osztály és objektum fogalma -...

FicsorLajos

A C++ programozási nyelv I. CPP1/ 1

Osztály és objektum fogalma

FicsorLajos


Az osztály (class)• class: adatok és módszerek (method)

(függvények) együttese, amely absztrakt adattípusként működik.

• objektum: egy osztály egy előfordulása• módszer: az osztály egy eleme. Olyan

függvény, amely az osztályba tartozó adatokon manipulál.

• Üzenet (message): kommunikáció az objektummal, annak módszerein keresztül.

FicsorLajos


Osztálydeklaráció szintaktikájakulcsszó osztálynév <:szülők listája>

{ mező lista }A kulcsszó lehet: class (esetleg struct, union)Osztály definícióra használjuk MINDIG a

"class" kulcsszót!Az osztály tagjai (mezői) lehetnek:• Adatmezők, adattagok (data member)• függvény-mezők, tagfüggvények (member

function)

FicsorLajos


A függvénymezők definíciója lehet • belső (ekkor inline-nak minősül)• külső (ekkor a hatáskör megjelölése szükséges)

FicsorLajos


Hatásköri kérdésekMinden osztály egy önálló osztály-hatáskört

definiál. (Egységbezárás alapelve!)A meződeklarációk lokálisak az osztály-

hatáskörre nézve.A tagfüggvények egy hatáskörben vannak az

adattagokkal => használhatják azokat!Hatáskör: scopeEgységbezárás: encapsulation

FicsorLajos


Osztály használataAz osztálynév típusnévként viselkedik, és

minden eddig ismert deklarációs konstrukcióban használható.

Objektum: az osztály egy előfordulása. Például: osztály típusú változó

FicsorLajos


Hivatkozás a tagokraAnalóg a struktúrák kezelésével. Tehát:

objektumnév.mezővagy

objektum_pointer->mezőA mező lehet• adattagra való hivatkozás (pontosan úgy, mint

a struktúránál)• tagfüggvény neve és aktuális paraméter-listája

FicsorLajos


Láthatósági kérdésekEgy osztály tagjaira való hivatkozás az osztályon

kívül alapértelmezés szerint tilos! (Információ rejtés alapelve!)(Information hiding)

Láthatóságot szabályozó kulcsszavak:• public: a mező bárhol használható • (protected: értelmezése majd később)• private: csak az osztályon belül elérhető.Alapszabály: minden adattag private legyen!

FicsorLajos


A kulcsszavak a meződeklarációk közé írandók, a kettősponttal együtt.

A kulcsszavak hatása a másik kulcsszóig, vagy az osztály deklarációjának a végéig tart.

A láthatóságot befolyásolja még a friendmechanizmus is (lásd később).

FicsorLajos


Példa: osztálydefinícióclass jarmu{int kerekek;int szemely;int onsuly;

public:void beallit(int k, int sz,

int suly);double kerek_terheles (void);

};

FicsorLajos


Példa: tagfüggvények implementációjavoid jarmu::beallit(int k,intsz,int suly)

{kerekek = k; szemely = sz;onsuly = r;}

double jarmu::kerek_terheles(void)

{return (60.*szemely + onsuly)/kerekek;}

FicsorLajos


Példa: főprogramvoid main(void){jarmu bicikli; // Objektum def.bicikli.beallit(2,1,20);printf(“Bicikli kerekterheles: %lf”,bicikli.kerek_terheles() );}

FicsorLajos


Objektum létrehozásaObjektum létrehozása:• objektum vagy objektumtömb definíció

(statikus)• new operátor (dinamikus)• implicit létrehozás (ideiglenes objektumok)Folyamata:• helyfoglalás az adattagoknak• konstruktor automatikus meghívása

FicsorLajos


KonstruktorSpeciális tagfüggvény:• neve egyezik az osztálynévvel• nem lehet visszatérési értéke (még void sem!)• nem hívható meg közvetlenül• nem öröklődikAktuális paraméterlista:• deklarációban az objektumnév után• new operátornál a típusnév (osztálynév) után

FicsorLajos


DestruktorSpeciális tagfüggvény:• neve ~osztálynév• nem lehet visszatérési értéke (még void sem!)• nincs paraméterlistája• nem hívható meg közvetlenül• nem öröklődikAutomatikusan meghívódik egy objektum

megszűnésekor.

FicsorLajos


A this mutatóMinden objektumhoz• saját adattag-készlet tartozik• az osztály összes objektumára közös a

tagfüggvény-készlet.

Kérdés: hogyan tud a tagfüggvény az aktuális objektum adattagjaira hivatkozni?

FicsorLajos


Megoldás: minden objektumra létezik az előredefiniált this

mutató, amely az objektum címével inicializálódik.

Ezen keresztül indirekt hivatkozással éri el az adattagot a tagfüggvény.

A this mutató explicite is elérhető.

FicsorLajos


A friend mechanizmusHa egy F külső függvény egy X osztályban

"friend"-ként van deklarálva, a tagfüggvényekkel azonos elérési jogokkal rendelkezik.

Az F fgv-en belül az X osztály valamenyi"private" és "protected" eleme is elérhető.

Deklaráció: az X osztályban a friend kulcsszó után a függvény prototípusa.

FicsorLajos


Példa: friend függvényclass X {friend int F (int); // Dekl.int i;public:int tag (double);};int F (int a) // Def.{ . . . }

FicsorLajos


A friend mechanizmus (folyt.)Ha az X osztályban az Y osztály "friend"-ként

van deklarálva, az Y osztály összes tagfüggvénye eléri az X osztály "private" és "protected" tagjait is.

Deklaráció: az X osztályban afriend class Y;

sorral.

FicsorLajos


A friend mechanizmus (folyt.)

