Repetitorium Programmieren I + II
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- Henriette Fuhrmann
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1 Repetitorium Programmieren I + II Stephan Gimbel Johanna Mensik Michael Roth 24. September 2012
2 Agenda 1 Funktionen Aufbau und Anwendung Call by Value Call by Reference Überladen von Funktionen Default Parameter 2 Pointer Zeigervariable 3 Klassen 4 Funktionszeiger
3 Funktionen Aufbau der Funktion Anwendung i n t summe ( i n t a, i n t b ) r e t u r n a+b ; Datentyp : erwarteter Rückgabewert (z.b. int = Ganzzahl, void = nix) Funktionsname: damit wird im Programm die Funktion aufgerufen Parameter in (): werden in der Funktion verwendet
4 Funktionen Anwendung i n t summe ( i n t a, i n t b ) i n t c ; c=a+b ; r e t u r n ( c ) ; i n t main ( )... cout << summe ( 2 5, 1 0 ) ; // A u f r u f d e r F u n k t i o n...
5 Funktionen Call By Value i n t main ( ) i n t a = 10, b = 20 cout << summe( a, b ) ; // A u f r u f d e r F u n k t i o n... // a und b s i n d u n v e r ä n d e r t i n t summe( i n t x, i n t y ) // Beginn d e r F u n k t i o n x++; y++; r e t u r n x+y ; Es werden Kopien der Übergabeparameter angefertigt. Somit wird sichergestellt das die Variablen der aufrufenden Funktion nicht verändert werden können.
6 Funktionen Call By Reference v o i d swap ( i n t &a, i n t &b ) i n t tmp=a ; a=b ; b=tmp ; ; Die übergeben Variablen werden direkt übergeben. Es ist nicht möglich Konstanten als Parameter anzugeben (z.b. swap(1, 2);)
7 Funktionen Call By Reference i n t main ( ) i n t a = 10, b = 20 cout << summe( a, b ) ; // A u f r u f d e r F u n k t i o n... // a und b s i n d v e r ä n d e r t!!! i n t summe( i n t &x, i n t &y ) // Beginn d e r F u n k t i o n x++; y++; r e t u r n x+y ; Achtung!!! Variablen die als Referenz übergeben werden, werden verändert!!!
8 Funktionen Call By Reference (ohne Veränderung) i n t main ( ) i n t a = 10, b = 20 cout << summe( a, b ) ; // A u f r u f d e r F u n k t i o n i n t summe( c o n s t i n t &x, c o n s t i n t &y ) // Beginn d e r F u n k t i o n x++; // C o m p i l e r f e h l e r y++; // C o m p i l e r f e h l e r r e t u r n x+y ;
9 Funktionen Inline Funktionen i n l i n e i n t summe( i n t x, i n t y ) r e t u r n x+y ; i n t main ( ) cout << summe ( 4 2, 23) << e n d l ; Compiler ersetzt Inline Funktionen an passender Stelle. Dies kann u.u. schneller sein als der Funktionsaufruf inkl. Parameterübergabe.
10 Funktionen Funktionen mit statischen Variablen i n t s t a t i c F u n c t i o n ( i n t x ) s t a t i c i n t a = 5 ; r e t u r n a++ + x ; i n t main ( ) cout << s t a t i c F u n c t i o n ( 1 ) << e n d l ; // Ausgabe : 6 cout << s t a t i c F u n c t i o n ( 1 ) << e n d l ; // Ausgabe :? cout << s t a t i c F u n c t i o n ( 1 ) << e n d l ; // Ausgabe :? Statische Variablen haben einen festen Platz im Speicher und werden nur beim ersten Aufruf initialisiert. Falls kein Wert angegeben ist, erfolgt die Initialisierung mit 0.
