, специальные свойства и специальные операции. Примерами контейнеров в практике программирования являются, например:

• окно интерфейса, в которое включены управляющие элементы интерфейса (поля ввода, кнопки и т.д.);

• таблица базы данных (БД), в которой хранятся описания полей БД;

• таблица записей БД, в которую включены отдельные записи.

• объекты улицы с домами, расположенными на них

• И многие другие.

Расширенный перечень примеров контейнерных классов вы можете найти в списке вариантов домашнего задания (ДЗ/КЛР) по дисциплине. Этот список размещен на сайте.

33 Контейнерные и элементные классы ДЗ

При создании контейнерного класса предполагается, что в программе будут использоваться объекты, которые будут включаться в контейнерные объекты. Такие объекты называются элементными, а классы, которые создаются для их описания – элементными классами. В зависимости от разновидностей контейнеров, элементных классов может быть много или один. Никаких ограничений на структуру элементных классов не накладывается, в частности одни контейнерные классы могут использоваться для накопления и контейнерных объектов. Для хранения разнородных объектов контейнеров они должны иметь специальную организацию.

В каждом варианте домашнего задания по дисциплине, студенты создают собственные контейнерные классы и собственные элементные классы. Для создания контейнерных классов можно использовать механизмы: наследования от типовых классов системы программирования, полная разработка контейнерных классов и примы шаблонов классов.

34 Разновидности контейнеров

Контейнеры могут иметь разные свойства, особенности и разную реализацию. Контейнерные объекты подразделяются: по размерности, по доступу, по упорядоченности, по универсальности и по типу создания.

По размерности контейнеры подразделяются на следующие типы:

• С заданной размерностью (фиксированной) – например, стандартные массивы;

• С динамической размерностью – например, списки;

• С изменяемой размерностью – например, массивы с наращиваемой размерностью.

По доступу контейнеры подразделяются на следующие типы:

• С прямым доступом по индексу (номеру) – например, массивы;

• С прямым доступом по параметру (строка) – например, ассоциативные массивы;

• С последовательным доступом – например, списки;

• Со случайным доступом – например, множества.

По упорядоченности контейнеры подразделяются на следующие типы:

• Упорядоченные контейнеры – например, массивы и списки;

• Неупорядоченные контейнеры – например, множества и мультимножества;

По универсальности контейнеры подразделяются на следующие типы:

• Контейнеры, содержащие однородные объекты (одного типа) – например, шаблонные контейнеры;

• Контейнеры, содержащие разнородные объекты (разных типов) – например, объектные контейнеры;

По типу создания контейнеры подразделяются на следующие типы:

• Шаблонные контейнеры, для создания которых типизируется элементные классы;

• Объектные контейнеры, для создания которых используется базовый объектный класс, от которого наследуются рабочие элементные классы.

В некоторых контейнерных классах одновременно реализуются разные характеристики: есть контейнеры, обеспечивающие одновременно прямой доступ и последовательный доступ; контейнеры с фиксированной и наращиваемой размерностью.

Правильный выбор типа и свойств контейнеров необходим для грамотного решения поставленной задачи построения программы с использованием контейнеров.

35 Контейнеры - массивы

Простейшим видом контейнерного класса является массив. В базовый язык С/C++ включен стандартный вид массивов. Для этого в скобках описания указывается его размерность (допустимое число для хранения в контейнере), например, примеры описания стандартных массивов, рассмотрены ниже:

Характеристики

Список файлов книги