7. Übung Informatik II - Objektorientierte Programmierung

Transkript

1 7. Übung Informatik II - Objektorientierte Programmierung 29. Mai 2015

2 Inhalt 1 2 3

3 Übersicht 1 2 3

4 Idee Menschen nehmen die Welt in Form von Objekten wahr manche Objekte haben gleiche Eigenschaften, hierüber können Klassen gebildet werden alle Objekte mit gleichen Eigenschaften gehören zu einer Klasse Objekte haben gleiche Eigenschaften (Variablen), Werte können aber verschieden sein mit Objekten können bestimmte Dinge getan werden (mittels Methoden), vorgegeben durch Klasse Übertragung auf Datentypen (Klassen sind Datentypen!)

5 Konzepte I Klasse: Datentyp mit zugehörigen Variablen und Funktionen Objekt: Instanz einer Klasse (Variable vom Datentyp der Klasse) Klassenmethode: zu einer Klasse gehörige Funktion (kurz: Methode) arbeitet auf Objektvariablen Methoden einer Klasse gelten für alle Objekte dieser Klasse Objektvariable: zu einer Instanz einer Klasse (Objekt) gehörige Variable, in Klasse definiert

6 Konzepte II // Klassendefinition class Fahrzeug{ // Deklaration einer Klassenvariablen // jedes Objekt der Klasse enthaelt eine eigene! int geschwindigkeit ; // Deklaration einer Methode void beschleunigen ( int um wieviel ); ; // Definition einer Methode void Fahrzeug :: beschleunigen ( int um wieviel ){ geschwindigkeit += um wieviel ; // Erstellen eines Objekts der Klasse Fahrzeug Fahrzeug bus ;

7 Motivation Vereinfachung für Programmierer Übersichtlichkeit: Datentypen bringen auf sie anwendbare Methoden (Funktionen) mit Zugriffschutz (Kapselung): Klassen können Zugriff auf Variablen einschränken verbirgt interne Realisierung einer Klasse ermöglicht bspw. Prüfung bei Wertänderungen Fehlervermeidung Strukturierbarkeit: Datentypen bilden Konzepte ab Beziehungen zwischen Datentypen besser ausdrückbar (über implementierte Methoden) mittels Vererbung können verschiedene, komplexe Klassen aus einfachen Basisklassen zusammengesetzt werden

8 Übersicht 1 2 3

9 Klassendefinition beginnt mit Schlüsselwort class sehr ähnlich zu Definition von Struktur mittels struct jede Klasse hat eindeutigen Namen in geschweiften Klammern ({ und ) werden Variablen und Methoden deklariert Abschluss mit Semikolon erzeugt einen Datentyp (wie struct)

10 Zugriff auf Objektelemente Objekte einer Klasse können auf Objektvariablen und Klassenmethoden direkt über Namen zugreifen sonst: genau wie bei Instanzen von Strukturen mittels Punktoperator bei einfacher Variable mittels Pfeiloperator bei Zeiger auf Variable

11 Sichtbarkeit I anwendbar auf Methoden und Variablen definiert, wer die Methode oder Variable nutzen kann definiert sind: public: Variable bzw. Methode ist frei zugreifbar (wie Variable in struct) private: Variable bzw. Methode kann nur von Objekten der Klasse zugegriffen werden (über Methoden) protected: Variable bzw. Methode kann von Objekten der Klasse sowie von Objekten abgeleiteter Klassen zugegriffen werden (zwischen private und public) muss explizit angegeben werden (blockweise; Sichtbarkeitsfestlegung bleibt, bis neue Festlegung oder Ende der Klasse) standardmäßig alles private

12 Sichtbarkeit II // hier : alles private! class Fahrzeug{ int geschwindigkeit ; void beschleunigen ( int um wieviel ); ; // hier : geschwindigkeit private, beschleunigen public class Fahrzeug{ private : int geschwindigkeit ; public : void beschleunigen ( int um wieviel ); ;

13 Definition von Klassenmethoden I entweder direkt in der Klassendefinition (wie Funktion) Aufteilung in Deklaration und Definition: Deklaration: in Klassendefinition, wie Funktionsdeklaration Definition: an beliebiger späterer Stelle im Programm; Syntax: <Rückgabetyp> <Klassenname>::<Methodenname>(<Parameter>) {<Anweisungen>

