IB111
Programování a algoritmizace
Objektově orientované
programování (OOP)
Struktury v C - opakování
 struct student {
int vek;
float studijni_prumer;
char jmeno[30];
} st, *uk_st;
 st.vek=22; st.studijni_prumer=1.12;
strcpy (st.jmeno, "Jan Kos");
 uk_st = &st; uk_st ->vek=23;
 struct student prvaci[100]; prvaci[0].vek=25;
OP a OOP
 Objekt ­ podobný na strukturu v C, kombinuje
však data a algoritmy a poskytuje určité
rozhraní.
 OP = objektové programování
 Vše musí být objekty
 Např. Smalltalk, Ruby
 Relativně málo rozšířené v dnešní praxi
 OOP = objektově orientované programování
 Objekty jsou podporovány, ovšem ne všechno musí
být nutně jen objekty.
 Např. C++, Java, ...
 Dnes velice rozšířený přístup
Terminologie
 Třída
 Typ objektu
 Objekt
 Instance třídy
 Struktura ­ atributy (data) a metody (funkce)
 Základní vlastnosti objektů v OOP
 Abstrakce
 Zapouzdření
 Polymorfismus
Základní paradigmata OOP
 Datová abstrakce
 Zavedeme vlastní datový typ
 Struktura dat
 Operace nad těmito daty
 Oddělujeme rozhraní od implementace
 Zapouzdření prvků třídy
 Dědičnost
 Možnost rozšířit existující objekty
 Polymorfismus
 Stejné rozhraní k různým objektům (díky zděděným
společným vlastnostem).
Zapouzdření
 Strukturální programování od sebe odděluje data a
algoritmy (programový kód).
 OOP data zapouzdřuje v objektech a práce s nimi je
umožněna přes definované rozhraní (pomocí metod
objektu).
 Díky zapouzdření není třeba znát detaily
implementace, ale stačí znát a používat rozhraní
objektu.
 Díky zapouzdření je také možné změnit implementaci
pokud použijeme stejné rozhraní.
 Díky ,,utajení" je také možné vyhnout se chybám při
náhodné nebo nesprávné přímé modifikaci dat.
 Umožňuje rozdělit úkoly v týmu programátorů.
Zapouzdření - příklad
 struct student {
int narozeni_rok, narozeni_mesic,
narozeni_den;
float studijni_prumer;
char jmeno[30];
int vypocitej_vek();
};
Zapouzdření
 Data a metody ve třídě mohou být
několika typů podle jejich ,,viditelnosti"
 public ­ k datům a proměnným je volný
přístup
 Správný OOP program by měl ponechat public
pouze metody, ne data.
 private ­ metody a data nejsou přístupná z
jiných částí kódu něž z metod této třídy
 protected ­ metody a data nejsou volně
přístupné, ale jsou přístupné potomkům této
třídy.
Zapouzdření - příklad
 ePeněženka ­ rozhraní třídy
 class penezenka {
private:
int koruny, halire;
public:
penezenka () { koruny = halire = 0; };
void nabij (int k);
BOOL zaplat (int k, int h);
void vypis_aktualni_stav();
};
Zapouzdření - příklad
 Implementace
 void penezenka::nabij (int k)
{
koruny+=k;
}
 BOOL penezenka::zaplat (int k, int h)
{
long zbytek = koruny*100+halire ­ (k*100+h);
if(zbytek<0) return FALSE;
koruny = zbytek /100; halire = zbytek%100;
return TRUE;
}
Zapouzdření - příklad
 Použití
 penezenka moje, cizi;
moje.nabij(100);
moje.zaplat(2,50);
moje.vypis_aktualni_stav();
cizi.nabij(5);
cizi.vypis_aktualni_stav();
void penezenka::nabij (int k)
{
koruny+=k;
}
moje: 100
cizi: 5
Dědičnost
 Dědičnost umožňuje rozšiřování
funkčnosti třídy.
 Potomek je nová třída založená na třídě
původní (rodičovské). Potomek přebírá
vlastnosti rodiče a může být dál
rozšiřován (nová data a metody).
Dědičnost - příklad
 Základní objekt (rodič) bude člověk.
 Potomky budou student, zaměstnanec a učitel.
