Rückblick: Benutzerdefinierte Datentypen Definition der Klasse Vektor als Container für 2-dimensionale Vektoren

Transkript

1 Rückblick: Benutzerdefinierte Datentypen Definition der Klasse Vektor als Container für 2-dimensionale Vektoren class Vektor public: double k1, k2; // Deklaration der Klasse Vektor // Elementvariablen k1 und k2 Vektor (double,double); // Deklaration des Konstruktors Vektor (); // Default Konstruktor double Skalarprodukt (Vektor); // Skalarprodukt als Elementfunktion }; // Definition der Konstruktoren // Definition des Skalarproduktes als Elementfunktion double Vektor::Skalarprodukt (Vektor v) return k1*v.k1 + k2*v.k2;} int main () Vektor a (0.0, 1.0); Vektor b (4.0, 5.0); double c; c = a.skalarprodukt (b); // c = a * b } Skalarprodukt

2 Erweiterung der Klasse Vektor: Rechnung sowohl in kartesischen als auch in Polarkoordinaten 2-dimensionaler Vektor Kartesische Koordinaten Koordinate k1 Koordinate k2 Skalarprodukt Polarkoordinaten Koordinate k1 Koordinate k2 Skalarprodukt Die Gemeinsamkeiten der kartesischen Koordinaten und der Polarkoordinaten eines Vektors können mit den Sprachmittel der objektorientierten Programmierung ausgedrückt werden

3 Gemeinsamkeiten von Objekten: Vererbung Klasse Vektor double k1 double k2 Klasse Polar double Skalarprodukt (Polar) Klasse Kartesisch double Skalarprodukt (Kartesisch) Klasse A Klasse B Klasse B erbt die Eigenschaften (Elementvariablen und funktionen) von A

4 Vererbung // Deklaration der Klasse Vektor class Vektor public: double k1; double k2; }; // Deklaration der Klasse der kartesischen Vektoren, // die die Eigenschaften von der Klasse Vektor erbt class Kartesisch : public Vektor public: Kartesisch (double, double); double Skalarprodukt (Kartesisch); }; Vererbung

5 Vererbung // Definition der Funktion Skalarprodukt für kartesische Vektoren double Kartesisch::Skalarprodukt (Kartesisch x) return k1*x.k1 + k2*x.k2; } double Betrag (Kartesisch x) return sqrt(x.skalarprodukt(x)); } int main () Kartesisch a (1.0, 1.0); cout << Betrag (a); } Vererbung

6 Vektor als abstrakte Klasse Klasse Vektor double k1 double k2 virtual double Skalarprodukt (Vektor&)=0 Klasse Kartesisch Implementierung des Skalarproduktes für kartesische Koordinaten Klasse Polar Implementierung des Skalarproduktes für Polarkoordinaten

7 Abstrakte Klassen: Definition der Klasse Vektor als Schnittstelle und Basisklasse // Deklaration der abstrakten Klasse Vektor class Vektor public: double k1; double k2; }; virtual double Skalarprodukt (Vektor&) = 0; OOP

8 Abstrakte Klassen: Definition der Vektoren in kartesischen Koordinaten // Deklaration der Klasse der kartesischen Vektoren class Kartesisch : public Vektor public: double Skalarprodukt (Vektor&); }; double Kartesisch::Skalarprodukt (Vektor& x) return k1*x.k1 + k2*x.k2; } OOP

9 Abstrakte Klassen: Definition der Vektoren in Polarkoordinaten class Polar : public Vektor public: double Skalarprodukt (Vektor&); }; double Polar::Skalarprodukt (Vektor& x) return k1*cos(k2)*x.k1*cos(x.k2) + k1*sin(k2)*x.k1*sin(x.k2); } OOP

10 Abstrakte Klassen: Definition der Betragsfunktion double Betrag (Vektor& x) return sqrt(x.skalarprodukt(x)); } void main() Kartesisch a; a.k1 = 1; a.k2 = 0; Polar c; c.k1 = 1; c.k2 = 0; cout << "Betrag von a: " << Betrag (a) << endl; cout << "Betrag von c: " << Betrag (c) << endl; } OOP

11 Verwendung der abstrakten Klasse Vektor als Basisklasse Klasse Vektor double k1 double k2 virtual double Skalarprodukt (Vektor&)=0 und als Schnittstelle double Betrag (Vektor&) Klasse Kartesisch Klasse Polar andere Koordinatensysteme

12 Vorteile der Objektorientierten Programmierung Gemeinsamkeiten der kartesischen Koordinaten und der Polarkoordinaten eines Vektors werden herausgestellt Übersichtlichkeit Die abstrakte Klasse Vektor kann als Schnittstelle für die Betragsfunktion verwendet werden Betragsfunktion muss nur einmal definiert werden Zur Implementierung weiterer Koordinaten kann eine neue Klasse von Vektor abgeleitet werden, ohne dass der bestehende Sourcecode verändert werden muss Erweiterbarkeit, Sicherheit

13 Strukturen In Strukturen können auch Daten unterschiedlichen Typs verwendet werden. Beispiel: // Definition der Struktur Adresse struct Adresse string Vorname; string Nachname; int Telefonnummer; }; int main () Adresse A; Typ Adresse A.Vorname = Issac ; A.Nachname = Newton ; A.Telefonnummer = 12345; // Definition einer Variablen vom Adresse

14 Zeiger auf Objekte cout << "Vorname: " << A.Vorname << endl; cout << "Nachname: " << A.Nachname << endl; cout << "Telefonnummer: " << A.Telefonnummer << endl << endl; Adresse* pa; pa = &A; pa->telefonnummer = 98765; cout << "Vorname: " << pa->vorname << endl; cout << "Nachname: " << pa->nachname << endl; cout << "Telefonnummer: " << pa->telefonnummer << endl; Adresse

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