14 Definition von Klassenmethoden II class Fahrzeug{ private : int geschwindigkeit ; public : // Deklaration einer Methode void beschleunigen ( int um wieviel ); // Deklaration + Definition in einem : void anhalten(){ geschwindigkeit = 0; ; // Definition der Methode beschleunigen : void Fahrzeug :: beschleunigen ( int um wieviel ){ geschwindigkeit += um wieviel ;

15 Konstruktor Funktion, welche beim Erstellen einer neuen Klasseninstanz gerufen wird ermöglicht bspw. Setzen von Standardwerten für Objektvariablen Funktionsname ist immer Klassenname kein Rückgabewert (auch nicht void) mehrere Konstruktoren mit versch. Parametern können existieren (Compiler sucht passenden aus) Standardkonstruktor: tut nichts, leere Parameterliste wird automatisch hinzugefügt, wenn kein Konstruktor vorhanden kann durch eigene Definition ersetzt werden

16 Destruktor Funktion, welche gerufen wird, wenn Klasseninstanz freigegeben wird ermöglicht automatisches Ausführen von Aufräumarbeiten (bspw. dynamischen Speicher freigeben) Funktionsname ist immer Klassenname mit vorangestellter kein Rückgabewert, keine Parameter analog zu Konstruktur existiert Standarddestruktor (tut auch nichts) kann ebenfalls durch eigene Definition ersetzt werden

17 Konstruktor- / Destruktoraufruf I können nicht (wie Methode) explizit aufgerufen werden! Konstruktor wird implizit beim Erstellen eines Objekts aufgerufen Standardkonstruktor wird gerufen, wenn keine Parameter angegeben werden falls Konstruktor Parameter hat, werden diese in Klammern angegeben (wie Funktionsparameter) Destruktor wird automatisch aufgerufen, wenn Objektinstanz freigegeben wird (dafür sorgt Compiler)

18 Konstruktor- / Destruktoraufruf II class Fahrzeug{ private : int geschwindigkeit, max geschwindigkeit ; string marke; public : // Standardkonstruktor, ersetzt durch eigene Implementierun Fahrzeug (){ geschwindigkeit = 0; max geschwindigkeit = 120; marke = Trabant ; // Konstruktor mit Parametern Fahrzeug ( int vmax, string m){ geschwindigkeit = 0; max geschwindigkeit = vmax; marke = m;

19 Konstruktor- / Destruktoraufruf III // Destruktor (nur einer moeglich!) Fahrzeug (){ cout<<marke<< verschrottet! <<endl ; ;

20 Konstruktor- / Destruktoraufruf IV // mit Standardkonstruktor : Fahrzeug trabi ; // mit alternativem Konstruktor : Fahrzeug tesla (200, Tesla Motors ); // dynamischer Speicher, Standardkonstruktor : Fahrzeug zeigertrabi = new Fahrzeug ; // dynamischer Speicher, alternativer Konstruktor : Fahrzeug bus = new Fahrzeug (100, MAN ); // Freigabe loest Destruktorruf aus : delete bus ;

21 Übersicht 1 2 3

22 #include <iostream> #include <string> using namespace std ; class Fahrzeug{ private : int geschwindigkeit, max geschwindigkeit ; string marke; public : Fahrzeug (){ geschwindigkeit = 0; max geschwindigkeit = 120; marke = Trabant ; Fahrzeug ( int vmax, string m){ geschwindigkeit = 0; max geschwindigkeit = vmax;

23 marke = m; Fahrzeug (){ cout<<marke<< verschrottet! <<endl ; void beschleunigen ( int um wieviel ); void print marke (); void print geschwindigkeit (); ; int main(){ Fahrzeug trabi ; Fahrzeug tesla (200, Tesla Motors ); trabi. print geschwindigkeit (); trabi. beschleunigen (50);

24 trabi. print geschwindigkeit (); tesla. print geschwindigkeit (); tesla. beschleunigen (350); tesla. print geschwindigkeit (); return 0; void Fahrzeug :: beschleunigen ( int um wieviel ){ if ( geschwindigkeit + um wieviel > max geschwindigkeit) geschwindigkeit = max geschwindigkeit ; else if ( geschwindigkeit + um wieviel < 0) geschwindigkeit = 0; else geschwindigkeit += um wieviel ; void Fahrzeug :: print marke (){ cout<<marke<<endl ;

25 void Fahrzeug :: print geschwindigkeit (){ cout<<marke<< faehrt <<geschwindigkeit << ( <<max geschwindigkeit<< maximal) <<endl ;