Τι είναι κλάση Κλάση

Transcript

1 35

2 Τι είναι κλάση Κλάση είναι μια συλλογή από μεταβλητές. Αλλιώς είναι ένα σύνολο από: δεδομένα που δηλώνουν τα χαρακτηριστικά της κλάσης (τι είναι) και συναρτήσεις που προδιαγράφουν την συμπεριφορά της κλάσης (τι κάνει). 36

3 Από τι αποτελείται μία κλάση Η κλάση αποτελείται από δύο συστατικά: Τα δεδομένα είναι μέλη της κλάσης, λέγονται αλλιώς και δεδομένα μέλη ή μεταβλητές μέλη και είναι αυτά που καθορίζουν την κλάση. Παράδειγμα το αυτοκίνητο έχει τροχούς, μηχανή, πόρτες κλπ. Τις συναρτήσεις ή αλλιώς συναρτήσεις μέλη είναι αυτές που καθορίζουν την συμπεριφορά της κλάσης. Χειρίζονται τις μεταβλητές μέλη και ονομάζονται αλλιώς και μέθοδοι. Παράδειγμα οι μέθοδοι της κλάσης αυτοκίνητο είναι η Εκκίνηση(), το Φρενάρισμα(), το Σταμάτημα(). 37

4 Εγκλεισμός Η διαδικασία της συμπερίληψης όλων των πληροφοριών (δεδομένων και συναρτήσεων) σε ένα μέρος (κλάση), λέγεται εγκλεισμός (encapsulation). Αυτό επιτρέπει τους πελάτες της κλάσης (άλλες κλάσεις ή συναρτήσεις) να χρησιμοποιούν την κλάση χωρίς να τους ενδιαφέρει πως δουλεύει. Για παράδειγμα μπορούμε να οδηγούμε ένα αυτοκίνητο χωρίς να μας ενδιαφέρει πως λειτουργεί η μηχανή. 38

5 Δήλωση μιας κλάσης (1) Η δήλωση μιας κλάσης γίνεται έξω από την main. Αρχίζει με τη δεσμευμένη λέξη class και το όνομα της κλάσης. Ακολουθεί αριστερό άγκιστρο. Κατόπιν ακολουθούν οι λέξεις public ή private (θα αναφερθούμε σε αυτές πιο κάτω) και το κυρίως σώμα της κλάσης που περιέχει τα δεδομένα μέλη και τις συναρτήσεις μέλη. Στο τέλος η κλάση κλείνει με το δεξί άγκιστρο και το ελληνικό ερωτηματικό. 39

6 Δήλωση μιας κλάσης (2) Πιο κάτω βλέπουμε την δήλωση της κλάσης Car. class Car public }; int numofdoors; int numofwheels; Start(); Run(); Break(); Τέλος κλάσης Όνομα κλάσης Συναρτήσεις μέλη Δεδομένα μέλη 40

7 Αντικείμενα μιας κλάσης (1) Ορίζουμε ένα αντικείμενο της κλάσης Car που δηλώσαμε προηγουμένως όπως πιο κάτω: Car Van; Ο ορισμός αντικειμένου γίνεται έξω από την κλάση. Το Van είναι ένα αντικείμενο της κλάσης Car. Για να δηλώσουμε ότι το αντικείμενο Van έχει 3 πόρτες (δεδομένο), ξεκινά (συνάρτηση) και στρίβει (συνάρτηση) δηλαδή για να έχουμε πρόσβαση στα μέλη πλέον του αντικειμένου γράφουμε: Van.numOfDoors=3; 41

8 Αντικείμενα μιας κλάσης (2) Van.Start(); Van.Turn(); Βλέπουμε ότι για να έχει πρόσβαση το αντικείμενο που φτιάξαμε στα δεδομένα και τις συναρτήσεις της κλάσης χρησιμοποιούμε τον τελεστή τελεία (.). Το δεδομένο μέλος numofdoors της κλάσης παίρνει την τιμή 3. Οι συναρτήσεις Start() και Turn() είναι δηλωμένες μέσα στην κλάση και καλούνται από το αντικείμενο για να ξεκινήσει και στην συνέχεια να στρίψει. 42

