- •Приложение г Лекция 1. Элементы Языка си Используемые символы
- •Константы
- •Идентификаторы
- •Ключевые слова
- •Использование комментариев в тексте программы
- •Лекция 2. Типы данных и их объявление
- •Категории типов данных
- •Целый тип данных
- •Данные вещественного типа
- •Указатели
- •Операции разадресации и адреса
- •Переменные перечислимого типа
- •Лекция 3. Выражения и присваивания Операнды и операции
- •Преобразования при вычислении выражений
- •Операции отрицания и дополнения
- •Операция sizeof
- •Мультипликативные операции
- •Аддитивные операции
- •Операции сдвига
- •Поразрядные операции
- •Логические операции
- •Операция последовательного вычисления
- •Условная (тернарная) операция
- •Операции увеличения и уменьшения
- •Простое присваивание
- •Составное присваивание
- •Приоритеты операций и порядок вычислений
- •Побочные эффекты
- •Преобразование типов
- •Лекция 3. Операторы
- •Оператор выражение
- •Пустой оператор
- •Составной оператор
- •Оператор if
- •Оператор switch
- •Оператор break
- •Оператор while
- •Оператор do while
- •Оператор for
- •Сумма чисел от 1 до 100
- •Микрожизнь
- •Оператор continue
- •Оператор return
- •Оператор goto
- •Лекция 4. Массивы
- •Поиск минимума, сортировка
- •Ввод-вывод, обнуление
- •Двумерный массив
- •Лекция 5. Структуры
- •Объединения (смеси)
- •Поля битов
- •Переменные с изменяемой структурой
- •Определение объектов и типов
- •Лекция 6. Инициализация данных
- •Определение и вызов функций
- •Ссылки как псевдонимы переменных
- •Ссылки в качестве параметров функции
- •Ссылка в качестве возвращаемого значения
- •Передача массивов
- •Прототип
- •Указатели на функцию
- •Рекурсия
- •Предварительная инициализация параметров функции
- •Функции с переменным числом параметров
- •Передача параметров функции main
- •Исходные файлы и объявление переменных
- •Объявления функций
- •Время жизни и область видимости программных объектов
- •Лекция 7. Инициализация глобальных и локальных переменных
- •Методы доступа к элементам массивов
- •Указатели на многомерные массивы
- •Операции с указателями
- •Массивы указателей
- •Лекция 8. Динамические объекты
- •1. Выделение памяти в соответствие с типом указателя
- •2. Выделение памяти под нетипизированный указатель
- •Лекция 9. Динамическое создание и уничтожение массивов
- •Директивы Препроцессора
- •Директива #include
- •Директива #define
- •Директива #undef
- •Лекция 10. Условные директивы препроцессора
- •Линейный односвязный список
- •Лекция 11. Объектно-ориентированный подход к программированию
- •Ссылки на Себя
- •Инициализация
- •Копирующий конструктор
- •Очистка
- •Законченный Класс
- •Доступ к членам
- •Статические Члены
- •Лекция 12. Наследование
- •Перегрузка Операций
- •Операции Преобразования
- •Стандартный ввод/вывод
- •Форматируемый вывод
- •Манипуляторы
- •Ввод-вывод двоичных данных
- •Ввод/вывод с диска
- •Ввод/вывод для типов данных, определенных пользователем
- •Шаблоны функций
- •Шаблоны классов
- •Лекция 14. Библиотека stl
- •Итераторы
- •Алгоритмы
- •Контейнеры
- •Функциональные объекты
- •Пример. Работа с контейнером vector
- •Пример 2. Алгоритмы и функциональные объекты
- •Лекция 15. Обработка исключительных ситуаций
- •Лекция 16. Rtti и приведение типов
- •Операция typeid
Статические Члены
Класс — это тип, а не объект данных, и в каждом объекте класса имеется своя собственная копия данных, членов этого класса. Однако некоторые типы наиболее элегантно реализуются, если все объекты этого типа могут совместно использовать (разделять) некоторые данные. Предпочтительно, чтобы такие разделяемые данные были описаны как часть класса. Например, для управления задачами в операционной системе или в ее модели часто бывает полезен список всех задач:
class task {
// ...
task* next;
static task* task_chain;
void shedule(int);
void wait(event);
// ...
};
Описание члена task_chain (цепочка задач) как static обеспечивает, что он будет всего лишь один, а не по одной копии на каждый объект task. Он все равно остается в области видимости класса task, и «извне» доступ к нему можно получить, только если он был описан как public. В этом случае его имя должно уточняться именем его класса:
task::task_chain
В функции члене на него можно ссылаться просто task_chain. Использование статических членов класса может заметно снизить потребность в глобальных переменных.
Лекция 12. Наследование
Наследование — один из основополагающих принципов объектно-ориентированного программирования. Под наследованием понимают возможность объявления производных типов на основе ранее объявленных типов.
Прежде всего, следует различать наследование и встраивание. Встраивание предполагает возможность объявления в классе отдельных членов класса на основе ранее объявленных классов. В классе можно объявлять как данные-члены основных типов, так и данные-члены ранее объявленных производных типов.
В случае же наследования новый класс в буквальном смысле создается на основе ранее объявленного класса, НАСЛЕДУЕТ, а возможно и модифицирует его данные и функции. Объявленный класс может служить основой (базовым классом) для новых производных классов. Производный класс наследуют данные и функции своих базовых классов и добавляют собственные компоненты.
