Objektorienterad programmering

En presentation över ämnet: "Objektorienterad programmering"— Presentationens avskrift:

1 Objektorienterad programmering
OOP = objektbaserad programmering + arv Fordon Tåg Båt Bil Flygplan 2000-period2 CD5250 OOP med C++ Mats Medin MDH/IDT

2 Exempel på arv Drawable position bitmap rita() flytta() Persistent
save() restore() storage_file_name object_id Box bredd hojd Cirkel centrum radie Linje end_a end_b Bilregpost agare marke regnr besiktigad() skattad() Bankkonto agare saldo satt_in(summa) ta_ut(summa) Text_Box text font Pil riktning byt_ riktning() 2000-period2 CD5250 OOP med C++ Mats Medin MDH/IDT

3 Arv innebär “Underklassen” kan göra det som “överklassen” gör + det vi själva bestämmer att den ska kunna dessutom Underklassen håller samma data som överklassen + det den behöver för sitt eget tillagda beteende Olika underklasser kan göra samma sak på olika sätt 2000-period2 CD5250 OOP med C++ Mats Medin MDH/IDT

4 Arv innebär forts Underklassens beteende är mer specialiserat
Överklassens beteende är mer generellt Klasser som är mycket generaliserade har vi ingen nytta av att instansiera - abstrakta överklasser 2000-period2 CD5250 OOP med C++ Mats Medin MDH/IDT

5 Att jobba med arv Oftast börjar man med att hitta de objekt man behöver - och deras klasser Sen letar man rätt på beteende som är gemensamt för flera klasser bryts ut till överklass Man tittar också efter existerande klasser man kan använda 2000-period2 CD5250 OOP med C++ Mats Medin MDH/IDT

6 Överklassens privata data kan inte underklassens metoder komma åt
Metoder som är implementerade i överklassen kommer dock åt dem 2000-period2 CD5250 OOP med C++ Mats Medin MDH/IDT

7 Synligt (public) arv - arv av interface
class Box : public Drawable {/* metoder och data */} Box-klassens anropssnitt erbjuder även metoderna rita() och flytta() som definierats i överklassen Drawable (jfr sid 1. rita() och flytta() är givetvis public:) Även implementationen ärvs - om inte... 2000-period2 CD5250 OOP med C++ Mats Medin MDH/IDT

8 Synligt (public) arv - arv av interface forts
class Bankkonto : public Persistent {/* metoder och data */} Bankkonto -klassens anropssnitt erbjuder även metoderna save() och restore() som definierats i överklassen Persistent (jfr sid 1. save() och restore() är givetvis public:) Även implementationen ärvs - om inte... 2000-period2 CD5250 OOP med C++ Mats Medin MDH/IDT

9 Om inte... Överklassen Drawable vet inte hur en Box eller Cirkel ser ut, bara att det ska gå att rita den - alltså får draw() implementeras i Box, Cirkel, Linje,... Drawable::rita() är en pure virtual function Enbart anropssnitt (interface) ärvs för metoden draw() Drawable kan inte instansieras - - Drawable är en abstrakt överklass 2000-period2 CD5250 OOP med C++ Mats Medin MDH/IDT

10 Ett statiskt allokerat objekt
Har plats för de medlemsdata som finns i dess typ - varken mer eller mindre Alltså är överklass-objektets lagringsutrymme mindre än underklassobjektet ! Slicing – konstruktionsfel på språket C++? Pekare eller referenser måste användas i C++ OOP! 2000-period2 CD5250 OOP med C++ Mats Medin MDH/IDT

11 Exempel: Drawables Vi kan inte allokera statiskt, objekten
Gör en sekvens av grafikobjekt av olika subtyp - Box, Cirkel, Linje, etc. som ska ritas på skärmen Vi kan inte allokera statiskt, objekten måste hanteras via pekare eller referenser (varför var det så?) adasd dfasfas sfdsfd Box* Cirkel* Pil* Linje* Text_Box* 2000-period2 CD5250 OOP med C++ Mats Medin MDH/IDT

12 Exempel: Drawables forts
Jag trodde att typkontrollen skulle sätta stopp för det där! List <Drawable> ritlista; // template <class Type> // class List //... List::stoppaIn(Type *elem); ritlista.stoppaIn(minOrangeBox); ritlista.stoppaIn(mingroenaCirkel); ritlista.stoppaIn(mittStreck); 2000-period2 CD5250 OOP med C++ Mats Medin MDH/IDT

13 Konvertering subtyp supertyp
Konvertering från subtyp till supertyp är tillåtet - sker automatiskt (implicit) vid behov! Nödvändigt för att OOP ska fungera. (Glöm inte: pekare/referenser, annars slicing) 2000-period2 CD5250 OOP med C++ Mats Medin MDH/IDT

14 Public inheritance - synligt arv
public members (synliga medlemmar) i överklassen blir public (synliga) i underklassen Protected members (skyddade medlemmar) i överklassen blir protected (skyddade) i underklassen (privata medlemmar i överklassen kommer man inte åt alls från underklassen) 2000-period2 CD5250 OOP med C++ Mats Medin MDH/IDT

15 Protected inheritance - skyddat arv
public members (synliga medlemmar) och protected members (skyddade medlemmar) i överklassen blir protected (skyddade) i underklassen (privata medlemmar i överklassen kommer man inte åt alls från underklassen) 2000-period2 CD5250 OOP med C++ Mats Medin MDH/IDT

