curs_1 introducere.pdf

PROGRAMAREA ORIENTATA PE OBIECTE[ Programarea Calculatoarelor si Limbaje de Programare III ]2012-Suceava

s.l.dr.ing. Remus Catalin [email protected]@yahoo.comapollo.eed.usv.ro/~remus

PROGRAMAREA ORIENTATA PE OBIECTEPROGRAMARE SI LIMBAJE DE PROGRAMARE III

BIBLIOGRAFIE

A. CARTI B.Stroustrup, The C++ Programming Language, Addison-Wesley, 1991 B.Stroustrup, The C++ Programming Language, Third Edition by Bjarne Stroustrup, by AT&T. Addison Wesley

Longman, Inc. ISBN 0201889544, 1997 B.Stroustrup, The Design and Evolution of C++, ddison-Wesley, ISBN 0-201-54330-3, August 2008.

B.Stroustrup, C++, Editura Teora, 2000

Ioan Salomie, Tehnici orientate pe obiecte, Ed. Microinformatica Cluj, 1995.

t.Gh. Pentiuc - Structuri de date i algoritmi fundamentali. Curs, Universitatea "tefan cel Mare" Suceava, 1993.

t.Gh. Pentiuc - Structuri de date i algoritmi fundamentali. ndrumar de laborator, Universitatea "tefan cel Mare" Suceava, 1993

B. Referinte WEB

http://www.cplusplus.com/http://www.oopweb.com/CPP/Documents/ThinkingInCpp1/VolumeFrames.htmlhttp://www.oopweb.com/CPP/Documents/ThinkingInCpp2/VolumeFrames.htmlhttp://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2005/n1905.pdfhttp://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/

2012/2013 - Suceava


Programa analitica CURS

Programarea Orientata pe Obiecte ( 3h ) Fundamentele POO Conceptele ce definesc tehnologiile orientate obiect

Clase. Membrii unei clase ( 12h ) Autoreferina. Tipul de data referina Obiecte standard de interfa (stream-uri) Constructori si destructori Constructorul de copiere Membri statici ai unei clase Tablouri de obiecte Clase cu membri obiecte Pointeri spre membri unei clase Funcii si clase prietene ale unei clase.

Supradefinirea operatorilor ( 6h ) Operatorii unari si binari Operatori speciali ( new, delete, ->, apel de funcie, etc. ) Operatori si constructori de conversie de tip. TDA-uri

2012/2013 - Suceava



Conceptele de Motenire si Generalizare ( 6h ) Motenirea simpla Motenirea multipla Clase si funcii virtuale

Polimorfismul ( 4h ) Funcii virtuale Funcii pur virtuale

Mecanismul Template ( 3h ) Funcii parametrizate ( template ) Clase parametrizate ( template ) Mecanismul Template si motenirea

Mecanismul de tratare a excepiilor in C++ ( 2h ) Erori si excepii Tratarea erorilor Excepii in C++. Mecanismul trow, trycatch

2012/2013 - Suceava



Elemente specifice limbajului C++ (2h) Spatii de nume (namespace) Conversii de tip (type-casting)

Standard Template Library (STL) (3h) Containere STL Algoritmi STL

Evolutia limbajului: C++0x (1h)

2012/2013 - Suceava


Programa analitica LABORATOR

Introducere in limbajul C++ (2h) Adaugiri aduse de C++ standardului ANSI C. Utilitarul MAKE (2h) Utilizarea obiectelor cin, cout cat si a operatorului new. (2h) Membri statici ai unei clase (2h) Functii si clase prietene ale unor alte clase (2h) Redefinirea operatorilor ( unari si binari ) (2h) Redefinirea operatorilor speciali (2h) Stream-uri. Iteratori. (2h) Mostenirea simpla. Mostenirea multipla (2h) Polimorfismul (2h) Mecanismul template. (2h) Tratarea exceptiilor (2h)

2012/2013 - Suceava


Programa analitica PROIECT

n cadrul proiectului se urmrete ca produsele-program realizat de studeni s utilizeze tehnologiile orientate pe obiect studiate. Tema proiectului este la alegerea studentului, doar implementarea fiind condiionata in utilizarea tehnologiei de programare orientata pe obiecte.