 Každý člověk má základní atributy jako jméno,
příjmení, datum narození a adresu.
 Studenti mají navíc studijní průměr, a jsou
zapsáni v určitém ročníku.
 Zaměstnanci mají plat a ten je jim posílán na
nějaký bankovní účet.
 Učitelé jsou zaměstnanci, ale mají konzultační
hodiny a učí nějaké předměty
Dědičnost - příklad
Člověk
Student Zaměstnanec
Učitel
Dědičnost - příklad
class clovek {
public:
char jmeno[20],prijmeni[30];
int narozeni_rok, narozeni_masic, narozeni_den;
char adresa [100];
int vypocitej_vek(); };
class student : public clovek {
public:
int rocnik;
float prumer; };
class zamestnanec : public clovek {
public:
int plat;
char IBAN [20]; };
class ucitel : public zamestnanec {
public:
char konzultacky[50];
list_of_subjects *uci; };
Dědičnost - příklady
clovek jan;
zamestnanec jirka;
ucitel petr;
int v1= jan.vypocitej_vek();
int v2= jirka.vypocitej_vek();
jan = petr; // i učitel je člověk
jirka = jan; // NELZE ­ ne každý člověk
je zaměstnanec
Polymorfismus
 Polymorfismus = jednotné zacházení s
různými (polymorfními) objekty mající některé
společné zděděné vlastnosti.
 Polymorfismus v praxi znamená, že je možné
mít různé třídy s metodami se stejnými
parametry. Mohu tak odlišit chování potomků.
 Pozdní vazba ­ late binding
 Polymorfismus umožňuje mít stejně
pojmenované třídy s různými parametry.
 Parametry se mohou lišit v počtu a/nebo typu.
 Mluvíme o tzv. přetížení metod (funkcí).
Polymorfismus - příklad
 void penezenka::zaplat (int k, int h)
{
long zbytek = koruny*100+halire ­ (k*100+h);
if(zbytek<0) return FALSE;
koruny = zbytek /100; halire = zbytek%100;
return TRUE;
}
 void penezenka::zaplat (int k)
{
long zbytek = koruny ­ k;
if(zbytek<0) return FALSE;
koruny = zbytek;
return TRUE;
}
 void penezenka::zaplat (void)
{
long zbytek = koruny ­ 10;
if(zbytek<0) return FALSE;
koruny = zbytek;
return TRUE;
}
Polymorfismus - příklad
 penezenka moje;
moje.nabij(100);
moje.zaplat(10,0);
moje.zaplat(10);
moje.zaplat();
moje.vypis_aktualni_stav();
Oprátory new, delete
 Vytvoření objektu a jeho rušení pomocí
dynamické alokace paměti.
 penezenka *moje = new penezenka;
moje -> nabij(100);
moje -> zaplat(5,50);
delete moje;
Konstruktory, destruktory
 Metody, které jsou (automaticky) volány
při vytváření/rušení instance objektu.
 Vhodné pro
 Inicializaci proměnných
 Alokaci/dealokaci paměti
Kontruktory - příklad
 class student {
private:
float prumer;
char *jmeno;
public:
student () {prumer=0.0; jmeno=NULL; }
student(float p,char *j) { prumer=p;
jmeno = (char*)malloc(strlen(j)+1);
if(jmeno)strcpy(jmeno,j); }
~student() { if(jmeno) free(jmeno); }
...
};
Přetěžování operátorů
 Mohu přetížit (změnit) běžné operátory
 Např. +, -, +=
 Přetížit lze téměř všechny operátory
 Nelze přetížit ., ?:, sizeof, ::, .*
 Přetížení operátorů velice usnadňuje
používání tříd/objektů programátory
Přetěžování operátorů - příklad
class komplex {
public:
float Re, Im;
komplex (float r, float i) { Re=r; Im=i; };
komplex komplex::operator+=(komplex &b)
{
Re+=b.Re; Im+=b.Im;
return *this;
};
komplex komplex::operator+(komplex &b)
{
return komplex (Re + b.Re, Im + b.Im);
};
};
komplex a(1,0), b(2,0);
komplex c = a + b;
c+= komplex(1,5);
Příští přednáška
 Následuje cvičení v B311 v 14:00
 Poslední přednáška 15.12.2009
v B410 od 12:00