1 Wprowadzenie

2 PK3 Dr inż. Roman Starosolski Pokój nr 527 (konsultacje etc.) regulaminy materiały zasoby

3 Plan wykładów Wprowadzenie Rozszerzenia nieobiektoweParadygmat obiektowy, klasa Konstruktor, destruktor Operatory static, const i volatile Dziedziczenie, klasy pochodne Metody wirtualne Dziedziczenie wielobazowe Wzorce Obsługa wyjątków Biblioteki

4 C++ historia C++ wywodzi się z C (oba nadal rozwijane)C wywodzi się z BCPL (martwy) nie było języka A

5 C++ — C z klasami narzędzie abstrakcji danychjęzyk programowania obiektowego ulepszony C

6 Książki o C++ Bjarne Stroustrup „Język C++” WNT W-waInternational Standard for Information Systems—Programming Language C+ + (draft), ANSI

7 Książki o C++ Stroustrup B.: Projektowanie i rozwój języka C++. WNT, Warszawa Plauger P.J., Biblioteka standardowa C ++. WNT, Warszawa

8 Książki o C++ Lippman S.B., Lajoie J.: Podstawy języka C++. WNT, Warszawa Tondo C. L., Leung B. P.: Podstawy języka C++. Ćwiczenia i rozwiązania. WNT, Warszawa Grębosz J.: Symfonia C++. RM, W-wa, wyd. 4. Grębosz J.: Pasja C++. RM, W-wa, wyd. 2.

9 Nieobiektowe rozszerzenia C++

10 Komentarz /* komentarz C, stosowany również w C++, wielowierszowy */// jednowierszowy komentarz C++ // od „//” do końca wiersza

11 Komentarz Nadal można używać preprocesora do „wyłączania”większych fragmentów kodu źródłowego #if 0 /* komentarz C, stosowany również w C++, wielowierszowy */ // jednowierszowy komentarz C++ #endif

12 Komentarz /* do komentarzy wielowierszowych używaj komentarza z C lub z C */ // lecz ich nie mieszaj !!! void foo() // tutaj użyj komentarza z C++ { return; // wygodniejszy i bezpieczniejszy }

13 Standardowe wejście i wyjścieNadal możemy używać funkcji C z Powinniśmy używać operatorów strumieniowych z C++ (biblioteka ) #include int a,b,c,d; cout << „input a and b \n” ; cin >> a; cin >> b; cout << „input c and d \n” cin >> c >> d;

14 Standardowe wejście i wyjścieStrumienie nie są tak podatne na błędy, jak funkcje z (vide scanf() ) Strumienie cin - std. input cout - std. output cerr - std. error output Manipulowanie łańcuchami, określanie precyzji, kontrola stanu, etc. – równie funkcjonalne jak w nie należy mieszać operatorów C++ z funkcjami C z

15 Deklaracja jest instrukcjądeklaracja wewnątrz bloku jest instrukcją może być umieszczona po innych instrukcjach { int i=12; cout << „statement”; int j=i; for (int k=0; k<20; k++) j+=k; }

16 Deklaracja wewnątrz „for”int i = 42; int a[10]; for (int i = 0; i < 10; i++) a[i] = i; int j = i; // j = 42

17 Deklaracja wewnątrz „for”for ( forinitstatement; condition; expression ) is equivalent to { forinitstatement while ( condition ) { statement expression ; }

18 goto ograniczenia w stosunku do C: tylko wewnątrz blokuskok nie może pominąć inicjalizacji

19 goto a: int foo() { b: goto b; int i=7; c: return i; } d:void foofoo() { e: return; }

20 Typy silna kontrola typów (w porównaniu do C) – aby umożliwić kontrolę błędów automatyczna konwersja typów – gdy nie prowadzi do niejednoznaczności gdy to tylko możliwe, konwersja bez utraty precyzji/informacji (nie gwarantowane dla wszystkich konwersji: char/short/int/long/single/float/double/signed/unsigned)