Exemple de teme de proiect: Realizarea unei arhitecturi de clase pentru implementarea noiunii de Lista, Stiva sau alte TDA-uri. Aplicaie ce va simula gestiunea intrrilor unei firme folosind fiiere in C++; Aplicaie ce va simula gestiunea unei biblioteci folosind fiiere in C++; Realizarea unei arhitecturi de clase pentru implementarea noiunii de Mulime (reprezentare prin vectori pe

bii). Realizarea arhitecturii de clase pentru TDA-ul Arbore. Arbore binar. Simulator de operaii cu numere complexe; Realizarea arhitecturii de clase pentru TDA-ul Graf. Implementarea unui meniu cu interfaa grafica in C++. Sistemul de clase pentru implementarea unor figuri geometrice cunoscute (avnd reprezentare grafic ).

2012/2013 - Suceava


OBIECTIVEpentru curs:

Constientizarea de catre studentii a importantei studierii programarii obiect orientate in contextual aplicatiilor moderne; Prezentarea conceptelor i principiilor orientrii pe obiecte din perspectiva limabjului de programare C++; Cursul isi propune familiarizarea studentilor cu notiunile teoretice si practice ale programarii obiectuale utilizate in cadrul

unor sisteme si compilatoare moderne de dezvoltare a aplicatiilor in C++ (Borland C++ 3.1, CodeBlocks, GCC, Visual C++, Borland C++ Builder etc.).

Abordarea se face astfel incat aplicatiile dezvoltate sa poata fi rulate atat pe calculatoare personale (PC) cat si pe echipamente mobile moderne.

In mod special sunt urmarite aspectele legate de optimizarea aplicatiilor din punctul de vedere al memoriei utilizate si a vitezei de calcul.

pentru aplicatii: Aplicatiile vin sa completeze notiunile dobandite la curs si sa creeze deprinderi corecte in dezvoltarea aplicatiilor

obiectuale. Sunt folosite mai multe compilatoare, de la mai vechi, Borland C++ 3.1, la modernele VisualC++, Borland C++Builder, etc. Se va programa pe platforme Windows cat si pe platforme Linux; Temele laboratoarelor impun rezolvarea unor probleme concrete ce necesita fundamentarea cunostintelor acumulate in

timpul cursurilor.

2012/2013 - Suceava

CERINTE la DISCIPLINA POO / PCLP III

1. Prezenta la LABORATOR este OBLIGATORIE

2. Prezenta la CURS va fi recompensata cu 1p, la nota obtinuta la EXAMEN

3. Recuperarea laboratoarelor: Oricand in cadrul aceleiasi saptamani 2 absente motivate la final (in ultima

saptamana) cu taxa, in limita a maxim 7 sedinte

4. Notarea la laborator se face pe baza: notelor la cele 2, teste planificate cat si pe baza notarii proiectului (aplicatie in C++ si

documentatie)

5. Examenul consta in 2 probe, date in aceeasizi:

proba practica ( pe calculator in C++) proba teoretica (test cu 9 intrebari)

A. Activitatea la acesta disciplina se va finaliza prin obtinerea celor 6 crediteaferente, atunci cand: examenul a fost promovat cu o nota

>= 5 activitatea la laborator a fost

executata integral proiectul a fost predat si promovat nota la activitatea practica (laborator

+ proiect) este >= 5

B. Neindeplinirea a cel putin uneiconditii va conduce la nepromovare sitrecerea disciplinei ca si CREDIT AMANAT.

C. Activitatea la o disciplina ramasaca si credit amanat se recuprereazaintegral in anul urmator.

CERINTE la DISCIPLINA POO / PCLP III

Promovarea activitatii pe parcurseste conditionata de: prezenta 100% la sedintele de

laborator media celor doua teste >= 5

Promovarea activitatii pe parcurseste conditionata de: prezenta 100% media celor doua note >= 5 nota proiect >=5

Media( N.A.P, N.Ex )

N.A.P este >= 5 N.Ex este >= 5

A. Activitatea pe parcursla specializarea AUTOMATICA

B. Activitatea pe parcurs la specializarea CALCULATOARE

C. Nota la disciplina POO / PCLP III

PROGRAMAREA ORIENTATA PE OBIECTE / PCLP III

Agent-oriented Component-based

Flow-based Pipeline

Concatenative Concurrent computing Declarative (contrast: Imperative)

Functional Dataflow

Cell-oriented (spreadsheets)

Reactive Constraint Logic

Constraint logic Abductive logic aInductive logic

Event-driven Service-oriented Time-driven

Expression-oriented Feature-oriented Function-level ( contrast: Value-level) Imperative ( contrast: Declarative)

Procedural Non-structured ( contrast: Structured)