9 Πρόσβαση στα δεδομένα της κλάσης Στη δήλωση μιας κλάσης χρησιμοποιούμε τις δεσμευμένες λέξεις public (δημόσιο) ή private (ιδιωτικό) για να δηλώσουμε αν τα μέλη της κλάσης είναι δημόσια ή ιδιωτικά προσπελάσιμα. Εξ ορισμού είναι όλα ιδιωτικά, μπορούν να προσπελαστούν δηλαδή από μεθόδους της ίδια της κλάσης. Τα δημόσια μπορούν να προσπελαστούν και έξω από την κλάση. Συνήθως τα δεδομένα είναι ιδιωτικά και οι συναρτήσεις δημόσιες. 43

10 Δήλωση της κλάσης με προσπελασιμότητα class Car pivate Char Model[50]; int numofdoors; int numofwheels; public void Start(); void Break(); }; Δεδομένα μέλη ιδιωτικά ορατά Συναρτήσεις μέλη δημόσια ορατές 44

11 Ορισμός της μεθόδου Ο ορισμός μεθόδου (συνάρτησης μέλους) γίνεται έξω από την κλάση ως ακολούθως: τύπος Κλάση::συνάρτηση(παράμετροι) } Εντολή; Για να δηλώσουμε στον compiler σε ποια κλάση ανήκει η συνάρτηση την οποία ορίζουμε χρησιμοποιούμε τον τελεστή διακρίβωσης εμβέλειας (: :). Ο ορισμός μπορεί να γίνει και μέσα στην κλάση χωρίς τον τελεστή (: :). 45

12 Constructor Όπως αρχικοποιούμε τις μεταβλητές μας σε μία τιμή, έτσι αρχικοποιούμε και τα δεδομένα μέλη μιας κλάσης. Αυτό επιτυγχάνεται με την χρήση μιας συνάρτησης μέλος της κλάσης που ονομάζεται constructor. Ο constructor έχει το ίδιο όνομα με την κλάση, δηλώνεται μέσα ή και έξω από την κλάση, μπορεί να έχει παραμέτρους που μπορεί να είναι προκαθορισμένες, αλλά δεν επιστρέφει τιμή, ούτε void. 46

13 Destructor Κατά την κατασκευή του constructor δεσμεύεται χώρος στην μνήμη για να δεχθεί τον constructor. Για να καθαρίσουμε την μνήμη από το αντικείμενο όταν αυτό τελειώσει την δουλειά του φτιάχνουμε μαζί του και το destructor. Ο destructor καθαρίζει το αντικείμενο και ελευθερώνει την μνήμη που έχει δεσμευθεί για αυτό. Δεν παίρνει ορίσματα δεν έχει εντολές και δεν επιστρέφει τιμή. Έχει και αυτός το ίδιο όνομα με την κλάση έχοντας μπροστά από το όνομά του μια περισπωμένη ( ~ ). 47

14 Παράδειγμα δήλωσης και ορισμού (1) Πιο κάτω ακολουθεί ένα παράδειγμα δήλωσης Constructor και Destructor και ορισμού τους έξω από την κλάση. class Dog //dhlosh klashs private int DogAge; //dedomeno melos public: Dog(); //dhlosh constructor ~Dog(); //dhlosh destructor }; //telos klashs 48

15 Παράδειγμα δήλωσης και ορισμού (2) Dog::Dog() DogAge=0; } Dog::~Dog() } //orismos constructor //arxikopoihsh toy dedomenoy //orismos tou destructor // den exei entoles 49

16 Παράδειγμα δήλωσης και ορισμού (3) Δήλωση και ορισμός τους μέσα στην κλάση. class Dog //dhlosh klashs public: Dog() //orismos tou constructor DogAge =0; } ~Dog() //orismos tou destructor } }; //telos klashs 50

