4. Objektorientierte Programmierung mit C++

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1 4. Objektorientierte Programmierung mit C++ Einführung C++ / Entwicklung/ Sprachfamilie Nicht objektorientierte Erweiterungen von C Grundlagen des Typkonzepts von C++ Ziele der Objektorientierung Objekt und Klasse, Elementfunktionen (Methoden) Konstruktoren, Copy-Konstruktor, Destruktor und Wertzuweisung Operatoren, Überladen von Operatoren Elementobjekte und Elementobjektkonstruktoren Klassenhierarchien und Vererbung Polymorphie Abstrakte Klassen Templates Verschiedenes Peter Sobe 1

2 .NET (Dot NET) Bislang wurde C++ bezogen auf die Win32-Schnittstelle (Windows), bzw. UNIX-artige Systeme (UNIX, LINUX, OS-X) programmiert..net: Eine andere Möglichkeit zur Ausführung von Programmen:.NET-Framework für Windows mit Klassenbibliothek und Laufzeitsystem CLI-Zwischencode, der von.net interpretiert wird Programme können sprachübergreifend (C#, F#,C++,Visual Basic) Klassen und Funktionen nutzen Interoperabilität verschiedener Anwendungen (z.b. Datenbanken und eigene Anwendungsprogramme, Office-Anwendungen) Verwaltetes C++ (engl. Managed C++), später CLI/C++ Peter Sobe 2

3 .NET (Dot NET) Microsoft.NET VB C++ C# Common Intermediate Language Common Language Runtime vgl. JAVA (Sun, jetzt Oracle) Java Java Bytecode Java Runtime Hardware OS Hardware OS Peter Sobe 3

4 .NET und C++ 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 4

5 .NET und C++ Benutzung der.net Klassenbibliothek.NET Anwendungen werden als CLR-Anwendung erstellt (anstatt WIN32) Varianten: CLR-Konsolenanwendung Leeres CLR-Projekt Anstatt des Zeiger-Operators * wird ^ verwendet. Peter Sobe 5

6 .NET und C++ 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 6

7 .NET und C++ Beispiel: 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; 7

8 C++ - ähnliche Sprachen: C# C# (C-sharp) Von Microsoft entwickelt (strategisch als Java-Pendant) und auf.net-plattform ausgerichtet. CLR Common Language Runtime eine komponentenorientierte Umgebung zur Ausführung von Software Ähnlich wie Java werden Programme in einen Zwischencode (CIL) übersetzt und erst zur Laufzeit interpretiert. CLR mit Garbage Collector, der auch von C++ Programmen (Managed C++) genutzt werden kann R. Grossmann / P. Sobe 8

9 C++ - ähnliche Sprachen: C# C# Beispiel angelehnt an: openbook.galileocomputing.de/csharp using System; class Punkt { public Punkt(int x, int y) { this.x = x; this.y = y; public void LeseKoordinaten(out int x, out int y) { x = this.x; y = this.y; int x; int y; class Test { public static void Main() { Punkt meinpunkt = new Punkt(10, 15); int x; int y; meinpunkt.lesekoordinaten(out x, out y); Console.WriteLine( meinpunkt({0, {1)", x, y); R. Grossmann / P. Sobe 9

10 C++ - ähnliche Sprachen: Java Java: ca von SUN initiiert (jetzt von Oracle übernommen) Java basiert syntaktisch stark auf C++, insbes. bei Datentypen, Operatoren und Klammersetzung. Es wurden aber nicht alle Spracheigenschaften übernommen: keine Zeiger, stattdessen Referenzen keine Mehrfachvererbung keine Header-Dateien, kein Präprozessor (#ifdef u.ä.) Damals neu war die s.g. Garbage Collection: Dynamisch Allokierter Speicher (per new) wird immer dann zur Freigabe vorgemerkt, wenn die letzte auf ihn verweisende Referenz verschwindet (z.b. Überschreiben einer Referenz). Die Speicherfreigabe erfolgt im Hintergrund ohne Zutun des Programmierers. R. Grossmann / P. Sobe 10

11 C++ - ähnliche Sprachen: Java Java-Beispiel: public class Fakultaet { static int fak(int n) { int i, f=1; for (i=2;i<=n;i=i+1) f= f * i; return f; static void ausgabe(int n) { String s; s = Fakultaet( + n + )= +fak(n); System.out.println(s); public static void main(string[] args ) { ausgabe(12); 11

12 Java: C++ - ähnliche Sprachen: Java Java läuft auf einer s.g. Java Virtual Machine Unterschied zu C++: Java wird nicht direkt in Maschinencode übersetzt, sondern in einen Zwischencode, der zur Laufzeit interpretiert wird. Optimierung und Binden erfolgt erst zur Laufzeit. Komponenten können zur Laufzeit ausgetauscht werden Verteiltes Programmieren mittels RMI (Remote Method Invocation) 12

13 Weitere C++ - ähnliche Sprachen JavaScript C-ähnliche Sprache, die durch Webbrowser ausgeführt wird. Webseiten enthalten oftmals JavaScript-Sektionen, die Funktionen für interaktives Verhalten von Webseiten bereitstellen. JavaScript und Java sind verschiedene Sprachen. NodeJS Spezialvariante von JavaScript zur serverseitigen Ausführung, ereignisorientiertes, nichtblockierendes E/A-Konzept PHP Skriptsprache, die auf Webservern ausgeführt wird. Oftmals werden Webseiten durch PHP-Skripte erzeugt. 13