Лекции по курсу «Программирование»

Лекции по курсу
«Программирование»
Лекция 6. Типы данных,
определяемые пользователем.
Переименование типов,
перечислимые типы, структуры,
объединения, классы.
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Типы данных, определяемые
пользователем
Наряду со встроенными типами данных, в языке С++
существуют
ряд
инструментов
для
создания
собственных типов данных. К ним относятся:
- оператор переименования типов
- перечислимые типы
- структуры
- объединения
- классы
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Переименование типов
Ключевое слово typedef
Переименование обычных типов:
typedef тип новое_имя_типа;
Переименование типов-массивов:
typedef тип новое_имя_типа [число элементов];
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Переименование типов
Ключевое слово typedef (пример)
Переименование типа char на byte:
typedef char byte;
Введение нового типа myarray как массива из 100
элементов типа int:
typedef int myarray[100];
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Перечислимые типы
Определение перечислимого типа
enum имя_типа {список констант};
Пример
enum color {red, green, blue};
Представляется
значением 0
Представляется
значением 1
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Представляется
значением 2
Перечислимые типы
Определение перечислимого типа – ещё один пример
enum color {white = -1, red, green, blue};
Представляется
значением -1
Представляется
значением 0
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Представляется
значением 1
Представляется
значением 2
Перечислимые типы
Пример использования перечислимого типа
enum color {white , red, green, blue};
void main( )
{color x;
……………
x=red;
……………
}
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Структуры
Определение структуры
struct имя_типа {список элементов};
Пример
struct humen {
char name[20];
char sirname[20];
int birthyear;
};
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Структуры
Доступ к элементам структуры операцией «точка»
struct humen {
char name[20];
char sirname[20];
int birthyear;
};
void main( )
{humen x1;
x1.birthyear=1991;
}
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Структуры
Доступ к элементам структуры операцией «стрелка»
struct humen {
char name[20];
char sirname[20];
int birthyear;
};
void main( )
{humen *px1;
px1 = new humen;
x1->birthyear=1991;
}
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Структуры
Вывод: запись px1->birthyear эквивалентна записи
(*px1).birthyear. Если имеем дело с самой переменнойструктурой, значит для доступа к полям используем
операцию «точка», если с указателем на переменнуюструктуру – операцию «стрелка».
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Структуры
Расположение полей структуры в памяти
Указатель на
структуру
Поле 1
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Поле 2
Поле 3
Объединения
Определение объединения
union имя_типа {список элементов};
Пример
union realnumber {
float flo;
double dbl;
long double ldb;
};
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Объединения
Важно: отличие структуры от объединения состоит в
том, что структура может одновременно хранить все
свои поля, а объединение – только одно из полей.
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Объединения
Расположение полей объединения в памяти
Поле 2
Указатель на
объединение
Поле 1
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Поле 3
!! То есть
занимаемые полями
области памяти
перекрываются
Классы и объекты
Определение понятия «класс» и «объект»
Классом
называется
специальный
создаваемый
пользователем тип данных, содержащий в себе
элементы-данные (поля) и элементы-функции (методы).
Объектом называется переменная – представитель
класса, то есть имеющая тип, описанный каким-либо
классом.
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Классы и объекты
Пример объявления класса point
class point {
public
int x;
int y;
void show(int color);
private
int color;
};
Спецификаторы
доступа
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Элементы-данные
Элемент-функция
Классы и объекты
Спецификаторы доступа
public – спецификатор доступа, означающий, что
перечисленные за ним переменные доступны как
функциям данного класса, так и любым другим
функциям (открытый доступ);
private – спецификатор доступа, означающий, что
перечисленные за ним переменные доступны только
функциям данного класса (закрытый доступ);
protected – спецификатор доступа, означающий, что
перечисленные за ним переменные доступны как
функциям данного класса, так и функциям классов,
производных от него.
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Классы и объекты
Доступ к элементам класса (пример)
point p1, p2;
p1.x=20;
p1.y=30;
p1.show(5);
Для доступа к элементам класса может также
применятся операция «стрелка» (если имеем дело не
самой переменной, а с указателем на неё – аналогично
структурам).
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Классы и объекты
Объявление функций-элементов класса внутри класса (пример)
class point {
public
int x;
int y;
void show(int color)
{ Реализация функции show
};
private
int color;
};
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Классы и объекты
Объявление функций-элементов класса вне класса (пример)
class point {
public
int x;
int y;
void show(int color);
private
int color;
};
void point::show(int color)
{ Реализация функции show };
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Классы и объекты
Указатель this
Ключевое слово this является синонимом указателя на
текущую переменную – представитель класса. Оно
используется для получения функциями класса доступа
к той переменной – представителю класса, для которой
они вызваны.