21 Typy gdy nie określono typu, przyjmuje się intunsigned u; const a; static i; zaleca się jawne określanie typu int

22 Typ void * nie ma automatycznej konwersji do innych typów wskaźnikowych void *malloc(size_t size); char *str; int *pi; str = (char *) malloc(10); pi = (int *)malloc(100);

23 Typ void * nie ma automatycznej konwersji do innych typów wskaźnikowych void free(void *block); free(str); free(pi);

24 const nazwane stałe mają zastąpić definiowane stałe z Cconst five = 5; void fooj(const int ci); const – prawdziwe zmienne, z rozmiarem, adresem, operatorami, ale nie wolno ich modyfikować ochrona przed błędami programisty umożliwienie optymalizacji przez kompilator

25 const a wskaźniki wskaźnik na stałą: const char *pc=”asdf” (lub: char const *pc=”asdf”) stały wskaźnik: char * const cp=”asdcf”; stały wskaźnik na stałą : const char * const cpc=”asdcf”; błędy: pc[1]=‘2’; cp++; cpc[1]=‘b’; cpc--; wskaźnikowi na stałą można przypisać adres zmiennej, odwrotnie nie

26 enum enum numbers {ZERO, ONE, FIVE=5, SIX};„numbers” to opcjonalna nazwa nowego typu konwersja automatyczna z enum na int dlaczego enum nie jest popularne?

27 Referencje referencja (reference) do typu T: T&wskaźnik, który wygląda jak zmienna int i=7, // zmienna int & iref=i; // referencja – musi być zainicjalizowana // tj. skojarzona ze zmienną (i) iref++; // teraz i==8

28 Referencje void swap(int &i1, int &i2); int a=2, b=3; swap(a,b);{ int i3; i3=i1; i1=i2; i2=i3; } i1 i2 i3 a b 2 3 ? 2 3

29 Referencje – problemy problem: gdy parametr aktualny jest innego typu niż formalny, lub jest wyrażeniem char c; swap(a+20, c); argumenty będą konwertowane do to const (const int), kompilator oczekuje int (nie const), powinien wygenerować błąd, zazwyczaj wygeneruje tylko ostrzerzeni. wywołanie swap() nie odniesie skutku

30 Referencje – problemy // int &ir=7; ERROR! 7 to stałaconst int &ir1=7, // OK &ir2=i+f; // OK /* ir1 i ir2 – referencje do stałych obiektów tymczasowych, żyjących tak długo jak ir1 i ir2 */

31 Referencje – przykład użytecznyint & min(int &i1, int &i2) { return i1 } int a=10, b=20, c; c=min(a,b); min(a,b)++; //a==11 !

32 Referencje mogą wprowadzać w błądunikaj funkcji modyfikującej swoje argumenty używaj referencji, gdy ich rzeczywiście potrzebujesz dla oszczędzania pamięci dla oszczędzania czasu do zwracania obiektów, które będą dalej przetwarzane używaj stałych referencji (optymalizacja, bezpieczeństwo)

33 Funkcje – Prototypy C++ wymaga prototypów funkcji!!!(wartość zwracana, nazwa, argumenty) #include „foo_prototypes.h” void foo(); void foo() {};

34 Funkcje – inline inline int sum(int a, int b) { return a+b; }zastępstwo makrodefinicji „inline” to tylko zalecenie dla kompilatora automatyczne rozwijanie inline funkcji funkcja rozwinięta inline nie ma adresu

35 Funkcje przeciążone (overloaded)wiele funkcji o tej samej nazwie, OK. w C++ int f(int, int); int f(int); int f(long);

36 Funkcje przeciążone Adres funkcji przeciążonej – kompilator wymaga przesłanek wyboru wariantu funkcji int (*pd)(long); //OK pd=f; void *pf; // pf=f; // ERROR!

