Überblick. Exkurs: Organisation des Quellcodes (1)

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1 Überblick 1. Einführung C++ / Entwicklung/ Sprachfamilie 2. Nicht objektorientierte Erweiterungen von C 3. Grundlagen des Typkonzepts von C++ 4. Ziele der Objektorientierung 5. Objekt und Klasse, Elementfunktionen (Methoden) 6. Konstruktoren, Copy-Konstruktor, Destruktor und Wertzuweisung 7. Operatoren, Überladen von Operatoren 8. Elementobjekte und Elementobjektkonstruktoren 9. Klassenhierarchien und Vererbung 10. Polymorphie 11. Abstrakte Klassen 12. Templates 13. Verschiedenes Peter Sobe 1 Exkurs: Organisation des Quellcodes (1) Eine Klasse kann als Modul gehandhabt werden, das man in vielen verschiedenen Programmen benutzen kann. Die Klassen werden in einer *.h Datei deklariert und in einer *.cpp-datei definiert. Zum Beispiel die Klasse vector in vector.h und vector.cpp. vector.h (Headerdatei) class vector { protected: int vlen; double *e; public: vector(); vector (int nelem); ~vector(); double vsum(); ; vector.cpp (Quelldatei) #include vector.h vector::vector() { e=null; vlen=0; vector::vector (int nelem) { e = (double*)malloc( nelem*sizeof(double)); vlen=nelem; vector::~vector() { R. Grossmann / P. Sobe 2

2 Exkurs: Organisation des Quellcodes (2) Mehrere Varianten in Microsoft Visual Studio: Variante 1 für ein neu zu erstellendes Modul: Projekt Neues Element Headerdatei (*.h) mit Name=vector Projekt Neues Element CPP-Datei(*.cpp) mit Name=vector Variante 2 für eine neue Klasse: Projekt Klasse hinzufügen C++-Klasse mit Klassenname=vector Variante 3 bei bereits existierender Header- und CPP-Datei: Projektmappen-Explorer Headerdateien Hinzufügen vorhandenes Element Projektmappen-Explorer Quelldateien Hinzufügen vorhandenes Element R. Grossmann / P. Sobe 3 Exkurs: Organisation des Quellcodes (3) Damit ergibt die Klasse ein Quellcode-Modul. Man kann vector.h in seine Programme einbinden und dann Objekte der Klasse vector instanziieren neue Klassen mit Elementobjekten des Typs vector definieren, z.b. ein Matrix-Objekt. weitere Klassen von vector ableiten, sofern das sinnvoll ist Ebenfalls sinnvolle Varianten: Wenn mehrere Klassen inhaltlich zusammengehören, z.b. vector und matrix, können die Deklarationen in einer gemeinsamen Header-Datei erfolgen. Die Implementierungen können ggf. in einer gemeinsamen CPP-Datei erfolgen, sie dürfen aber auch in getrennten cpp-dateien vorgenommen werden. R. Grossmann / P. Sobe 4

3 Konzept einer Klassenbibliothek Zusammenstellen einer Reihe einzelner Klassendeklaration und definitionen in verschiedenen *h und *.cpp Dateien. Oft wird eine globale Header-Datei bereitgestellt, die alle einzelnen *.h Dateien einbindet. Definitionen werden in ein spezielles Binärformat übersetzt, das zwar nicht ausführbar ist, aber an andere Programme gebunden werden kann Bindung: statisch oder dynamisch (DLL unter Windows) In Visual Studio: neue Projekt -> Visual C++ -> Klassenbibliothek R.Grossmann, P. Sobe 5 Vorgefertigte Klassenbibliotheken Beispiele: Klassenbibliotheken für grafische Ausgabe und Window-Systeme Microsoft MFC, Qt (Unix/Linux-Welt) Klassenbibliotheken für Datenstrukturen (Felder, Arrays, Listen), z.b. Standard Template Library.NET Klassenbibliothek Klassenbibliotheken zur Simulation, z.b. SystemC R.Grossmann, P. Sobe 6

4 13a. Exkurs.NET Inhalt:.NET Architektur Unterschiede gegenüber gewöhnlicher Peter Sobe 7.NET Architektur Bislang wurden die C/C++ Programme nach dem Übersetzen und Linken direkt auf der Betriebssystemplattform ausgeführt (in der Übung war das Windows mit der Win32-Schnittstelle).NET ist eine Framework mit einer Laufzeitumgebung zwischen den Anwendungsprogrammen und der Betriebssystemschnittstelle: CLR - Common Language Runtime Projekte innerhalb Visual Studio können auf die.net-plattform kompiliert werden. Die Schnittstelle heißt CLI Common Language Intermediate. Auf dieser Ebene wird die Zusammenarbeit mit Modulen gewährleistet, die in verschiedenen Programmiersprachen geschrieben wurden. Peter Sobe 8