11 Funktionen Funktionen mit gleichem Namen können überladen werden. Dazu müssen sich die Funktionen ausreichend unterscheiden Überladene Funktionen v o i d somefunction ( ) ; // B a s i s i n t somefunction ( ) ; // E r r o r v o i d somefunction ( i n t ) ; // ok v o i d somefunction ( i n t, double ) ; // ok v o i d somefunction ( c o n s t i n t ) ; // E r r o r v o i d somefunction ( i n t &) ; // E r r o r v o i d somefunction ( c o n s t i n t &) ; // E r r o r
12 Funktionen Funktionen können Default-Parameter übergeben werden, sofern beim Aufruf keine Parameter spezifiziert werden Default Parameter i n t g e t V a l u e ( i n t x = 42) r e t u r n x ; i n t main ( ) cout << g e t V a l u e ( ) << e n d l ; // Ausgabe : 42 cout << g e t V a l u e ( 1 0 ) << e n d l ; // Ausgabe : 10 r e t u r n 0 ;
13 Funktionen Default Parameter v o i d a n o t h e r F u n c t i o n ( i n t x =42, double y =10.5, f l o a t z =17.3) cout << x << e n d l ; cout << y << e n d l ; cout << z << e n d l ; i n t main ( ) a n o t h e r F u n c t i o n ( ) ; a n o t h e r F u n c t i o n ( 1 0, 9. 5 ) ; r e t u r n 0 ;
14 Pointer Pointer (Zeiger) werden zur indirekten Adressierung benutzt Anwendung i n t i = 5 ; i n t p i ; p i = &i ; i n t p i 1 = &i ;
15 Pointer Anwendung i n t i = 5 ; cout << &i << e n d l ; cout << i << e n d l ; i n t p i ; p i = &i ; cout << &p i << e n d l ; cout << p i << e n d l ; cout << p i << e n d l ; i n t p i 1 = p i ; cout << &p i 1 << e n d l ; cout << p i 1 << e n d l ; cout << p i 1 << e n d l ; i n t p i 2 = &p i ; cout << &p i 2 << e n d l ; cout << p i 2 << e n d l ; cout << p i 2 << e n d l ; cout << p i 2 << e n d l ;
16 Pointer Können den Wert des Objekts, auf das sie zeigen, lesen Anwendung i = p i + 2 ; // i = 7 cout << p i ; // Ausgabe : p i = 7 können den Wert des Objekts, auf das sie zeigen, ändern Anwendung p i = i + 2 ; // Ausgabe : p i = 9 p i += p i ; // Ausgabe : p i = 18 können zur Laufzeit neue Adressen zugewiesen bekommen, um auf andere Objekte zu zeigen Anwendung p i 1 = p i ;
17 Pointer Anwendung // V e r g l e i c h d e r Objekt Werte : cout << ( p i == p i 1 ) ; // t r u e // V e r g l e i c h d e r Z e i g e r Werte : cout << ( p i == p i 1 ) ; // t r u e // V e r g l e i c h d e r Z e i g e r A d r e s s e n : cout << (& p i == &p i 1 ) ; // f a l s e
18 Pointer können zur Laufzeit Adressen von Objekten zugewiesen bekommen, die erst zur Laufzeit erzeugt werden Anwendung p i 1 = new i n t ; p i 1 = 2 0 ; cout << p i 1 ; // Ausgabe : 20 d e l e t e p i 1 ; // g i b t S p e i c h e r f r e i, l ö s c h t a b e r n i c h t p i 1 p i 1 = p i ;
19 Pointer bekommen zur Compile-Zeit nur Speicher für eine Objektadresse, aber nicht den Speicher für das Objekt selbst zugewiesen. Sie werden vom C++ Compiler nicht initialisiert. Falsch double pd ; pd = 2. 0 ; Richtig double pd = 0 ; Absturz zur Laufzeit vorprogrammiert und evtl. nicht reproduzierbar Fehler schwer zu finden
20 Pointer unterliegen der Typkontrolle durch den Compiler Anwendung i n t p i = 0 ; i n t i = 7 ; double pd = 0 ; p i = &i ; // Geht, b e i d e vom Typ i n t Absturz pd = &i ; // Absturz, da pd d o u b l e und i i n t i s t pd = 0xB001 ; // Absturz, da pd d o u b l e und Wert vom Typ l o n g pd = p i ; // Absturz, da pd d o u b l e und p i i n t i s t Typkontrolle aushebeln mit explizitem cast Anwendung pd = r e i n t e r p r e t c a s t < double > ( pv ) ;
21 Pointer Pointer Adressen i n t i = 4 2 ; // i l i e g t b e i 0xB000 i n t p i = &i ; // p i z e i g t a u f 0xB000 ( p i )++; // i = 4 3 ; p i ++; // z ä h l t A d r e s s e hoch, p i z e i g t nun a u f 0xB004 const Pointer (Zeiger auf Konstante) c o n s t i n t i = 4 2 ; c o n s t i n t j = 2 3 ; i n t p i = &i ; // C o m p i l e r f e h l e r c o n s t i n t p i = &i ; // geht p i = &j ; // geht Der Pointer zeigt auf eine Konstante. Wohin der Pointer zeigt kann verändert werden, nicht aber der Inhalt.
