Mikrorechentechnik II. Klassen in C++

Transkript

1 Mikrorechentechnik II Klassen in C++

2 class class cfilter { float K; float T; float Ta; public: // Filterverstärkung // Filterzeitkonstante // Tastzeit Zugriffskontrolle: public, protected, private void Reset () { x1=0.0; y1=0.0; } Elementfunktion mit int Param (float k, float t, float ta); Implementierung void SimStep (float x, float &y); Funktionsvereinbarung Semikolon! Schlüsselwort class/struct + Typname Elementdaten wie in struct 2 MRT2 (c) Urbas

3 Konstruktor Filter2::FBSGain protected Ein Konstruktor wird (automatisch) aufgerufen, sobald ein Objekt des Klassentyps erzeugt wird, um das Objekt zu initialisieren. Besondere Elementfunktion, die wie die Klasse selbst heißt. Sinn: Initialisierung der Elemente auf sinnvolle Anfangswerte Syntax ClassName(Argumentliste) : { } ElementInitialisierungsliste Instruktion class FBSGain { double K; // Verstärkung double L; // Limit Konstruktor public: FBSGain(double gain, double limit) : K(gain), L(limit) { } Elementinitialisierungsliste int main() { FBSGain bst1(1,10); } Objekterzeugung 3

4 Standardkonstruktor defaultkonstruktor Wird kein Konstruktor angelegt, erzeugt der Compiler einen Standardkonstruktor Der Standardkonstruktor initialisiert Elemente wie Variablen, d.h. es ruft den Standardkonstruktoren der Elemente auf. defaultkonstruktor! Sobald ein Konstruktor mit Argumenten definiert wird, erzeugt der Compiler keinen Standardkonstruktor Es ist fast immer richtig, einen eigenen Standardkonstruktor anzulegen, wenn andere definiert sind 4

5 ElementInitialisierungsliste Filter2::FBSdelay 5 Die Reihenfolge der Elementinitialisierung wird durch die Reihenfolge der Definition bestimmt. Moderne Compiler warnen, wenn Sie eine Diskrepanz zwischen Elementinitialisierungsliste und Definitionsreihenfolge finden Klassentypen ohne Standardkonstruktoren und const Elemente müssen in Elementinitialisierungsliste definiert werden class FBSGainOK { const double K; const double L; public: FBSGainOK(double gain, double limit) : K(gain), L(limit) { } class FBSGainWrong { const double L; const double K; public: FBSGainWrong(double gain) : K(gain), L(K*10) { }

6 Destruktor Filter2::FBSdelay Konstruktoren können Ressourcen bereitstellen Speicherplatz für Arrays Pufferplatz für Dateien Ressourcen müssen wieder freigegeben werden, sobald Objekt gelöscht wird Destruktor 6 Destruktor wird aufgerufen, sobald ein Objekt gelöscht wird.! Dynamisch zugewiesene Objekte (new) werden nie automatisch gelöscht

7 Gültigkeitsbereichsoperator :: Filter3 Header-Datei A.h class A { string module; public: void log(string msg) { std::clog << msg; } void init(); Implementierungsdatei A.cpp #include "A.h void A::init() { } Außerhalb des Klassendefinitionsblocks wird der Gültigkeitsbereichsoperator verwendet. Nach Anwendung des Gültigkeitsbereichsoperators sind die Elemente in diesem Block direkt ansprechbar 7

8 Einschub Inheritance Access-Label (IAL) 8 Mit dem Access-Label bei der Ableitung (IAL) Class DerivedClass: private BaseClass { wird die Weitergabe der Elemente der Basisklasse für weitere Spezialisierungen geregelt. Regeln: private Elemente der Basisklasse bleiben immer privat, unabhängig vom IAL IAL public die Zugriffseinschränkungen der Elemente der Basisklasse werden unverändert übernommen IAL protected alle nicht privaten Elemente der der Basisklasse werden als protected übernommen IAL private alle nicht privaten Elemente der der Basisklasse werden als private geschützt

9 Vererbung UML Modell Speicherbelegung für ein Abgeleitetes Objekt Addierer-Objekt Baustein-Elemente Addierer-Elemente 9

10 Hinweise Eine Klasse muss DEFINIERT sein, um als Basisklasse zu fungieren class Baustein; class Addierer : public Baustein { /* */ Eine abgeleitete Klasse kann als Basisklasse zu fungieren class Baustein { /* */ } ; Nur Deklaration! class Addierer : public Baustein { /* */ class SpezialAddierer : public Addierer { /* */ 10

11 Virtuelle Elementfunktionen fbs Normalerweise bindet C++ Aufrufe von Elementfunktionen zur Übersetzungszeit Problem Vererbung Abgeleitete Objekte besitzen Basisklassenteil Referenz auf diesen Teil ist möglich class Baustein { /* */ } ; class Addierer : public Baustein { /* */ int main () { } Addierer add; Baustein *p = &add; P->step(); Statischer Datentyp und dynamischer Datentyp können unterschiedlich sein virtuell 11

12 Virtuelle Elementfunktionen fbs 12 virtual: Entscheidung, welche Funktion tatsächlich aufgerufen wird, wird bis zur Laufzeit verschoben Das funktioniert nur mit Zeigern und Referenzen, Objekt sind polymorph, der Typ ist immer bekannt es wird die Funktion des Typs aufgerufen Statischer Datentyp und dynamischer Datentyp sind unterschiedlich class Baustein { } ; virtual void step() {/* */} class Addierer : public Baustein { void step() {/* */} int main () { } Addierer add; Baustein *pptr = &add; pptr->step(); Baustein p = add; p.step() Statischer Datentyp und dynamischer Datentyp sind MRT2, gleich! Urbas

13 Initialisieren der Basisklasse fbs2 Ein Konstruktor einer abgeleiteten Klasse kann nur ihre unmittelbare Basisklasse initialisieren class Baustein { public: Baustein(const int anzahleingänge) {/* */)} class Addierer : public Baustein { Addierer(const int anzein ): Baustein(anzEin) { } class SpezialAdd : public Addierer { SpezialAdd(const int anzein ): Baustein(anzEin) { } 13

14 Virtuelle Destruktoren fbs Statischer Datentyp und dynamischer Datentyp können unterschiedlich sein. Wenn ein Zeiger auf die Basisklasse gelöscht würde, werden nur die Ressourcen von der Basisklasse freigegeben Objektreferenz Basisklasse Addierer-Objekt Baustein-Elemente Ressourcen des Bausteins Addierer-Elemente Ressourcen des Addierers 14