Объектно-ориентированное программирование на c++. Лекция 1

Книги и ссылки
1. Страуструп Б. Язык программирования C++. Москва: Вильямс, 2011
2. Мейерс С. - Эффективный и современный C++. 42 рекомендации по использованию C++11 и C++14, 2016
3. Д. Элджер - Библиотека программиста С++ - Гарвард: World Group, 2004.
4. Стив Макконнелл Совершенный код
5. http://www.cplusplus.com

Методология познания
Метод проб и ошибок.
Чем больше сделаете ошибок, тем быстрее научитесь.

Интегрированная Среда Разработки (IDE)
для С++:
Microsoft Visual Studio
vv. 2012-2019

Итак, ООП на с++

Исследования, проведенные в 1970-х годах в Массачусетском технологическом институте и исследовательском центре Xerox Palo Alto Research Center, привели к разработке философии объектно-ориентированного программирования и созданию языков реализации, включая Smalltalk, Java, C++.

Предполагается, что вы уже знаете понятия цикла (for, while, do{ }while), главной функции (main/WinMain), операторов if/else, switch, return.
Также предполагается, что вы знаете, что такое указатель, ссылка и их взаимоотношения, а также понимаете арифметику указателей, включая операторы инкремента (++) и декремента (--).
Я буду постепенно добавлять новые термины и использовать их в примерах.
Понятия типа, класса, полиморфной иерархии, глубокого копирования, контейнеров, итераторов, адаптеров, функторов, умных указателей, потоков выполнения будут раскрываться последовательно от лекции к лекции.
Запреты использования.
При решении задач на лабах / семинарах и в курсовой работе запрещено применять ключевое слово auto, а также двухсекционный цикл for : for ( auto I : v) .
for следует пользоваться только трехсекционным, например:
for (T t = begin() ; t != end(); ++t )

Чего нет в книгах и учебниках
Каждый вызов функции – это отражение вашего желания получить нужный результат. Это здравый смысл операции!
Каждый элемент программы несет в себе ответственность за его использование. Поэтому, например, применение умных указателей, которые сами могут освободить выделенную память – лишает программиста ответственного поведения.

Создание проекта

Компиляция проекта

В начале файла программы следует указать нужные хидеры:
#include
#include
#include
#include
// или set или map
#include
#include
using namespace std; // использовать пространство имен std

Файлы
3 способа доступа к файлам данных:
Windows API: CreateFile (и другие функции для работы с файлами)
C: fopen (и прочие функции для работы с файлами из stdio.h)
C++: fstream (ifstream, ofstream ) (из stl)

Потоки данных
С: printf и scanf (#include
)
C++: cin и cout (#include
)
Файловые потоки:
(#include
)

#include
#include
void error (char* s, char* s2 ="") {
cerr << s << ' ' << s2 << '\n';
exit(1);
} int main(int argc, char* argv[])
{ ifstream from(“file1.txt”); ofstream to(“file2.txt”);
char ch;
while (from.get(ch)) to.put(ch);
if (!from.eof() || to.bad())
error("something strange happened");
return 0;
}
Пример

Стандартная библиотека шаблонов STL
Включает, основанную на методологии обобщенного программирования библиотеку классов, содержащую:
Контейнеры (для хранения данных произвольного типа)
Итераторы (для осуществления доступа к данным контейнеров)
Алгоритмы
Адаптеры контейнеров, итераторов и функционалов.
Стримы (streams) для выполнения потоковых операций с данными
Потоки исполнения (threads) и элементы синхронизации в потоках
Прочие элементы, например, умные указатели

Пример stl-алгоритма: сортировка
#include
#include
using namespace std;
vector
v;
for ( int i=10; i< 0; i--)
v.push_back(i); // 10,9,8,7,6,5,4,3,2,1
vector
::iterator it= v.begin();
sort (v.begin(),v.end()); // 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10

Три основных свойства ООП
Абстракция (данных) (отвлечение)
Инкапсуляция (скрытие)
Полиморфизм (разнообразие)
В следующих лекциях - подробности

Пример ООП- программы
class A{
public:
A(){ }
~A(){ }
virtual void print(){cout<<"a"<
};
class B: public A{
public:
void print(){cout<<"b"<
};
void print_all ( A** v , int size ) {
// распечатать все
int i = 0;
while ( i
{
(v [ i ]) -> print ( );
i = i + 1;
}
}
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){
A a;
B b;
A m[2];
m[1]= b;
A*m0[2]={&m[0],&m[1]};
print_all(m0,2);
A*m1[2];
m1[0]=new A;
m1[1]= new B;
print_all( m1,2);
return 1;
}
// Результат выполнения программы:
a
a
a
b

Отладчик MS Visual Studio
Клавиши отладки:
F9 – поставить или снять точку останова программы
F10 – совершить одно отладочное действие: выполнить одну результирующую операцию.
F11 – войти внутрь функции
SHIFT + F11 – выйти из функции
Окна отладки:
В процессе отладки программы можно открывать большинство окон отладчика. Чтобы просмотреть список окон отладчика, установите точку останова и начните отладку. Когда точка останова будет достигнута и выполнение остановится, выберите пункт Отладка / Окна.

Для желающих быстро научиться - проекты
На следующих слайдах – 15 проектов, простых! Кто желает, можете их сделать и прислать мне на почту до следующей лекции (суббота вечером).
На каждой лекции я буду давать по подобному домашнему заданию.
Кто станет выполнять задания и присылать их результаты регулярно мне – получит на экзамене автоматом отличную оценку.
Кроме того, можете приходить ко мне заниматься индивидуально, только предварительно надо договориться – шлите письмо.
Также можете присылать любые вопросы.