22 Pointer const Pointer (konstante Zeiger auf Variablen) i n t a = 42, b=23; i n t c o n s t pa = &a ; pa = &b ; // C o m p i l e r f e h l e r pa = 1 0 ; // geht, I n h a l t von a=10 Der Pointer zeigt auf eine Variable deren Inhalt sich ändern lässt, allerdings kann der Pointer nicht auf andere Speicherstellen zeigen.
23 Pointer const Pointer (konstante Zeiger auf Variablen / Konstanten) i n t a = 4 2 ; c o n s t i n t b=23; c o n s t i n t c o n s t p=&a ; // geht cout << p << e n d l ; // Ausgabe : 42 p = 1 7 ; // geht n i c h t a = 1 7 ; // geht b = 1 7 ; // geht n i c h t Der Pointer zeigt auf eine Variable oder Konstante deren Inhalt sich nicht über den Pointer ändern lässt. Der Pointer kann nicht auf andere Speicherstellen zeigen.
24 Pointer Anwendung i n t main ( ) Konto pkonto1 = 0, pkonto2 = 0, pkonto3 = 0 ; // Dynamisch O b j e k t e e r z e u g e n pkonto1 = new Konto ; pkonto1 >setname ( Max ) ; // K o n s t r u k t o r mit 3 Parametern a u f r u f e n pkonto2 = new Konto ( M o r i t z, 38923, ) ; // Kopie von Konto2 e r z e u g e n pkonto3 = new Konto ( pkonto2 ) ; // S p e i c h e r w i e d e r f r e i g e b e n d e l e t e pkonto1 ; d e l e t e pkonto2 ; d e l e t e pkonto3 ;
25 Klasse EineKlasse.h c l a s s E i n e K l a s s e p u b l i c : E i n e K l a s s e ( ) ; // d e r D e f a u l t K o n s t r u k t o r E i n e K l a s s e ( i n t ) ; // w e i t e r e r K o n s t r u k t o r mit Parameter E i n e K l a s s e ( E i n e K l a s s e& a ) ; // Copy K o n s t r u k t o r E i n e K l a s s e ( ) ; // d e r D e s t r u k t o r ; i n t einemethode ( i n t ) ; i n t nocheinemethode ( i n t x=42) ; // Methode mit ( D e f a u l t ) // Parameter p r i v a t e : i n t m e i n A t t r i b u t ;
26 Klasse EineKlasse.cpp #i n c l u d e E i n e K l a s s e. h E i n e K l a s s e : : E i n e K l a s s e ( ) E i n e K l a s s e : : E i n e K l a s s e ( i n t param ) m e i n A t t r i b u t = param ; E i n e K l a s s e : : E i n e K l a s s e ( ) i n t E i n e K l a s s e : : einemethode ( i n t x ) //.. do something i n t E i n e K l a s s e : : nocheinemethode ( i n t x ) //.. do something
27 Klasse - Initialisierungsliste EineKlasse.h c l a s s E i n e K l a s s e p u b l i c : E i n e K l a s s e ( i n t einx =0, i n t einy =0) : x ( einx ), y ( einy ) // some code p r i v a t e : i n t x, y ; ; Main.cpp #i n c l u d e E i n e K l a s s e. h i n t main ( ) E i n e K l a s s e meinobjekt ; E i n e K l a s s e meinobjekt1 ( 2 3, 42) ;
28 Klasse - statische Members EineKlasse.h c l a s s E i n e K l a s s e p u b l i c : E i n e K l a s s e ( i n t ) ; E i n e K l a s s e ( ) ; s t a t i c i n t count ; p r i v a t e : i n t member ; ; EineKlasse.cpp i n t E i n e K l a s s e : : count = 0 ; E i n e K l a s s e : : E i n e K l a s s e ( i n t x = 0) : member ( x ) E i n e K l a s s e : : count++; E i n e K l a s s e : : E i n e K l a s s e ( ) E i n e K l a s s e : : count ;
29 Klasse - statische Members Main.cpp - Zugriff auf public static Members #i n c l u d e E i n e K l a s s e. h i n t main ( ) cout << E i n e K l a s s e : : count << e n d l ; // Ausgabe : 0 E i n e K l a s s e meinobjekt1 ; E i n e K l a s s e meinobjekt2 ; cout << E i n e K l a s s e : : count << e n d l ; // Ausgabe : 2 r e t u r n 0 ; Achtung!!! Klappt aber nur für public Members, nicht für private!