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Классы и объекты
Указатель this – пример использования
class complex { public
double re;
double im;
double modul( );
};
double complex::modul()
{double r;
r = sqrt((this->re)*(this->re)+(this->im)*(this->im));
return r;
}
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Наследование
Понятия «родитель» и «потомок»
Класс в С++ может наследовать данные и функции от
одного или нескольких базовых классов. Сам класс в
этом
случае
называется
классом-потомком
по
отношению к базовым классам. Базовые классы
называются родительскими классами.
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Наследование
Синтаксис объявления производного класса
class имя_класса ключ_доступа имя_базового_класса
{
Тело объявления класса;
};
Ключ_доступа здесь – одно из слов private, public или
protected.
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Наследование
Правило доступа к элементам базового класса через производный
Права доступа, определяемые базовым классом
(родительским), остаются неизменными, если они такие
же или строже, чем у производного класса (классапотомка).
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Наследование
Пример описания базового класса и класса-потомка
class point {
public
int x;
int y;
void show(int color);
private
int color;
};
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Родительский класс
Наследование
Пример описания базового класса и класса-потомка (продолжение)
class circle:public point {
public
int r;
void show(int color); Класс-потомок
};
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Наследование
Пример описания базового класса и класса-потомка (продолжение)
Теперь можно объявить переменную типа circle и
использовать как её собственные элементы, так и
унаследованные ею от типа point
circle c1;
c1.x = 10;
c1.y = 20;
c1.r = 100;
c1.show(2);
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Специальные функции – элементы
класса
Перечень специальных функций – элементов класса
Специальными функциями – элементами класса
называют функции, которые компилятор может
вызывать неявно. К ним относятся:
- Конструктор
- Деструктор
- Конструктор копии
- Операция присваивания
- Операция new
- Операция delete
- Функции преобразования типов
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Специальные функции – элементы
класса
Конструктор
Функция конструктор служит для создания объекта, и
вызывается всегда при создании переменной. Если она
не описана, то вызывается конструктор по умолчанию,
выделяющий память под размещение переменной. Имя
конструктора совпадает с именем класса. Конструктор
не может возвращать значений и не наследуется.
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Специальные функции – элементы
класса
Деструктор
Деструктор вызывается при уничтожении объектов.
Именем деструктора является имя класса, перед
которым стоит знак ~ . Деструктор не имеет параметров,
не может возвращать значений и не наследуется.
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Специальные функции – элементы
класса
Конструктор и деструктор - пример
class string{ public
string ( );
~string ( );
};
string::string ( )
{Тело конструктора}
string::~string ( )
{Тело деструктора}
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Перегрузка операций
Сущность задачи перегрузки операций
Язык С++ позволяет переопределять (перегружать)
для классов существующие обозначения операций.
Благодаря перегрузке класс можно «заставить» вести себя
подобно
встроенному
типу.
Функции-операции,
реализующие перегрузку, имеют вид:
operator операция(операнды);
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Перегрузка операций
Список операндов
operator операция(операнды);
Если функция-операция является элементом класса, то
первый операнд соответствующей операции будет самим
объектом, для которого вызвана операция. В случае
одноместной операции список операндов будет пуст. Для
двухместных операций функция будет иметь один
параметр, соответствующий второму операнду
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Перегрузка операций
Правила перегрузки операций
- приоритет для перегруженных операций остаётся
неизменным;
- нельзя изменить поведение операции по отношению к
встроенному типу;
- функция-операция не может иметь аргументов по
умолчанию;
- Функции-операции, кроме присваивания, наследуются.
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Перегрузка операций
Примеры операций, которые можно перегрузить
=
*, /, +, -, %
[]
new, delete
присваивание
арифметические операции
индексирование
операторы динамического
размещения переменных
&
взятие адреса
*
разыменование
и некоторые другие …..
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Перегрузка операций
Пример, иллюстрирующий перегрузку операции +
class complex {
public
double re;
double im;
complex complex::operator+(complex v2);
};
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Перегрузка операций
Пример, иллюстрирующий перегрузку операции + (продолжение)
complex complex::operator+(complex v2)
{complex help;
help.re=this->re+v2.re;
help.im=this->im+v2.im;
return help;
};
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС
Перегрузка операций
Пример, иллюстрирующий перегрузку операции + (продолжение)
После объявления класса и переопределения для него
операции сложения, можно написать:
complex x1, x2, x3;
x1.re=1; x1.im=2;
x2.re=5; x2.im=4;
x3=x1+x2;
То есть по отношению к операции + созданный нами
класс complex начал вести себя подобно встроенному
типу
© В.М. Гриняк, доц. каф. ИСКТ ВГУЭС