16 Private inheritance - privat arv
public members (synliga medlemmar) och protected members (skyddade medlemmar) i överklassen blir private (privata) i underklassen (privata medlemmar i överklassen kommer man inte åt alls från underklassen) 2000-period2 CD5250 OOP med C++ Mats Medin MDH/IDT

17 i överklass typ av arv i underklass public public public
protected public protected private public ej åtkomlig public protected protected protected protected protected private protected ej åtkomlig public private private protected private private private private ej åtkomlig 2000-period2 CD5250 OOP med C++ Mats Medin MDH/IDT

18 Hur är arv implementerat?
Drawable position bitmap Persistent storage_file_name object_id Box bredd hojd Cirkel centrum radie Linje end_a end_b Bilregpost agare marke regnr Bankkonto agare saldo Text_Box text font Pil riktning 2000-period2 CD5250 OOP med C++ Mats Medin MDH/IDT

19 Implementation av arv Cirkel mincirkel; datamedlemmar från basklassen
position bitmap datamedlemmar från basklassen centrum radie underklass-specifika datamedlemmar 2000-period2 CD5250 OOP med C++ Mats Medin MDH/IDT

20 Vad ärvs? medlemsfunktioner ärvs medlemsdata ärvs
friends (vänner) ärvs inte konstruktor ärvs inte basklassens konstruktor anropas, vanligen från initieringslistan för att sätta rätt värden i basklassdelen en nivå upp kan man anropa 2000-period2 CD5250 OOP med C++ Mats Medin MDH/IDT

21 Åtkomst av överklassmedlemmar
protected: int x; MyBaseClass A myaobj1; x B mybobj; x SubClassA SubClassB A myaobj2; x doIt() ? doIt() 2000-period2 CD5250 OOP med C++ Mats Medin MDH/IDT

22 Virtuell funktion Komma åt subtyp-specifik implementation av virtuella funktionsanrop från bastypen Nödvändigt för att OOP ska fungera. den virtuella hanteringen fungerar bara om objektet hanteras via pekare eller referens statiskt allokerat objekt ÄR av den statiska typen 2000-period2 CD5250 OOP med C++ Mats Medin MDH/IDT

23 Implementation av objekt med statiska och virtuella metoder
type_info för Myclass int x float f _vptr_Myclass Myclass::print(ostream &) Myclass::draw() Myclass::~Myclass() Virtual table för Myclass static int Myclass::noOfObjs static int Myclass::getNoOfObjs() int Myclass::get_x() Virtuella metoder nås via vptr 2000-period2 CD5250 OOP med C++ Mats Medin MDH/IDT

24 Pure virtual function class Drawable { virtual void draw() = 0; ...
Definierar (en del av) ett snitt utan att implementera det class Drawable { virtual void draw() = 0; ... “= 0” markerar pure virtual function 2000-period2 CD5250 OOP med C++ Mats Medin MDH/IDT

25 Abstrakt överklass En klass med en eller flera pure virtual functions är en abstrakt överklass. En klass med bara pure virtual functions (dvs ingen funktion är implementerad i den) är en rent abstrakt överklass. Syftet med den är bara att specificera ett snitt som underklasserna ska tillhandahålla 2000-period2 CD5250 OOP med C++ Mats Medin MDH/IDT

26 Arv av beteende Ger även arv av implementation
Synligt arv Ger även arv av implementation utom då man jobbar med pure virtual function/rent abstrakta överklasser 2000-period2 CD5250 OOP med C++ Mats Medin MDH/IDT

27 Arv av implementation Privat eller skyddat arv Stack teststack;
teststack.push(x); teststack.push(y); t=teststack.pop(); class Stack : private Vector { public: push(Elem e) {/* peta i vektorn */} Elem pop() { /* peta i vektorn */} } Vad händer om man använder public inheritance istället? teststack.push_back(e); t=teststack[10]; Vi får ett väldigt fult anropssnitt! 2000-period2 CD5250 OOP med C++ Mats Medin MDH/IDT

28 ...men en stack är inte en vektor
Snyggare, renare, med en vektor som beståndsdel i stället för arv: class Stack { public: push(Elem e) { theStack.pushBack(e); } Elem pop() { /* ... */ } private: Vector theStack; } 2000-period2 CD5250 OOP med C++ Mats Medin MDH/IDT

29 Konstruktor-destruktor och arv
När ett objekt skapas sker följande: 1. Konstruktorn för ev. överklass anropas alltid först. 2. Konstruktorerna för den aktuella klassens datamedlemmar anropas 3. Satserna i den aktuella klassens konstruktor exekveras. När ett objekt tas bort sker följande: 1. Satserna i den aktuella klassens destruktor exekveras. 2. Destruktorerna för den aktuella klassens datamedlemmar anropas 3. Destruktorn för ev. överklass anropas. 2000-period2 CD5250 OOP med C++ Mats Medin MDH/IDT

30 skydda konstruktorn på abstrakt överklass
Drawable rita() flytta() position bitmap class Drawable { protected: Drawable(); ….. Box bredd hojd Cirkel centrum radie Linje end_a end_b Varför inte private? Text_Box text font Pil riktning byt_ riktning() 2000-period2 CD5250 OOP med C++ Mats Medin MDH/IDT

31 Virtuell destruktor delete drawable_ptr;
Delete genom basklass-pekare tar bara bort basklass-objekt-delen om inte destruktorn är virtual! Är protected basklass- destruktor en bra ide? adasd dfasfas sfdsfd Box* Cirkel* Pil* Linje* Text_Box* 2000-period2 CD5250 OOP med C++ Mats Medin MDH/IDT