30 Klasse - statische Methoden EineKlasse.h - private static Members c l a s s E i n e K l a s s e p u b l i c : s t a t i c i n t getcount ( ) ;... p r i v a t e : i n t member ; s t a t i c i n t count ; ; Main.cpp i n t main ( ) cout << E i n e K l a s s e : : getcount ( ) << e n d l ; // Ausgabe : 0 E i n e K l a s s e meinobjekt ; cout << E i n e K l a s s e : : getcount ( ) << e n d l ; // Ausgabe : 1
31 Klasse - statische Methoden EineKlasse.h - private static Members c l a s s E i n e K l a s s e p u b l i c : s t a t i c i n t getcount ( ) ;... p r i v a t e : i n t member ; s t a t i c i n t count ; ; EineKlasse.cpp... i n t E i n e K l a s s e : : getcount ( ) member = 4 2 ; // C o m p i l e r f e h l e r r e t u r n E i n e K l a s s e : : count ;...
32 Klasse - Mehrfacheinbindung (#include guard) EineKlasse.h #i f n d e f EINEKLASSE H #d e f i n e EINEKLASSE H c l a s s E i n e K l a s s e p u b l i c : ;... #e n d i f EineKlasse.h - Alternative #pragma once // non s t a n d a r d
33 Funktionen Function Pointer - Pointer auf Funktionen // F u n c t i o n P o i n t e r a l s Parameter v o i d p r i n t ( s t r i n g a, s t r i n g b, s t r i n g ( f u n c ) ( s t r i n g, s t r i n g ) ) // A u f r u f d e r übergebenen F u n k t i o n cout << ( f u n c ) ( a, b ) << e n d l ; Diese print-funktion bekommt einen Function Pointer auf eine andere Funktion (Platzhaltername func) übergeben, die zwei Strings als Parameter erhält und einen String zurückliefert.
34 Funktionen Function Pointer s t r i n g f u n k t i o n 1 ( s t r i n g e i n s, s t r i n g z w e i ) r e t u r n e i n s + + z w e i ; s t r i n g f u n k t i o n 2 ( s t r i n g e i n s, s t r i n g z w e i ) r e t u r n z w e i + + e i n s ; Diese Funktionen erfüllen die Voraussetzungen, um von der gezeigten print-funktion genutzt zu werden.
35 Funktionen Function Pointer - Anwendung i n t main ( ) s t r i n g wort1 = H a l l o, wort2 = Welt ; // A d r e s s e d e r gewünschten F u n k t i o n d i r e k t übergeben... p r i n t ( wort1, wort2, &f u n k t i o n 1 ) ; // Ausgabe : H a l l o Welt p r i n t ( wort1, wort2, &f u n k t i o n 2 ) ; // Ausgabe : Welt H a l l o //... o d e r w i e d e r e i n e n F u n c t i o n P o i n t e r e r s t e l l e n. s t r i n g ( f u n c t i o n P t r ) ( s t r i n g, s t r i n g ) = &f u n k t i o n 1 ; p r i n t ( wort1, wort2, f u n c t i o n P t r ) ; // Ausgabe : H a l l o Welt f u n c t i o n P t r = &f u n k t i o n 2 ; p r i n t ( wort1, wort2, f u n c t i o n P t r ) ; // Ausgabe : Welt H a l l o
36 Funktionen Achtung! Function Pointer können nur dann wie beschrieben verwendet werden, wenn die Funktion, auf die der Pointer zeigt, keine Methode einer Klasse oder statische Methode einer Klasse ist. Wenn die verwendeten Funktionen nicht-statische Medthoden einer Klasse sind, mess angegeben werden, zu welcher Klasse und welchem Objekt die Methode gehört.
37 Funktionen Function Pointer bei nicht-statischen Methoden c l a s s K l a s s e p u b l i c : s t r i n g f u n k t i o n 1 ( s t r i n g e i n s, s t r i n g z w e i )... s t r i n g f u n k t i o n 1 ( s t r i n g e i n s, s t r i n g z w e i )... // Angabe des Klassennamens b e i d e r D e f i n i t i o n des FuncPtr v o i d p r i n t ( s t r i n g a, s t r i n g b, s t r i n g ( K l a s s e : : f u n c ) ( s t r i n g, s t r i n g ) ) cout << ( t h i s > f u n c ) ( a, b ) << e n d l ; ; i n t main ( ) K l a s s e neu ; s t r i n g wort1 = H a l l o, wort2 = Welt ; // Angabe des Klassennamen f ü r d i e F u n c t i o n P o i n t e r neu. p r i n t ( wort1, wort2,& K l a s s e : : f u n k t i o n 1 ) ; // H a l l o Welt s t r i n g ( K l a s s e : : f P t r ) ( s t r i n g, s t r i n g ) = &K l a s s e : : f u n k t i o n 2 ; neu. p r i n t ( wort1, wort2, f P t r ) ; // Welt H a l l o
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