Array (contrast: Scalar) Iterative

2012/2013 - Suceava

Paradigme de programare

Structured ( contrast: Non-structured)

Modular Recursive

Object - oriented Class-based Prototype-based Automata-based By separation of concerns:

Aspect-oriented Subject-oriented Role-oriented

Language-oriented Domain-specific Grammar-oriented

Dialecting Intentional

Metaprogramming Automatic Generic

Template Policy-based

Reflective Attribute-oriented

Nondeterministic

Parallel computing Process-oriented

Programming in the large and programming in the small

Value-level (contrast: Function-level)

http://en.wikipedia.org/wiki/Object-oriented_programming


2012/2013 - Suceava

O privire asupra tehnicilor de programare

Programare nestructurata

programul principal lucreaza direct cu

datele globale

Observatii ....

Tehnica folosita, de obicei, in cazul primilor pasi pasi facuti in programare, atunci cand cream primele programe simple.

Metoda consta in insiruirea unei liste de declaratii si instructiuni, ce modifica datele globale pe tot parcursul programului


2012/2013 - Suceava


apelul procedurilor si revenirea in locul

apelului

Programare procedurala

programul principal apeleaza procedurile

si gestioneaza parametri transmisi

cat si valorile returnate

Paradigm n programare, prin care :

un program apeleaz subprograme (functii si proceduri, pentru a rezolva subprobleme)

prin transmiterea corespunzatoare a parametrilor (actuali, aflati n corespondent cu parametriiformali descrisi in subprograme).


2012/2013 - Suceava


Programare structurata

Disciplin n programare prin folosirea unor structuri bine precizate (fr goto).

Orice problem se poate descrie doar prin utilizarea urmtoarelor trei structuri:

secvential, alternativ, repetitiv.

Limbaje specifice acestui stil de programare: limbajul C, limbajul Pascal, etc.


2012/2013 - Suceava


Programare modulara

Probleme in programarea modulara

programul principal apeleaza procedurile in module separate

si gestioneaza datele corespunzatore ca si

parametri

- Crearea si distrugerea explicita a tipurilor de date

- Decuplarea datelor de operatii

Prin proiectare (programare) modular nelegem metoda de proiectare (programare) a unui algoritm pentru rezolvarea unei probleme prin folosirea modulelor.

Modulul este considerat o unitate structural de sine stttoare, fie program, fie subprogram, fie o unitate de program.

Un modul poate conine sau poate fi coninut ntr-alt modul si poate fi format din mai multe submodule.


2012/2013 - Suceava


Programare Orientata pe Obiecte

obiectele programului

interactioneaza intre ele prin

transmiterea de mesaje.

PRINCIPII .....

In cadrul programului sunt definite noi tipuri de date CLASE, clase formate din date si functii.

Programul instantiaza unul sau mai multe OBIECTE din Clasele create.

Obiectele interactoneaza intre ele prin intermediul interfetelor publice puse la dispozitie.

Limbaje de programare specifice acestei tehnici: Simula SmallTalk C++, C++0x Java C#, etc


Limbajul C++ 1970 - pentru prima dat definit limbajul C (Brian

Kernighan & Dennis Ritchie) 1965 existenta limbajelor orientate pe obiect:

SIMULA (1965) SIMULA 2 (1967) SMALLTALK (1970)

[ Dezavantajul acestor limbaje (n sensul c nu au rmas pe pia ocupnd un procent foarte mare) este faptul c nu au aprut de sine stttoare, adic nu s-au bazat pe limbajele anterioare ]

1980 - BJARNE STROUSTRUP definete sub denumirea de C with classes, limbajul ce a devenit ulterior C++ .;

1983 - acest limbaj intr n lumea academic 1990 se incepe standardizarea prin comitetul

ANSI - X3J16 http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/wp/html/oct97/

1996 - este standardizat ANSI C++ 2009 - se initiaza dezvoltarea unui nou standard

C++09 ( initial fiind denumirea C++0x ) -http://www.artima.com/cppsource/cpp0x.html

2012/2013 - Suceava

Istorialimbajului C++


Avantajul care l-a avut C++ comparativ cu celelalte limbaje existente (urmrind aceeai tehnologie O.O ) a fost faptul c el a fost definit ca un superset al limbajului C.

Ceea ce s-a introdus nou i foarte important fa de vechiul limbaj C a fost noiunea de clas i restul notiunilor ce deriv din aceasta.

Programatorii de C au fost pui n situaia de a sta n faa unui compilator care le permitea s lucreze n vechea lor manier i care accepta noile idei de P.O.O.

