 |
Статические компонентные данные и компонентные функции static и const
|
|
|
|
Статические элементы данных хранятся в одном месте, являются общими для всех объектов класса и существуют независимо от них.
При вызове компонентная функция – объектная функция (а1, а2, а3); получает явный (а1, а2, а3) и неявный список аргументов (компонентные данные объекта). Неявные аргументы доступны посредством this.
Статическая компонентная функция доступа к компонентным данным не имеет, за исключением статических.
Обращение через оператор разрешения области видимости к статическим компонентным данным и функциям является предпочтительным:
class_type:: статический_элемент
class_type:: статическая_функция ()
Именно так отражается тот факт, что элемент и функция являются статическими.
Компонентная функция, объявленная как const, не может изменять свои неявные аргументы, она получает неявный указатель:
const class_type * const this.
Изменчивость
Объекты класса могут быть объявлены как константы, и это гарантирует постоянство компонентных данных. Отказаться можно с помощью const_cast или индивидуально для отдельных компонентных данных с использованием ключевого слова mutable.
Вложенные классы
Классы могут быть созданы внутри блоков, в том числе внутри других классов, как часть реализации более сложной конструкции. Использование таких классов невозможно за пределами соответствующих блоков.
Вложение классов позволяет вкладывать определения функций - компонентная функция должна быть определена внутри своего локального класса, и на данную функцию нельзя ссылаться вне области видимости ее локального класса.
Пример:
class type {
public:
void f1 (int b) {x = b; y = 0;} // компонентная функция для доступа к x и y
|
|
|
void f2 (double k) {y = k*x;}
static void f3 (int c) {z = c;} //статическая компонентная функция для доступа только к z
int f4 () const {return x+y+z;} // f4 не может изменять x, y, z
friend int f5 (const type & t); // дружественная классу type функция, аналог f4
private:
int x; //элемент данных индивидуальный для
int y; // каждого объекта
static int z; //статический элемент данных, общий для всех объектов
};
int type:: z = 10; // должен быть определен и инициализирован вне класса
main()
{ type w1,w2; //объявление объектов
w1.f1(100); // инициализация w1: x = 100, y = 0, z = 10
w2.f1(200); // инициализация w2: x = 200, y = 0, z = 10
w1.f2(0.5); // вычисление y в w1
w2.f2(0.8); // вычисление y в w2
type:: f3(300); // вызов f3 для изменения z в w1 и w2
cout <<”w1 = ”<<w1.f4() // сумма x, y, z в w1
<<”w2 = ”<<f5(w2)<<endl; // сумма x, y, z в w2
}
Задания
Разработайте алгоритм и программу, реализующую абстрактный тип данных (АТД) – класс, согласно варианту задания (см. раздел III). Предусмотрите закрытую реализацию и открытый интерфейс. Интерфейс должен содержать псевдоконструкторы и псевдодеструктор, функции присваивания, вывода содержимого и обработки (сортировка, поиск, сравнение, арифметические действия и т.д.).
Проверьте работоспособность АТД на тестовом наборе данных.
Контрольные вопросы
1. Дайте определение понятия «класс». Сформулируйте правила доступа к его элементам.
2. С какой целью в классе объединены компонентные данные и компонентные функции?
3. Каким образом осуществляется доступ к открытым и закрытым элементам?
4. Опишите назначение дружественных функций, назовите их разновидности.
5. Что понимается под указателем this?
6. Каковы особенности использования статических компонентных данных?
7. В чем заключается синтаксис и семантика компонентных функций static и const?
8. Каким образом могут изменяться компонентные данные объектов, объявленных константами?
9. Каковы особенности создания вложенных классов?
Раздел V
СОЗДАНИЕ И УНИЧТОЖЕНИЕ ОБЪЕКТОВ КЛАССА
|
|
|
Цель работы: изучить синтаксис и семантику определения и вызова конструкторов и деструкторов; приобрести практические навыки создания и уничтожения объектов; изучить особенности применения различных видов конструкторов.
Основные теоретические положения
Определение конструктора и деструктора
Конструктор (constructor) – это компонентная функция, предназначенная для создания объектов типа своего класса. Под созданием понимается инициализация компонентных данных и при необходимости распределения под них свободной памяти с помощью new. Имя конструктора совпадает с именем класса.
Деструктор (destructor) – это компонентная функция, предназначенная для уничтожения объектов типа своего класса. Под уничтожением понимается освобождение свободной памяти с помощью delete. Имя деструктора – это предваряемое символом «~» Имя класса.
Конструктор по умолчанию
Классы с конструктором по умолчанию могут использоваться для объявления массивов.