Домашнее задание. Создаем проект 1

Сразу как задали имя проекта
выбираем кнопку Finish

Ничего не делаем,
сразу выбираем Build Solution

В свойствах проекта меняем Unicode на Multi Byte

Запускаем исполнение программы (клавиша F5 или через меню) – если ошибок при создании программы нет, то:

Создаем проект 2

Сразу как задали имя проекта
выбираем кнопку Finish

Добавляем заголовочные файлы, получаем код:
#include "stdafx.h"
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
return 0;
}

Запускаем исполнение программы (клавиша F5 или через меню) – если ошибок при создании программы нет, то получаем пустое черное окно, которое быстро закроется (или не закроется)

Создаем проект 3 – pr3, в котором добавляем заголовочные файлы, как в проекте 2.
Кроме того, добавляем строки в главную функцию программы:
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
string s;
s= "test";
cout<
return 0;
}
Затем запускаем построение программы и затем саму программу

Опять, если нет ошибок, должно открыться черное окно, которое теперь не закроется, а выведет строку test.
Закрыть окно можно нажав клавишу «Return»

Создаем проекты 4, 5 и 6, в которые добавляем по одному новому элементу. Смотрим результат.
Новые элементы соответственно:
для 4-го ofstream of; // создает объект-поток
of.open("myfile.txt");// создает файл
for(int i=0;i<10;i++){
of<
}
// откройте файл и посмотрите внутрь
для 5
ifstream ifile; // создает объект-поток
ifile.open("myfile.txt");// открывает файл
string s0,s1;
for(; ; ){
ifile>>s0 ; // читает из файла
if( ifile.eof()) break;
s1+=s0+"\n";
} cout<
для 6
ifstream ifile; // создает объект-поток
ifile.open("myfile.txt");// открывает файл
int a;
vector
v;
for(; ; ){
ifile>>a ;
if( ifile.eof()) break;
v.push_back(a); // добавляем в вектор
}
for(int i=0; i
}

Создаем проект 7, в который также добавляем новый элемент, меняющий поведение программы
для 7-го: изучаем сортировку
ifstream ifile; // создает объект- файловый поток
ifile.open("myfile.txt"); // открывает файл
int a;
vector
v;
for(; ; ){
ifile>>a ;
if( ifile.eof()) break;
v.push_back(a);
}
sort(v.begin(),v.end());
// sort(v.rbegin(),v.rend()); // раскомментируйте и сравните рез-т
for(int i=0; i
cout<
}

Создаем проект 8, в который также добавляем новый элемент
void Reader::print( ){ for(int i=0; i
cout<
}
}
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
Reader r;
r.read("myfile.txt");
r.print();
getchar();
return 0;
}
для 8 Обернем код классом:
class Reader{
vector
m_v;
public:
Reader(){ }
void read(const char* name);
void print();
};
void Reader::read(const char* name){
ifstream ifile;
ifile.open(name);
int a;
for(; ; ){
ifile>>a ;
if( ifile.eof()) break;
m_v.push_back(a);
}
}

Создаем проект 9, в который добавляем новый элемент – класс с деструктором
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
vector
v(10);
for(int i=0;i
v[i]=new Test();
}
for(int i=0;i
delete v[i] ; v[i]=0;
}
return 0;
}
для 9:
class Test{
public:
Test(){
cout<<"Construct" <
}
~Test(){
cout<<"Destruct" <
}
};
Можете попробовать закомментировать строку delete v[i] ; v[i]=0;
и увидите, что только на вас лежит забота о созданном объекте

Создаем проект 10, в котором также изучаем сортировку используя std::set
для 10
void func(){
ifstream ifile;
ifile.open("myfile.txt");
int a;
set
st;
for(; ; ){
ifile>>a ;
if( ifile.eof()) break;
st.insert(a);
}
set
::iterator it=st.begin();
for( ; it != st.end() ;++it){
cout<< *it <
}
}
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
func();
return 0;
}

Активно используем отладчик:
клавиша F9 устанавливает точку остановки – в этот момент можно посмотреть, что внутри переменных

Создаем проекты с 10 по 15, в которые также добавляем по одному элементу (любые на свой вкус), которые меняют поведение программы
После создания всех проектов и проверки правильной работы программ, их нужно заархивировать, положить куда-нибудь в облако и прислать архив или ссылку на него мне на почту:
[e-mail]

Перед архивацией папок проекта, важно удалить из них файлы с расширением .sdf и
директории Debug и ipch (в версии 2012)

В современных версиях следует удалить:

Пример задачи на диктанты, контрольные, лабораторные, семинары и коллоквиум
Создать полиморфную иерархию из двух классов — базового и производного. Внутри задать конструкторы с инициализацией доступной извне строки типа const char* именем класса, передавая его как аргумент конструктора. Написать деструкторы с выводом строки указывающей на принадлежность классу.
В главной функции программы создать несколько объектов указанных типов данных. Затем поместить их в хранилище типа vector
, где T — тип данных хранения полиморфных объектов.
Обратите внимание: чтобы единообразно хранить полиморфные объекты одной иерархии в общем хранилище, необходимо в качестве параметра шаблона задавать указатель на базовый класс.
vector < Base* >
а не
vector < Base > , как было бы в c#