Utilizatorii au nceput s foloseasc C++ nainte ca specialitii s aib timpul necesar s-i instruiasc pentru a-l folosi cu randament maxim. (Stroustrup).

Acestui limbaj i se reproeaz multe: este foarte complex i este un limbaj de nivel mediu, ca i limbajul C

de unde rezult c nu corespunde n totalitate principiilor de P.O.O ( care n mod normal trebuiau s fie de nivel nalt).

[ De aceea, recent, a aprut un nou limbaj care ncearc s corecteze aceste neajunsuri reproate C++ - ului, limbajul JAVA ]

2012/2013 - Suceava

Limbajului C++


Programarea Structurat este definit :

Programarea Orientat pe Obiect definit :

2012/2013 - Suceava

FundamenteleProgramariiOrientate pe Obiecte

STRUCTURI DE DATE

ALGORITMI

PROGRAM

DATE

METODE

OBIECT


Avantajul gruprii structurilor de date i a metodelor ce opereaz cu aceste date, sub forma unor obiecte, este faptul c obiectele, ce ncearc s simuleze conceptele ntlnite n lumea nconjurtoare, reuesc s grupeze structura conceptului respectiv, ct i funcionalitatea sa.

Luand exemplul conceptului de numr complex, definirea lui n manier orientat obiect const n: Crearea unei clase; Clasa va conine n zona de date

partea real i parte imaginar a numrului,

In zona de interfa definim toate funciile sau operatorii cu care lucreaz acest concept.

Dup definirea acestei clase, n utilizare nu vor fi diferene fa de utilizarea numrului ntreg, de exemplu.

Apare totui o diferen: acest concept de numr ntreg este definit n interiorul limbajului C i este recunoscut, pe cand conceptul de numr complex este definit de noi.

Programarea structural este o etap ce trebuia depit din mai multe motive : reutilizarea programelor era greoaie ; scalabilitatea i extinderea unor module era dificil; tratarea separat a datelor i a algoritmilor ce utilizeaz

aceste date.

2012/2013 - Suceava

FundamenteleProgramariiOrientate pe Obiecte


P.O.O. Programare Orientat pe Obiecte O.O.P. Object Oriented Programming

Conceptele introduse de POO: ncapsularea Abstractizarea Motenirea ( Generalizarea si Specializarea ) Polimorfismul

Notiuni utilizate in POO: Clasa - class Obiect - object Instanta - instance Metoda - method Mostenire - inheritance Abstarctizare - abstraction Polimorfism - polymorphism

2012/2013 - Suceava

Conceptele utilizate inTehnologiile Orientate peObiecte


2012/2013 - Suceava



Primul concept introdus de P.O.O. l reprezint ncapsularea.

Acesta este realizat prin introducerea noiuniide clas, ce poate grupa mpreun: date (proprietati) i funcii (metode)

2012/2013 - Suceava


INCAPSULAREA


Al doilea concept este abstractizarea.

Obiectul ce nglobeaz o anumit structur (date membre) va fi definit n cadrulprogramului va interaciona doar prin intermediul comportamentului sau, funciilor metodelor de interfa.

2012/2013 - Suceava


ABSTRACTIZAREA


Un alt concept este motenirea. Acest concept ne permite specializarea

anumitor clase, n sensul mbuntirii functionalitatilor , sau n sensul adugirii unor noi metode. 2012/2013 - Suceava


MOSTENIREAOdat cu motenirea se definete generalizarea sispecializarea. In fond, reprezint acelai lucru :

In cazul specializrii privim motenirea n evoluia sa dinspre clasa de baz catre cea derivat (specializat), iar generalizarea este fenomenul privit n sens invers.


Un al patrulea concept este polimorfismul.

Vorbim despre acest concept atunci cnd o entitate ( un obiect) produce un comportament diferit aflat in situatii diferite.2012/2013 - Suceava


POLIMORFISMUL


2012/2013 - Suceava


Medii de programare (IDE) in C++

Borland CodeGear Embarcadero Borland C++ 3.1 C++ Builder 6 C++ BuilderX Turbo C++ ( freeware ) Embarcadero RAD Studio 2010, RAD Studio

XE1/2/3, etc ....

Microsoft Microsoft Visual Studio 6 Microsoft Visual Studio 2010, 2012 ....

Freeware CodeBlocks C-Free 5 Turbo C++ Eclipse C++ Carbide C++ Qt Creator ....