17 51

18 Constructor με υπερφόρτωση Μπορούμε να φτιάξουμε μία συνάρτηση εγκατάστασης (constructor) που με αυτήν να δίνουμε αρχικές τιμές σε αντικείμενα την στιγμή που αυτά δημιουργούνται. Αυτό επιτυγχάνεται ορίζοντας παραμέτρους στις συναρτήσεις αυτές. Μπορούμε επίσης στην ίδια κλάση να χρησιμοποιούμε constructor με όρισμα και χωρίς. Αυτό ονομάζεται υπερφόρτωση του constructor. Το ποιος constructor εκτελείται κατά την δημιουργία του αντικειμένου εξαρτάται από τα ορίσματα του constructor. 52

19 Παράδειγμα υπερφόρτωσης constructors Dog() //constructor xoris orisma DogAge=0; } Dog(int initialage) //constructor me orisma DogAge=initialAge; } ~Dog() //destructor } 53

20 Χρήση αντικειμένου μέσα σε συναρτήσεις Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αντικείμενα μέσα σε συναρτήσεις: σαν παραμέτρους συνάρτησης (πρόσβαση των παραμέτρων της συνάρτησης που δέχεται τα αντικείμενα στα δεδομένα των αντικειμένων). αλλά και να φτιάξουμε συναρτήσεις που να επιστρέφουν αντικείμενα (ο τύπος επιστροφής της συνάρτησης είναι η ίδια η κλάση). Μπορούμε να δηλώσουμε αντικείμενα μιας κλάσης α μέσα σε μια άλλη κλάση β για να μπορεί η κλάση β να έχει πρόσβαση στα δεδομένα της κλάσης α. 54

21 Παράδειγμα χρήσης αντικειμένου σαν όρισμα συνάρτησης (1) void athrypoloipo(logariasmos a, logariasmos b) ypoloipo=a.ypoloipo+b.ypoloipo; } Όνομα κλάσης log3.athrypoloipo(log1,log2); //klhsh synarthshs Στο παραπάνω παράδειγμα φτιάχνουμε μία συνάρτηση η οποία προσθέτει τα υπόλοιπα των δύο πρώτων αντικειμένων (log1 και log2). 55

22 Παράδειγμα χρήσης αντικειμένου σαν όρισμα συνάρτησης (2) Το αντικείμενο log3 κάνει κλήση αυτής της συνάρτησης από όπου μεταβιβάζονται τα αντικείμενα log1 και log2 στις παραμέτρους της συνάρτησης a και b αντίστοιχα. Μέσα στο σώμα της συνάρτησης βλέπουμε την πρόσβαση αυτής στο δεδομένο του κάθε αντικειμένου (a.ypoloipo b.ypoloipo). Τα δεδομένα αυτά αν και είναι ιδιωτικά μπορούν να προσπελαστούν από την συνάρτηση, γιατί είναι μέλος της κλάσης. 56

23 Παράδειγμα επιστροφής αντικειμένου από συνάρτηση (1) logariasmos athrypoloipo(logariasmos log) logariasmos apotelesma; apotelesma.ypoloipo=ypoloipo+log.ypoloipo; return apotelesma; } log3=log1.athrypoloipo(log2); //klhsh synarthshs Σε αυτό το παράδειγμα μεταβιβάζουμε στην συνάρτηση athrypoloipo μόνο το ένα αντικείμενο στην παράμετρο log (το log2 στο log). 57

24 Παράδειγμα επιστροφής αντικειμένου από συνάρτηση (2) Η τιμή του δεδομένου ypoloipo προστίθεται στην τιμή του δεδομένου του αντικειμένου που καλεί την συνάρτηση δηλ του log1. Μέσα στην συνάρτηση ορίζουμε ένα αντικείμενο apotelesma στο οποίο θα εκχωρηθεί η τιμή της πρόσθεσης. Κατόπιν με την εντολή return το αντικείμενο apotelesma επιστρέφεται μέσα στην καλούσα συνάρτηση main και αποδίδεται στο αντικείμενο log3. 58