Н а п р и м е р:
type m[10];
является объявлением массива из десяти объектов типа type, при этом используется конструктор по умолчанию:
type:: type() {…..} // список аргументов пустой
или
type:: type(int i = 0) {……} // все аргументы имеют значения по умолчанию
Копирующий конструктор
Копирующий конструктор предназначен для копирования одного значения типа класса в другое и имеет вид
type:: type (const type & x)
Копирующий конструктор вызывается в следующих случаях:
- если объект типа type инициализируется значением типа type;
- когда параметр типа type передается функции по значению;
- когда функция возвращает значение типа type.
При отсутствии копирующего конструктора эти действия по умолчанию выполняются поэлементно.
Конструктор – функция преобразования типа
Конструктор с одним параметром автоматически является функцией преобразования типа параметра к типу класса.
Н а п р и м е р:
type:: type (int); // преобразует int к type.
Использование explicit в начале объявления запрещает такое преобразование.
Инициализаторы конструктора
Класс, содержащий элементы, тип которых требует конструктор, использует инициализаторы – разделенный запятыми список вызовов конструкторов, стоящий после двоеточия. Конструктор вызывается с помощью имени элемента, за которым в круглых скобках следует список аргументов. Элементы инициализируются в порядке объявления их в классе.
|
|
|
Н а п р и м е р:
type:: type (int t): i(7), j(t) //инициализаторы
{// остальное тело конструктора}
Инициализаторы необходимы всегда для нестатических элементов констант или ссылок.
Конструкторы и деструкторы не наследуются. В отличие от деструкторов конструкторы не могут быть виртуальными.
П р и м е р:
class vector{
public:
explicit vector (int n = 10); // константа по умолчанию
vector (const vector & v); // копирующая константа
vector (const int a[ ], int n); // конструктор с параметрами
~vector () {delete [ ] p;} // деструктор
-- -- -- --
-- -- -- --
private:
int *p; // базовый адрес массива
int size; // число элементов массива
};
Задания
Модифицируйте абстрактный тип данных, реализованный по заданию раздела IV, согласно варианту задания (см. раздел III), заменив соответствующие компонентные функции на систему конструкторов и деструктор.
Проверьте работоспособность АТД на тестовом наборе данных.
Контрольные вопросы
1. Каковы особенности синтаксиса и семантики конструкторов и деструкторов?
2. В чем заключаются особенности применения конструкторов по умолчанию?
3. В каких случаях вызывается копирующий конструктор?
4. При каких условиях конструктор может использоваться для преобразования типа?
5. В каких ситуациях необходимы инициализаторы конструктора, синтаксис и семантика их использования?
Рекомендуемая литература
1. Бадд Т. Объектно-ориентированное программирование в действии: Пер. с англ. – СПб.: Питер, 1997. – 464 с.
2. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++: Пер. с англ. – 2-е изд. – М.: Изд-во "БИНОМ"; СПб.: Невский диалект, 1999. – 560 с.
3. Подбельский В.В. Язык С++: Учеб. пособие для вузов. – 5-е изд. – М.: Финансы и статистика, 2001.
4. Пол А. Объектно-ориентированное программирование на С++: Пер. с англ. – 2-е изд. – СПб.: Невский диалект; М.: Изд-во "БИНОМ", 1999. – 462 с.
|
|
|
5. Страуструп Б. Язык программирования С++: Пер. с англ. - 3-е изд. – СПб.: Невский диалект: М.: Изд-во "БИНОМ", 1999. - 991 с.
6. Фридман А.Л. Основы объектно-ориентированного программирования на языке С++. – М.: Горячая линия –Телеком, Радио и связь, 1999. – 208 с.
Содержание
Введение...................................................................................................... 3
Раздел I. Программирование функций........................................... 4
Раздел II. Обработка массивов......................................................... 9
Раздел III. Обработка структурированных типов данных............... 14
Раздел IV. Разработка абстрактных типов данных.......................... 18
Раздел V. Создание и уничтожение объектов класса..................... 22
Рекомендуемая литература................................................................... 25
Редактор Н.А. Бачурина
Компьютерная верстка: М.Н. Авдюхова
ЛР № 021316 от 25 декабря 1998 г.
 |
Сдано в набор 25.12.02 г. Подписано к печати 27.02.03 г.
Тир. 25 экз. Уч.-изд. л. 0,8. Формат 60´84 1/16. Усл. печ. л. 1,63.
Гарнитура Таймс. Зак.
Череповецкий государственный университет
162600, г. Череповец, пр. Луначарского, 5
|
|
|