В C++ количество непосредственных «предков» производного класса не ограничено. Класс может быть порожден от одного или более классов. В последнем случае говорят о множественном наследовании. Наследование в C++ реализовано таким образом, что наследуемые компоненты не перемещаются в производный класс, а остаются в базовом классе. Производный класс может переопределять и доопределять функции-члены базовых классов. Но при всей сложности, наследование в C++ подчиняется формальным правилам. А это означает, что, во-первых, существует фиксированный набор алгоритмов, которые позволяют транслятору однозначно различать базовые и производные компоненты классов, а во-вторых, множество вариантов наследования ограничено.
Для начала рассмотрим пример объявления нескольких классов. В этом примере задаются отношения наследования между тремя классами (классы A, B, C). При этом C наследует свойства класса B, который, в свою очередь, является наследником класса A.
class A {
public:
A() {printf("A");}
~A(){printf("~A");}
int x0;
int f0 () {return 1;}
};
class B : public A {
public:
B(){printf("B");}
~B(){printf("~B");}
int x1;
int x2;
int xx;
int f1 () {return 100;}
int f2 () {return 200;}
};
class C : public B {
public:
C(){printf("C");}
~C(){printf("~C");}
int x1;
int x2;
int x3;
int f1 () {return 1000;}
int f3 () {return 3000;}
};
void main () {C MyObject;}
Перед нами пример простого наследования. Каждый производный класс при объявлении наследует свойства лишь одного базового класса. Слово publicперед именем базового класса означает, что все поля и методы класса-родителя, объявленные какpublicилиprotected, в производном классе будут открыты. Еслиpublicотсутствует, то все члены класса-родителя в производном классе закрыты.
В C++ различаются непосредственные и косвенные базовые классы. Непосредственный базовый класс упоминается в списке баз производного класса. Косвенным базовым классом для производного класса считается класс, который является базовым классом для одного из классов, упомянутых в списке баз данного производного класса.
В нашем примере для класса C непосредственным базовым классом является B, косвенным — A.
Итак, выполнение оператора определения
C MyObj;
приводит к появлению в памяти объекта под именем MyObj.
Перед нами объект сложной структуры, в буквальном смысле собранный на основе нескольких классов. В его создании принимали участие несколько конструкторов. Порядок их вызова строго регламентирован. Вначале вызываются конструкторы базовых классов. Следом вызываются конструкторы производных классов.
Благодаря реализации принципа наследования, объект представляет собой цельное сооружение. Из объекта можно вызвать функции-члены базовых объектов. Эти функции наследуются производным классом от своих прямых и косвенных базовых классов. Непосредственно от объекта возможен доступ ко всем данным-членам. Данные-члены базовых классов также наследуются производными классами.
Если переопределить деструкторы базовых и производных классов таким образом, чтобы они сообщали о начале своего выполнения, то за вызовом деструктора производного класса C непосредственно из объекта MyObj:
MyObj.~C();
последует серия сообщений о выполнении деструкторов базовых классов. Разрушение производного объекта сопровождается разрушением его базовых компонентов. Причем порядок вызова деструкторов противоположен порядку вызова конструкторов.
А вот вызвать деструктор базового класса из объекта производного класса невозможно:
MyObj.~B(); // Так нельзя. Это ошибка!
Частичное разрушение объекта в C++ не допускается. БАЗОВЫЕ ДЕСТРУКТОРЫ НЕ НАСЛЕДУЮТСЯ. Таков один из принципов наследования.
К моменту начала разбора структуры производного класса, транслятору становятся известны основные характеристики базовых классов. Базовые классы включаются в состав производных классов в качестве составных элементов. Это означает, что в производном классе (в его функциях) можно обращаться к данным-членам и вызывать функции-члены базовых классов.
Нам остается рассмотреть, каким образом транслятор соотносит члены класса непосредственно в объекте. Для этого переопределим функцию main():
int main(int argc, char* argv[])
{
C MyObj;
MyObj.x0 = 1;
MyObj.B::x0 = 2;
MyObj.C::x0 = 3;
printf("\n%d %d %d\n", MyObj.x0, MyObj.B::x0, MyObj.C::x0); //3 3 3
printf("%d\n", MyObj.f0()); //1
printf("%d\n",MyObj.A::f0()); //1
printf("%d\n",MyObj.C::f0()); //1
printf("%d\n",MyObj.B::f1()); //100
printf("%d\n",MyObj.C::f1()); //1000
printf("%d\n",MyObj.f1()); //1000
//Так нельзя
// MyObj.A::f1();
// MyObj.A::f2();
// MyObj.A::f3();
// MyObj.B::f3();
getchar();
return 0;
}
Таким образом, корректное обращение к членам класса в программе обеспечивается операцией разрешения области видимости. Квалифицированное имя задает область действия имени (класс), в котором начинается (!) поиск данного члена класса. Принципы поиска понятны из ранее приведенного примера.
Пример. На основе класса PasSetсоздадим класс — «множество символов»PasSetChar.
class PasSetChar : public PasSet {
public:
void print();
};
void PasSetChar::print()
{
for (int i=0; i<256; i++)
if (InSet((unsigned char)i)) printf("%c ", (unsigned char)i);
printf("\n");
}