Az Y osztály egy tagfüggvénye is lehet friend az X osztályban.

Deklaráció: az X osztályban a friendkulcsszó után a tagfüggvény prototípusa. A tagfüggvény neve előtt az Y:: előtag szükséges!

Megjegyzések:• a friend viszony nem tranzitív• a friend viszony öröklődik

FicsorLajos


Fordítási egységekEgy C++ programban az osztálydefiníció csak a

tagfüggvények prototípusait tartalmazza, a definíciójuk külön forrásfile-ban van összegyűjtve.

Szokásos megoldás:osztalynev.h Osztálydefinícióosztalynev.cpp Tagfüggvények

definíciói. Hivatkozik az osztalynev.hfile-ra.

FicsorLajos


Fordítási egységek (folyt.)Probléma: lehetséges többszörös beillesztés• újradefiniálást okozhat• fölöslegesen növeli a fordítási időt. Szokásos megoldás: egy pelda.h header file-ra#ifndef PELDA_H#define PELDA_h

a header file tartalma#endif

FicsorLajos


Operátor overloading fogalmaA C++ nyelv lehetőséget nyújt arra, hogy a

programozó által definiált típusokra az operátorok átértelmezhetők legyenek.

A polimorfizmus implementációja!Egy operátorjel operandusainak típusa határozza

meg az operátorjel jelentését. A jelentést függvénydefinícióval (tagfüggvénnyel vagy külső függvénnyel) írhatjuk le.

FicsorLajos


Operátor overloading: alapszabályok • Minden operátor újraértelmezhető, kivéve a

. .* :: ?: (feltételes) operátorokat.• Az = [] () -> new delete operátorokra speciális

szabályok vonatkoznak • Az operandusok száma nem változtatható meg• Az előredefiniált típusokra vonatkozó

operátorok nem definiálhatók újra. (Egy újradefiniált operátor legalább egy operandusaobjektum kell legyen!)

FicsorLajos


Alapszabályok (folyt.)• A precedencia- és asszociativitási szabályok

nem változnak meg, azaz a kiértékelés sorrendje ugyanaz marad.

• Az = operátor kivételével az újradefiniálás öröklődik.

• Az = operátornak azonos típusú objektumokra van alapértelmezése

• Nincs kommutativitás (felcserélhetőség) - a standard típusokra sem volt!

FicsorLajos


Operátor overloading: definícióEgyoperandusú (unáris) operátor:Az x@ és @x (@ tetszőleges operátorjel)

ugyanaz, és a fordítóprogram az alábbi függvényhívások valamelyikével helyettesíti:

• x.operator@()ahol operator@ az x osztályának tagfüggvénye• operator@(x)az operator@ külső függvény

FicsorLajos


Definíció (folyt.)Kétoperandusú (bináris) operátor:Az x@y kifejezést a fordítóprogram az alábbi

függvényhívások valamelyikével helyettesíti: • x.operator@(y)ahol operator@ az x osztályának tagfüggvényevagy• operator@(x,y)az operator@ külső függvény

FicsorLajos


Egyoperandusú operátor feldolgozásaAz x@ kifejezés feldolgozásának egy lehetséges forgatókönyve

x alaptípusú? IgenFeldolgozás a beépítettalgoritmus szerint

Kész

Nem

x típusa Cx

x@ helyettesítése azx.operator@()függvényhívással

KészVan

Cx::operator@(void) ?

Nincs

x@ helyettesítése azoperator@(x)függvényhívással

KészVan::operator@(Cx x) ?

NincsHibajelzés! Kész

FicsorLajos


Kétoperandusú operátor feldolgozása• Analóg az egyoperandusú esettel, az alábbi

eltérésekkel:– Ha mindkét operandus alaptípusú, a beépített

algorimus beépítése– Ha a baloldali operandus osztálytípusú, annak

osztályában keres tagfüggvényt– Ha a baloldali operandus alaptípusú, csak a külső

operátor függvények között keres

FicsorLajos


Operátor függvény paramétereinek száma

21Az operátor definiáló függvény külső függvény

10Az operátor definiáló függvény tagfüggvény

Kétoperandusúoperátor

Egyoperandusúoperátor

FicsorLajos


Operátor függvény és az operátoroperandusai

Baloldali: a függvény első paramétereJobboldali: a függvény második paramétere

A függvény aktuális paramétere

Az operátor definiáló függvény külső függvény

Baloldali: az aktuális objektumJobboldali: a függvény paramétere

Az aktuális objektum

Az operátor definiáló függvény tagfüggvény

Kétoperandusúoperátor

Egyoperan-dusú operátor

FicsorLajos


Példa: operátor overloadingclass complex { //comp.hdouble valos,kepzetes;

public:complex (double v, double k);void kiir (void);complex operator+ (complex z);friend complex operator-;

};

FicsorLajos


comp.cpp/1#include <iostream.h>#include ”comp.h”complex::complex (double v,

double k)// Konstruktor{ valos = v; kepzetes = k; }void complex::kiir (void){ cout << "(" << valos << "," <<kepzetes << ")\n"; }

FicsorLajos


comp.cpp/2complex complex::operator+ (complex z)

// Osszeadas, tagfüggvény!{return complex(valos+z.valos,kepzetes+z.kepzetes); }

FicsorLajos


comp.cpp/3complex operator- (complex z1,

complex z2)// Külső függvény{returncomplex (z1.valos-z2.valos,

z1.kepzetes-z2.kepzetes);}

FicsorLajos


proba.cpp

#include ”comp.h”void main (void){ complex a(0,0), b(1,1), c(2,2);a = b + c; a.kiir();// a = b.operator+(c)a = b - c; a.kiir();// a = operator-(b,c)}

osztály és objektum fogalma -...

Documents