Ответы на экзамен (987689), страница 9

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

Текст из файла (страница 9)

Абстрактные классы

Некоторые, например, класс shape, представляют абстрактное понятие (фигура), для которого нельзя создать объекты. Класс shape приобретает смысл только как базовый класс в некотором производном классе. Причиной является то, что невозможно дать осмысленное определение виртуальных функций класса shape:

class shape { // ...

public: virtual void rotate(int) { error("shape::rotate"); } virtual void draw() { error("shape::draw"): } // нельзя ни вращать, ни рисовать абстрактную фигуру // ...

};

Создание объекта типа shape (абстрактной фигуры) законная, хотя совершенно бессмысленная операция:

shape s; // бессмыслица: ``фигура вообще''

Она бессмысленна потому, что любая операция с объектом s приведет к ошибке.

Лучше виртуальные функции класса shape описать как чисто виртуальные. Сделать виртуальную функцию чисто виртуальной можно, добавив инициализатор = 0:

class shape { // ...

public: virtual void rotate(int) = 0; virtual void draw() = 0;

// чисто виртуальная функция // чисто виртуальная функция

};

Класс, в котором есть виртуальные функции, называется абстрактным. Объекты такого класса создать нельзя:

shape s; // ошибка: переменная абстрактного класса shape

Абстрактный класс можно использовать только в качестве базового для другого класса:

class circle : public shape { int radius; public:

void rotate(int) { } void draw(); circle(point p, int r);

};

Если чисто виртуальная функция не определяется в производном классе, то она и остается таковой, а значит производный класс тоже является абстрактным. При таком подходе можно реализовывать классы поэтапно:

class X { public:

virtual void f() = 0; virtual void g() = 0;

};

X b; // ошибка: описание объекта абстрактного класса X

class Y : public X {

void f(); // переопределение X::f Y b; // ошибка: описание объекта абстрактного класса Y

};

class Z : public Y {

void g(); // переопределение X::g Z c; // нормально

// нормально: // переопределение shape::rotate // нормально: // переопределение shape::draw

};

Абстрактные классы нужны для задания интерфейса без уточнения каких-либо конкретных деталей реализации.

24. Динамическое создание и уничтожение объектов в С++

Именованный объект является либо статическим, либо автоматическим. Статический объект размещается в памяти в момент запуска программы и существует там до ее завершения. Автоматический объект размещается в памяти всякий раз, когда управление попадает в блок, содержащий определение объекта, и существует только до тех пор, пока управление остается в этом блоке. Тем не менее, часто бывает удобно создать новый объект, который существует до тех пор, пока он не станет ненужным. В частности, бывает удобно создать объект, который можно использовать после возврата из функции, где он был создан. Подобные объекты создает операция new, а операция delete используется для их уничтожения в дальнейшем. Про объекты, созданные операцией new, говорят, что они размещаются в свободной памяти. Примерами таких объектов являются узлы деревьев или элементы списка, которые входят в структуры данных, размер которых на этапе трансляции неизвестен.

Объект, созданный с помощью операции new, существует, до тех пор, пока он не будет явно уничтожен операцией delete. После этого память, которую он занимал, вновь может использоваться new. Обычно нет никакого "сборщика мусора", ищущего объекты, на которые никто не ссылается, и предоставляющего занимаемую ими память операции new для повторного использования. Операндом delete может быть только указатель, который возвращает операция new, или нуль. Применение delete к нулю не приводит ни к каким действиям.

Операция new может также создавать массивы объектов, например:

char* save_string(const char* p) {

char* s = new char[strlen(p)+1];

strcpy(s,p);

return s;

}

Отметим, что для перераспределения памяти, отведенной операцией new, операция delete должна уметь определять размер размещенного объекта. Например:

int main(int argc, char* argv[]) {

if (argc < 2) exit(1);

char* p = save_string(arg[1]);

delete[] p;

}

Чтобы добиться этого, приходится под объект, размещаемый стандартной операцией new, отводить немного больше памяти, чем под статический (обычно, больше на одно слово). Простой оператор delete уничтожает отдельные объекты, а операция delete[] используется для уничтожения массивов.

Операции со свободной памятью реализуются функциями

void* operator new(size_t);

void operator delete(void*);

Здесь size_t - беззнаковый целочисленный тип, определенный в <stddef.h>.

Стандартная реализация функции operator new() не инициализирует предоставляемую память.

Что случится, когда операция new не сможет больше найти свободной памяти для размещения? Поскольку даже виртуальная память небесконечна, такое время от времени происходит. Так, запрос вида:

char* p = new char [100000000];

обычно не проходит нормально. Когда операция new не может выполнить запрос, она вызывает функцию, которая была задана как параметр при обращении к функции set_new_handler() из <new.h>. Например, в следующей программе:

#include <iostream.h>

#include <new.h>

#include <stdlib.h>

void out_of_store() {

cerr << "operator new failed: out of store\n"; exit(1);

}

int main() {

set_new_handler(&out_of_store); char* p = new char[100000000]; cout << "done, p = " << long(p) << '\n';

}

скорее всего, будет напечатано не "done", а сообщение:

operator new failed: out of store

С помощью функции new_handler можно сделать нечто более сложное, чем просто завершить программу. Если известен алгоритм операций new и delete (например, потому, что пользователь определил свои функции operator new и operator delete), то обработчик new_handler может попытаться найти свободную память для new. Другими словами, пользователь может написать свой "сборщик мусора", тем самым сделав вызов операции delete необязательным. Однако такая задача, безусловно, не под силу новичку.