5 .NET Architektur Der Zugriff auf Datenbanken aus C/C++ Programmen wird durch das.net Framework gewährleistet. Dabei werden Module des Datenbankmanagementsystems (z.b. MS-Access, SQL-Server) ausgeführt..net besitzt eine Klassenbibliothek mit einer Reihen von Funktionalitäten (vorgefertigte Klassen und Methoden), z.b. zum Zugriff auf das Netzwerk, für Ein und Ausgabe von XML-Dateien, Windows-Fenster- Programmierung. Diese Funktionalitäten sind in s.g. Namespaces eingeteilt. CLR stellt eine erweiterte Technik für die dynamische Speicherverwaltung bereit: Garbage Collector mehr dazu später Peter Sobe 9.NET Architektur Microsoft VB C++ C# Common Intermediate Language Common Language Runtime Zum Vergleich SUN Java Java Bytecode Java Runtime vgl. Sun Hardware Betriebssystem Betriebbss. Hardware Peter Sobe 10

6 Kooperation von Anwendungen über ADO-.NET Durch.NET Programme (z.b. Visual C++, Visual Basic) können auch Microsoft-Office-Anwendungen automatisiert werden. Diese Technik basiert auf den s.g. Interop-Assemblys das sind Sammlungen von Funktionen und Objekten, die gemeinsam durch verschiedene auf der.net Plattform ausgeführten Anwendungen benutzt werden können. Installierte Assemblys sind gelistet unter C:\Windows\assembly Peter Sobe 11 Kooperation von Anwendungen über ADO-.NET Assemblys, verwaltet von der CLR Assembly Manifest Modul Metadaten Code Intermediate Language Typ (Klasse, Struktur) Eigenschaften Methoden Felder Peter Sobe 12

7 8a.3 Unterschiede gegenüber gewöhnlicher Verwalteter.NET Code kann den Garbage Collector benutzten. Traditionelles C++ Programm: meineklasse *objekt; objekt = new meineklasse(); // hier folgt Anwendungscode delete objekt; Verwaltetes C++ Programm: meineklasse^ objekt; objekt = gcnew meineklasse(); // hier folgt Anwendungscode // Die Freigabe des Objekts // erfolgt automatisch durch den // Garbage Collector, wenn der // Zeiger objekt neu beschrieben // wird, oder seine Gültigkeit verliert. Peter Sobe 13 Unterschiede gegenüber gewöhnlicher Benutzung der.net Klassenbibliothek.NET Anwendungen werden als CLR-Anwendung erstellt (anstatt WIN32) Varianten: CLR-Konsolenanwendung Leeres CLR-Projekt CLR-Windows Forms Anwendung Anstatt des Zeiger-Operators * wird ^ verwendet. Peter Sobe 14

8 Unterschiede gegenüber gewöhnlicher Benutzung der.net Klassenbibliothek Mit Visual Studio 2010 und.net Framework 4.0 stehen mehr als verschiedene Klassen bereit Ausgewählte Funktionalitäten nach Namespaces geordnet: System -- Basisfunktionen, wie z.b. Ein- und Ausgabe über die Konsole System::Collections -- Klassen für Datenstrukturen: Felder, Sortierte Felder, Hashtabellen, Bitfelder u. a. System::Windows::Forms Klassen zur Steuerung der grafischen Benutzeroberfläche eines fensterorientieren Programms. System:: Drawing Methoden zum Zeichnen in Fenster, Textdarstellung, 2D-Vektorgrafik, Anzeige von Bildern (gif, jpg u.ä.) System::Data z.b. zum Zugriff auf Datenbanken System::IO Zugriff auf das Dateisystem Peter Sobe 15 Beispiel: Unterschiede gegenüber gewöhnlicher Traditionelles C-Programm: #include <stdio.h> main() { char input[100]; printf( Hallo!\n ); scanf( %s,input); return 0; Traditionelles C++ Programm: #include <iostream> using namespace std; main() { char input[100]; cout << Hallo! << \n ; cin>>input; return 0; Peter Sobe.NET C++ Programm: using namespace System; main(array <System:String^> ^args) { Console::WriteLine(L Hallo! ); Console::ReadLine(); return 0; 16

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