25 Δηλώσεις κλάσεων σε αρχεία επικεφαλίδας (1) Τις κλάσεις έχουμε μάθει να τις δηλώνουμε μέσα στο κυρίως πρόγραμμα. Ένας άλλος τρόπος που υιοθετείται και είναι ο πιο σωστός είναι, τις δηλώσεις να τις κάνουμε σε ένα άλλο αρχείο το λεγόμενο αρχείο επικεφαλίδας και να το επισυνάπτουμε μέσα στο αρχείο του κυρίως προγράμματος μας. Τα αρχεία αυτά μπορεί να έχουν οποιοδήποτε όνομα αλλά επέκταση.hpp. (π.χ. το πρόγραμμα μας είναι το test.cpp το αρχείο κεφαλίδας είναι το car.hpp). Η επόμενη δουλειά είναι να εισάγουμε το αρχείο κεφαλίδας car.hpp μέσα στο αρχείο κώδικα test.cpp. 59

26 Δηλώσεις κλάσεων σε αρχεία επικεφαλίδας (2) Έτσι οι πελάτες της κλάσης οι οποίοι δεν ενδιαφέρονται για τις λεπτομέρειες της κλάσης, μπορούν να την χρησιμοποιούν αφού όλες οι δηλώσεις υπάρχουν μέσα στο αρχείο επικεφαλίδας το οποίο διαβάζει ο compiler. Παράδειγμα: Το αρχείο που έχει την δήλωση της κλάσης dog είναι το dog.hpp. class dog Private: DogAge; 60

27 Δηλώσεις κλάσεων σε αρχεία επικεφαλίδας (3) Public: int GetAge() return itsage; } }; 61

28 Δηλώσεις κλάσεων σε αρχεία επικεφαλίδας (4) Το αρχείο του κυρίως προγράμματος είναι το dog.cpp το οποίο συμπεριλαμβάνει το αρχείο κεφαλίδας dog.hpp ως εξής: #include <iostream.h> #include dog.hpp void main().. } 62

29 Σταθερές συναρτήσεις μέλη (1) Μπορούμε να ορίσουμε μια συνάρτηση σαν σταθερή (const) όταν θέλουμε να διασφαλίσουμε ότι αυτή η συνάρτηση δεν θα αλλάξει την τιμή οποιουδήποτε δεδομένου μέλους της κλάσης μας. Ο ορισμός γίνεται ως εξής: void function() const; Αν δηλώσουμε ως σταθερά μία συνάρτηση που πρέπει να επιφέρει αλλαγές σε δεδομένα μέλη της κλάσης μας, τότε θα πάρουμε μήνυμα λάθους από τον compiler. 63

30 Σταθερές συναρτήσεις μέλη (2) Για παράδειγμα: Μέσα στην κλάση Dog έχουμε την συνάρτηση setage() που αλλάζει το μέλος DogAge και την GetAge() η οποία απλώς μας επιστρέφει την τιμή του μέλους και την οποία θα ορίσουμε ως σταθερά. Δηλαδή ο ορισμός των συναρτήσεων θα είναι: void SetAge(int age); Int GetAge() const; 64

31 Μέθοδοι INLINE Όπως κάνουμε τις συναρτήσεις inline έτσι μπορούμε να κάνουμε και τις μεθόδους μιας κλάσης inline. Δηλαδή η μέθοδος GetAge() που ορίζεται έξω από την κλάση Dog : Inline int Dog::GetAge() return DogAge; } Θα γίνει πιο σωστά μέσα στην κλάση Dog: Int GetAge() const return DogAge;} 65

32 Στατικά δεδομένα μέλη Όταν τα δεδομένα μέλη ορίζονται ως ιδιωτικά, τότε το κάθε νέο αντικείμενο που δημιουργείται, παίρνει ένα ξεχωριστό δικό του αντίγραφο για τα δεδομένα αυτά. Εάν ορίσουμε κάποιο δεδομένο σαν στατικό (static), τότε όλη η κλάση έχει μόνο ένα αντίγραφο του δεδομένου, όσα αντικείμενα και αν δημιουργηθούν. Ένα στατικό δεδομένο αρχικοποιείται στην κλάση και αλλάζει τιμή με κάθε αντικείμενο Τα στατικά δεδομένα είναι χρήσιμα, όταν πρέπει όλα τα αντικείμενα μιας κλάσης, να μοιραστούν μια πληροφορία. 66