straustrup2 (852740), страница 13
Текст из файла (страница 13)
определением типа shape).27Бьерн Страуструп.Язык программирования С++1.2.5 Объектно-ориентированное программированиеПроблема состоит в том, что мы не различаем общие свойства фигур (например, фигура имеет цвет, ееможно нарисовать и т.д.) и свойства конкретной фигуры (например, окружность - это такая фигура,которая имеет радиус, она изображается с помощью функции, рисующей дуги и т.д.).
Суть объектноориентированного программирования в том, что оно позволяет выражать эти различия и использует их.Язык, который имеет конструкции для выражения и использования подобных различий, поддерживаетобъектно-ориентированное программирование. Все другие языки не поддерживают его. Здесьосновную роль играет механизм наследования, заимствованный из языка Симула. Вначале определимкласс, задающий общие свойства всех фигур:class shape{point center;color col;// ...public:point where () { return center; }void move ( point to ) { center = to; draw(); }virtual void draw ();virtual void rotate ( int );// ...};Те функции, для которых можно определить заявленный интерфейс, но реализация которых (т.е. тело соператорной частью) возможна только для конкретных фигур, отмечены служебным словом virtual(виртуальные).
В Симуле и С++ виртуальность функции означает: "функция может быть определенапозднее в классе, производном от данного". С учетом такого определения класса можно написатьобщие функции, работающие с фигурами:void rotate_all ( shape v [], int size, int angle )// повернуть все элементы массива "v" размера "size"// на угол равный "angle"{int i = 0;while ( i<size ){v [ i ] . rotate ( angle );i = i + 1;}}Для определения конкретной фигуры следует указать, прежде всего, что это - именно фигура и задатьее особые свойства (включая и виртуальные функции):class circle : public shape{int radius;public:void draw () { /* ...
*/ };void rotate ( int ) {} // да, пока пустая функция};В языке С++ класс circle называется производным по отношению к классу shape, а класс shapeназывается базовым для класса circle. Возможна другая терминология, использующая названия"подкласс" и "суперкласс" для классов circle и shape соответственно.Теперь парадигмапрограммирования формулируется так:Определите, какой класс вам необходим; предоставьте полный набор операций для каждого класса;общность классов выразите явно с помощью наследования.Если общность между классами отсутствует, вполне достаточно абстракции данных.
Насколькоприменимо объектно-ориентированное программирование для данной области приложения28Бьерн Страуструп.Язык программирования С++определяется степенью общности между разными типами, которая позволяет использоватьнаследование и виртуальные функции. В некоторых областях, таких, например, как интерактивнаяграфика, есть широкий простор для объектно-ориентированного программирования. В других областях,в которых используются традиционные арифметические типы и вычисления над ними, трудно найтиприменение для более развитых стилей программирования, чем абстракция данных.
Здесь средства,поддерживающие объектно-ориентированное программирование, очевидно, избыточны.Нахождение общности среди отдельных типов системы представляет собой нетривиальный процесс.Степень такой общности зависит от способа проектирования системы. В процессе проектированиявыявление общности классов должно быть постоянной целью. Она достигается двумя способами: либопроектированием специальных классов, используемых как "кирпичи" при построении других, либопоиском похожих классов для выделения их общей части в один базовый класс.С попытками объяснить, что такое объектно-ориентированное программирование, не используяконкретных конструкций языков программирования, можно познакомиться в работах [2] и [6],приведенных в списке литературы в главе 11.Итак, мы указали, какую минимальную поддержку должен обеспечивать язык программирования дляпроцедурного программирования, для упрятывания данных, абстракции данных и объектноориентированного программирования.
Теперь несколько подробнее опишем средства языка, хотя и несамые существенные, но позволяющие более эффективно реализовать абстракцию данных и объектноориентированное программирование.1.3 "Улучшенный С"Минимальная поддержка процедурного программирования включает функции, арифметическиеоперации, выбирающие операторы и циклы. Помимо этого должны быть предоставлены операцииввода- вывода. Базовые языковые средства С++ унаследовал от С (включая указатели), а операцииввода-вывода предоставляются библиотекой. Самая зачаточная концепция модульности реализуется спомощью механизма раздельной трансляции.1.3.1 Программа и стандартный выводСамая маленькая программа на С++ выглядит так:main () { }В этой программе определяется функция, называемая main, которая не имеет параметров и ничего неделает.
Фигурные скобки { и } используются в С++ для группирования операторов. В данном случае ониобозначают начало и конец тела (пустого) функции main. В каждой программе на С++ должна быть свояфункция main(), и программа начинается с выполнения этой функции.Обычно программа выдает какие-то результаты. Вот программа, которая выдает приветствие Hello,World! (Всем привет!):#include <iostream.h>int main (){cout << "Hello, World!\n";}Строка #include <iostream.h> сообщает транслятору, что надо включить в программу описания,необходимые для работы стандартных потоков ввода-вывода, которые находятся в iostream.h.
Без этихописаний выражениеcout << "Hello, World!\n"не имело бы смысла. Операция << ("выдать") записывает свой второй параметр в первый параметр. Вданном случае строка "Hello, World!\n" записывается в стандартный выходной поток cout. Строка – этопоследовательность символов, заключенная в двойные кавычки. Два символа: обратной дробной черты\ и непосредственно следующий за ним – обозначают некоторый специальный символ. В данном случае29Бьерн Страуструп.Язык программирования С++\n является символом конца строки (или перевода строки), поэтому он выдается после символов Hello,world!Целое значение, возвращаемое функцией main(), если только оно есть, считается возвращаемымсистеме значением программы.