По традиции операция new просто возвращает указатель 0, если не удалось найти достаточно свободной памяти. Реакция же на это new_handler не была установлена. Например, следующая программа:

#include <stream.h>

main()

{

char* p = new char[100000000];

cout << "done, p = " << long(p) << '\n';

}

выдаст

done, p = 0

Память не выделена, и вам сделано предупреждение! Отметим, что, задав реакцию на такую ситуацию в функции new_handler, пользователь берет на себя проверку: исчерпана ли свободная память. Она должна выполняться при каждом обращении в программе к new (если только пользователь не определил собственные функции для размещения объектов пользовательских типов).

25. Шаблоны функций и классов на С++.

34. Общая характеристика и назначение языка UML.

Язык UML – Unified Modeling Language – унифицированный язык моделирования, предназначен для выполнения этапов анализа и проектирования программных средств. Кроме того, язык UML может быть использован при тестировании и для управления выполнением проекта. Язык UML поддерживает объектно-ориентированную методику разработки программных продуктов.

С помощью языка UML можно выполнять следующие задачи:

∙••••••• Описание требований к разрабатываемой системе.

∙••••••• Описание структуры и бизнес-процессов предметной области.

∙••••••• Проектирование архитектуры программного продукта.

∙••••••• Проектирование размещения программного продукта в сети.

∙••••••• Генерация структуры объектно-ориентированной программы.

Как любой язык, так и UML имеет различные реализации. Так как UML является языком проектирования программных средств, то его реализации выполнены в виде CASE-средств (Computer Aided Software Engineering). Кроме того, для пользования им необходимо освоить методику работы с UML.

Язык UML это язык диаграмм и его использование заключается в их составлении. Каждая диаграмма состоит из компонентов и отношений между ними. Основные диаграммы языка UML:

∙••••••• Диаграмма вариантов использования (Use Case Diagram), равнозначный термин - диаграмма прецедентов.

∙••••••• Диаграмма последовательностей (Sequence Diagram).

∙••••••• Диаграмма кооперации (Collaboration Diagram).

∙••••••• Диаграмма классов (Class Diagram).

∙••••••• Диаграмма деятельности (Activity Diagram).

∙••••••• Диаграмма компонентов (Component Diagram).

∙••••••• Диаграмма развертывания (Deployment Diagram).

∙••••••• Диаграмма состояний (Statechart Diagram).

Диаграмма последовательностей и диаграмма кооперации вместе называют диаграммами взаимодействия.

35. Диаграммы вариантов использования, назначение, компоненты, отношения между компонентами.

Диаграмма вариантов использования предназначена для документирования требований к разрабатываемому программному продукту. Она показывает, кто является потенциальными пользователями и для решения каких задач они могут в будущем обращаться к создаваемому программному продукту.

Диаграмма вариантов использования может иметь иерархическую структуру: в таком случае на верхнем уровне используют пакеты. Пакет – это универсальный механизм организации элементов в группы. При проведении системного анализа с целью определения требований к новому программному продукту можем исследуемую предметную область разделить на подсистемы, каждой подсистеме поставить в соответствие пакет и на первом этапе рассматривать только связи между подсистемами. Простейшая диаграмма с использованием пакетов показана на рис. 2.1.

Рис. 2.1.

Между пакетами допускается только одна разновидность отношений - отношение зависимости. В данном случае это означает, что пакет 1 зависит от пакета 2. Допускается использование и нескольких уровней пакетов: внутри пакета могут находиться пакеты следующего уровня.

Примечание: пакеты могут использоваться не только в диаграммах вариантов использования но и в других диаграммах.

Рис. 2.2.

Основными компонентами диаграммы вариантов использования являются действующие лица (в литературе используют равнозначные термины актер, актант), варианты использования (равнозначный термин – прецедент) и отношения между ними. На рис. 2.2. показаны символы UML для их обозначения.

Для облегчения чтения диаграммы следует использовать содержательные имена действующих лиц и вариантов использования. Кроме того, на диаграмме могут быть использованы пояснительный текст, прикрепленный к какому-то компоненту диаграммы и комментарии, расположенные в любом месте диаграммы. Действующие лица - это люди, которые в будущем используют разрабатываемый программный продукт для решения прикладных задач, а также технические устройства, для управления которыми разрабатывается программа или другие программы, которые будут взаимодействовать с разрабатываемой. Существенно то, что действующие лица являются внешними относительно разрабатываемого программного продукта, их внутренняя структура уточняться не будет. Варианты использования соответствуют задачам, для решения которых и разрабатывается программный продукт. В ходе дальнейшей работы их необходимо детализировать с помощью других диаграмм. На диаграмме вариантов использования нас их реализация не интересует.

На диаграмме вариантов использования могут быть применены (и показаны на диаграммы) следующие виды отношений:

· Отношение ассоциации (association relationship).

· Отношение расширения (extend relationship).

· Отношение включения (include relationship).

· Отношение обобщения (generalization relationship).

Отношение ассоциации используется для задания взаимодействия действующего лица и вариантов использования: какое действующее лицо какие варианты использует. Пример этого отношения приведен на рис. 2.2.

Отношение расширения используется между вариантами использования: оно указывает, что один вариант расширяет возможности другого, но это расширение не имеет обязательного характера, а предоставляет дополнительные возможности, которые потребуются не всегда (например, подзадача, которая может возникнуть или нет).

Отношение включения показывает, что один вариант использования всегда включает и другой вариант использования (например, как подзадачу, которую придется всегда решить). Отношения расширения и включения представлены на рис. 2.3.

Отношение обобщения связывает менее общее с более общим. Подробно рассмотрим это отношение при обсуждении диаграмм классов. Пример отношения обобщения приведен на рис. 2.4.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)