4. Objektorientierte Programmierung mit C++

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1 4. Objektorientierte Programmierung mit C++ Einführung C++ / Entwicklung der Sprachfamilie Erweiterungen der Sprache C: Ein- und Ausgabe, Referenzen, Speicherallokation und Freigabe Grundlagen des Typkonzepts von C++ Ziele der Objektorientierung Objekt und Klasse, Elementfunktionen (Methoden) Konstruktoren, Copy-Konstruktor, Destruktor und Wertzuweisung Verwendung und Überladen von Operatoren Elementobjekte und Elementobjektkonstruktoren Static-Elementobjekte und -Methoden Klassenhierarchien und Vererbung Polymorphie Abstrakte Klassen Templates R. Grossmann / P. Sobe 1

2 Elementobjekte Der Begriff Elementobjekt wird zur Bezeichnung von Datenelementen einer Klasse eingeführt, die keinen Standardtyp wie float, int, char usw. repräsentieren, sondern Objekte einer anderen Klasse sind. Beispiel: Sie haben eine Klasse Punkt und wollen jetzt eine Klasse Linie definieren, die von einem Anfangspunkt zu einem Endpunkt geht. Das wäre mit Elementobjekten leicht zu erreichen: Das Programm Punkt_1 enthält die Klassendefinition für Punkt: class Punkt { private: float x,y; public: Punkt(float a,float b){ x=a; y=b;} Punkt(){ }... R.Grossmann, P. Sobe 2

3 Elementobjekte Im Programm Punkt_2 wurde die Klassendefinition für Linie unter Nutzung von Elementobjekten hinzugefügt: class Linie { private: Punkt anfang, ende; public: Linie(){ } Frage: Wie muss ein Konstruktor für Linie geschrieben werden, der die Linie initialisiert? Es muss ja der Anfangspunkt anfang und der Endpunkt ende mit zulässigen Werten belegt werden. Dies kann man recht komfortabel über die Benutzung sogenannter Elementobjekt-Konstruktoren erreichen! R.Grossmann, P. Sobe 3

4 Elementobjekte Die Elementobjekt-Konstruktoren steuern die Ausführung der Konstruktoren der Elementobjekte, in der Klasse Linie also anfang und ende. Der Konstruktor für Linie wird deshalb mit Aufruf der Elementobjekt- Konstruktoren erweitert: class Linie { private: Punkt anfang, ende ; public: Linie(float ax,float ay,float bx,float by) : anfang(ax,ay), ende (bx,by) { }... Der Aufruf der Elementobjekt-Konstruktoren wird durch einen Doppelpunkt hinter der Parameter-Liste eingeleitet! Die Parameter werden automatisch in die Konstruktoren der Elementobjekte weitergegeben. R.Grossmann, P. Sobe 4

5 Elementobjekt-Konstruktoren Verschiedene Arten der Parametervermittlung: über Basisdatentypen im Konstruktor des übergeordneten Objekts werden eine Reihe von Parametern übernommen, die auf ein, bzw. mehrere Elementobjekte verteilt werden. Beispiel: class person { public: person(char *vorname, char *name) { } }; class trio { private: person p1,p2,p3; public: trio(char *vn1, char *n1, char *vn2, char *n2, char *vn3) : p1(vn1,n1), p2(vn2,n2), p3(vn3,n3) { } }; Peter Sobe 5

6 Elementobjekt-Konstruktoren Verschiedene Arten der Parametervermittlung: über Objektvariable und -referenzen im Konstruktor des übergeordneten Objekts werden Objekte übernommen, deren Daten an die Elementobjekte vermittelt werden. Beispiel: class person { public: person( const person &p ) { } }; class trio { private: person p1,p2,p3; public: trio(person erster, person zweiter, person dritter ) : p1(erster), p2(zweiter), p3(dritter) { } }; R.Grossmann, P. Sobe 6

7 4. Objektorientierte Programmierung mit C++ Einführung C++ / Entwicklung der Sprachfamilie Erweiterungen der Sprache C: Ein- und Ausgabe, Referenzen, Speicherallokation und Freigabe Grundlagen des Typkonzepts von C++ Ziele der Objektorientierung Objekt und Klasse, Elementfunktionen (Methoden) Konstruktoren, Copy-Konstruktor, Destruktor und Wertzuweisung Verwendung und Überladen von Operatoren Elementobjekte und Elementobjektkonstruktoren Static-Elementobjekte und -Methoden Klassenhierarchien und Vererbung Polymorphie Abstrakte Klassen Templates R. Grossmann / P. Sobe 7

8 Elementobjekte als Static-Member Elementobjekte werden normalerweise in jedem Objekt instanziiert. Ein Beispiel ist die Klasse Linie mit zwei Punkt-Objekten. Static-Elementobjekte (engl. static member): Ein als static deklariertes Elementobjekt führt zu einer einzigen gemeinsamen Instanz für alle Objekte einer Klasse. Beispiel einer Instanz-Nr., die unter allen Instanzen geteilt wird. class element { private: static int inr; }; element e1, e2, e3, e4; // Es entstehen vier Instanzen der Klasse element, aber nur eine Integer-Variable inr. Peter Sobe 8

9 Elementobjekte als Static-Member class element { private: }; public: char bezeichung[100]; static int inr; element(char *bez) { strcpy(bezeichung, bez); inr++; } char * get_bezeichung() { return bezeichung;} static int get_instanz_nr(){ return inr;} int element::inr = 0; // ausserhalb der Klasse zu deklarieren Peter Sobe 9

10 Static-Methoden class constants { public: static double e() { return ; } static double pi() { return ; } }; // eine 'normale' Methode double zweimal_pi_mal_freq(double f) { return 2.0 * constants::pi() *f;} Der Aufruf der Static-Methoden kann ohne eine Objekt- Instanziierung erfolgen: cout << "e="<<constants::e() << endl; cout << "pi="<<constants::pi() << endl; Aufruf normaler Methoden: constants ccc; double wert = ccc.zweimal_pi_mal_freq(120.55); Peter Sobe 10

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