37 Funkcje przeciążone Parametry funkcji przeciążonej muszą się różnić,Typ zwracany nie służy do rozróżniania funkcji przeciążonych, jest istotny gdy funkcja jest wywoływana int f(int, int); int f(int); int f(long); // OK // int f(int); double f(int); ERROR int ff(int); int ff(double); // OK. // ff(1L) ERROR! niejednoznaczność // void *p=ff(1) ERROR! typ zwracany

38 Dopasowywanie funkcji przeciążonychnie więcej niż jedna konwersja każdego argumentu wybierany najniższy poziom z możliwym dopasowaniem, niejednoznaczność to błąd dopasowania ścisła zgodność; bez konwersji lub tylko: nazwa tablicy na wskaźnik, nazwa funkcji na wskaźnik, T na const T zgodność przy promocjach w zakresie typów całkowitych: char na int, short na int, poprzednie dla typów bez znaku, float na double konwersje standardowe: int ↔ double, pochodna* na podstawowa*, unsigned int ↔ int konwersje zdef. przez użytkownika zgodność przy zastosowaniu wielokropka (…)

39 Dopasowywanie funkcji przeciążonychint f(int); double f(double) void f(); int i1=f(1); // OK int i2=f(1.0); // OK, wywołanie double f(double), // konwersja wyniku int //int i3=f(„Hi”); ERROR! nie ma konwersji // char * do int ani do double

40 Funkcje przeciążone wygodne rozszerzenie konwersji automatycznych i jawnych int cmp (double a, double b) { return a – b; } int cmp (char *a, char *b) return strcmp(a,b);

41 Funkcje przeciążone nadal korzystamy z konwersji automatycznychcmp (1, 2); //OK., konwersja do double przed //wywołaniem cmp (double a, double b) można zoptymalizować kod int cmp (int a, int b) // teraz cmp(1, 2) bez konwersji { return a – b; }

42 Domyślne argumenty funkcjivoid line(int len, char c=‘*’) { for (int i=0; i cout << c; } teraz to: line(x); znaczy: line(x, ‘*’); a to: line(x, ‘o’); znaczy: line(x, ‘o’);

43 Domyślne argumenty funkcjiint fun(int i1, int i2=20, int i3=30); po pierwszym domyślnym wszystkie następne muszą być domyślne funkcja taka nie jest przeciążona, &fun(int) == &fun(int, int) możemy niezależnie stosować przeciążanie: int fun(int i1, int i2); //deklaracja nie jest niejednoznaczna, //ale wywołanie fun (int, int) jest!

44 Domyślne argumenty funkcjiuwaga na „type * =” — po „*” spacja argumenty domyślne można zdefiniować tylko raz (formalnie albo w prototypie, albo w definicji). Argumenty domyślne definiuj w pliku nagłówkowym!

45 Zmienna liczba argumentów funkcjiw C pisaliśmy: int printf(char *, …); w C++ jest prościej: int printf(char * …); // można pominąć przecinek przed …, // ale tylko wtedy, gdy zmienna poprzedzająca „…” // nie ma wartości domyślnej. // ma funkcje można przeciążać

46 Zarządzanie pamięcią przydział pamięci: operator new składnia: new Typint * pi = new int; // pi = (int*)malloc(sizeof(int)) zwolnienie: operator delete składnia: delete pointer delete pi; // operator delete nie zmienia wartości // swojego argumentu

47 Zarządzanie pamięcią zarządzanie wektorami (tablicami)int * pai = new int [x]; delete [] pai; programista sam decyduje, którą wersję operatora delete użyć (kompilator tego nie sprawdzi i nie ostrzeże) wielowymiarowe tablice: int *pmai = new int[x][20][30] // wszystkie wymiary, za wyjątkem pierwszego, // muszą być znane już podczas kompilacji delete [] pmai;

48 Zarządzanie pamięcią można zadeklarować funkcję (new_handler), będzie wywołana gdy zabraknie pamięci set_new_handler(); // gdy nie zdefiniowano new_handler, new zwraca 0 (NULL) delete NULL; nie robi nic nie mieszaj new/delete z malloc/free

49 Inne rozszerzenia Szablony (Templates) Wyjątki (Exceptions) Namespace