Если ничего не возвращается, система получит какое-то "мусорное"значение.Средства ввода/вывода потоковой библиотеки подробно описываются в главе 10.1.3.2 Переменные и арифметические операцииКаждое имя и каждое выражение обязаны иметь тип. Именно тип определяет операции, которые могутвыполняться над ними. Например, в описанииint inch;говорится, что inch имеет тип int, т.е. inch является целой переменной.Описание - это оператор, который вводит имя в программу. В описании указывается тип имени. Тип, всвою очередь, определяет как правильно использовать имя или выражение.Основные типы, наиболее приближенные к "аппаратной реальности" машины, таковы:charshortintlongОни представляют целые числа.
Следующие типы:floatdoublelong doubleпредставляют числа с плавающей точкой. Переменная типа char имеет размер, нужный для храненияодного символа на данной машине (обычно это один байт). Переменная int имеет размер, необходимыйдля целой арифметики на данной машине (обычно это одно слово).Следующие арифметические операции можно использовать над любым сочетанием перечисленныхтипов:+*/%(плюс, унарный и бинарный)(минус, унарный и бинарный)(умножение)(деление)(остаток от деления)То же верно для операций отношения:==!=<<=>=(равно)(не равно)(меньше чем)(меньше или равно)(больше или равно)Для операций присваивания и арифметических операций в С++ выполняются все осмысленныепреобразования основных типов, чтобы их можно было неограниченно использовать любые ихсочетания:double d;int i;short s;// ...d = d + i;i = s * i;Символ = обозначает обычное присваивание.30Бьерн Страуструп.Язык программирования С++1.3.3 Указатели и массивыМассив можно описать так:char v [ 10 ]; // массив из 10 символовОписание указателя имеет такой вид:char * p; // указатель на символЗдесь [] означает "массив из", а символ * означает "указатель на".
Значение нижней границы индексадля всех массивов равно нулю, поэтому v имеет 10 элементов: v [ 0 ] ... v [ 9 ]. Переменная типауказатель может содержать адрес объекта соответствующего типа:p = & v [ 3 ]; // p указывает на 4-й элемент массива vУнарная операция & означает взятие адреса.1.3.4 Условные операторы и циклыВ С++ есть традиционный набор выбирающих операторов и циклов. Ниже приводятся примерыоператоров if, switch и while.В следующем примере показано преобразование дюйма в сантиметр и обратно. Предполагается, что вовходном потоке значение в сантиметрах завершается символом i, а значение в дюймах - символом c:#include <iostream.h>int main (){const float fac = 2.54;float x, in, cm;char ch = 0;cout << "enter length: ";cin >> x;cin >> chif ( ch == 'i' ){in = x;cm = x * fac;}else if ( ch == 'c' ){ // сантиметрыin = x / fac;cm = x;}elsein = cm = 0;cout << in << " in = " << cm << "// ввод числа с плавающей точкой// ввод завершающего символа// дюймcm\n";}Операция >> ("ввести из") используется как оператор ввода; cin является стандартным входнымпотоком.
Тип операнда, расположенного справа от операции >>, определяет, какое значение вводится;оно записывается в этот операнд.Оператор switch (переключатель) сравнивает значение с набором констант. Проверку в предыдущемпримере можно записать так:switch ( ch ){case 'i':in = x;cm = x * fac;31Бьерн Страуструп.Язык программирования С++break;case 'c':in = x / fac;cm = x;break;default:in = cm = 0;break;}Операторы break используются для выхода из переключателя. Все константы вариантов должны бытьразличны. Если сравниваемое значение не совпадает ни с одной из них, выполняется оператор сметкой default. Вариант default может и отсутствовать.Приведем запись, задающую копирование 10 элементов одного массива в другой:int v1 [ 10 ];int v2 [ 10 ];// ...for ( int i=0; i<10; i++ ) v1 [ i ] = v2 [ i ];Словами это можно выразить так: "Начать с i равного нулю, и пока i меньше 10, копировать i-тыйэлемент и увеличивать i." Инкремент (++) переменной целого типа просто сводится к увеличению на 1.1.3.5 ФункцииФункция - это поименованная часть программы, которая может вызываться из других частей программыстолько раз, сколько необходимо.
Приведем программу, выдающую степени числа два:extern float pow ( float, int );// pow () определена в другом местеint main (){for ( int i=0; i<10; i++ ) cout << pow ( 2, i ) << '\n';}Первая строка является описанием функции. Она задает pow как функцию с параметрами типа float иint, возвращающую значение типа float. Описание функции необходимо для ее вызова, ее определениенаходится в другом месте.При вызове функции тип каждого фактического параметра сверяется с типом, указанным в описаниифункции, точно так же, как если бы инициализировалась переменная описанного типа. Это гарантируетнадлежащую проверку и преобразования типов. Например, вызов функции pow(12.3,"abcd") трансляторсочтет ошибочным, поскольку "abcd" является строкой, а не параметром типа int.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
