Indholdsfortegnelse 1. Indledning...3 1.2 Forudsætninger:...3 1.3 Udeståender...4 6 Start med C++...5 6.1 Det første C++ program...5 6.2 Formatering af output...8 6.3 Kommentarer...9 6.4 Funktions prototyper...9 6.5 Konstanter...11 6.6 Inline funktioner...14 6.7 Rækkevidde operatoren...15 6.8 enumerations...16 6.9 Link specifikation...17 6.10 Overload...18 6.11 Referencer...19 6.12 for løkken i C++...23 6.13 Opgaver...24 7 Klasser og objekter...25 7.2 Objektets liv...29 7.3 Overførsel af data til et objekt...31 7.4 Konstant erklæringer...34 7.5 Medlemmer defineret som static...35 7.6 Friends...37 7.8 Pointere...40 7.9 This pointeren...45 7.10 Afrunding...46 7.11 Opgaver...47 8 Nedarvning...48 8.1 Den førstefødte...48 8.1 Opgaver...55 8.2 Multibel nedarvning...56 8.3 Polymorfi...58 8.3.1 Pointere og nedarvning...58 8.3.2 Virtuelle funktioner...59 8.3.3 Abstrakte klasser...61 8.3.4 Hvorfor abstrakte klasser?...66 8.3.5 Absktrakte destructorer...67 8.4 Opgaver...67 8.5 Introduktion til objektorienteret design...68 8.5.1 Indkapsling...68 8.5.2 Klassehirakiet...69 8.6 Opgaver...71 9 Sidst men ikke mindst...73 9.1 Exceptions...73 9.2 Operator overstyring...77 9.3 Et eksempel...81 Sponsor: Ingeniørfirmaet Synkro Side 1 af 104 http://synkro.dk
9.4 Opgaver...90 Appendix A Operatorer...91 A.1 Aretmetiske operatorer...91 A.2 Relations- og betingelsesoperatorer...91 A.3 Bitvise operatorer...91 A.4 Præcendens...92 Appendix C Standardbiblioteker for C++...93 Sponsor: Ingeniørfirmaet Synkro Side 2 af 104 http://synkro.dk
1. Indledning Denne bog er en videreudvikling/tilpasning af den jeg udgav i 2001 med titlen C/C++, men her er kun C++ delen. Bogen udgives on-line som pdf fil, og kan frit benyttes og kopieres af alle som de ønsker det, delvis eller i uddrag. Ved kopiering skal der dog mindst kopieres en fuld side med header og footer, og der må ikke fjernes noget fra siderne. 1.2 Forudsætninger: Kendskab og færdigheder der svarer til on-line bogen (pdf-filen) C-programmering, der kan findes på http://synkro.dk/bog Kapitel 1 er Kapitel 2 Kapitel 3 Kapitel 4 Kapitel 5 Sidst i bogen er et appendix, hvor der findes praktiske informationer i form af tabeller. C standardbiblioteker. Sponsor: Ingeniørfirmaet Synkro Side 3 af 104 http://synkro.dk
1.3 Udeståender Der udestår først og fremmest en omredigering af kapitel og afsnitsnumre, lige nu har jeg bare taget dem fra det originale manuskript, derfor starter denne bog med kapitel 6. Så skal jeg have ændret outputtet så det passer med UNIX verdenen, altså, Linux, Apple og Android's måde at se verden på. Er du i MS verdenen er du velkommen til at bruge alting, men jeg gider ikke bruge mere tid på den verden, har været der, har prøvet det, nu har jeg så valgt UNIX. Har du valgt noget andet er du i din bedste ret til det, men kræv ikke at jeg også er der. Der udestår der en gennemgang af layout, så det hele bliver meget nemmere at læse. Som altid er kritik velkommen, men det er ikke ensbetydende med jeg altid er enig i den :) Henrik Kressner kressner@synkro.dk Sponsor: Ingeniørfirmaet Synkro Side 4 af 104 http://synkro.dk
6 Start med C++ Efter vi har hygget os med C vil vi nu gå over til C++, der er en viderudvikling af C. Hvis vi kigger lidt på navnet på programmeringssproget, og tænker lidt på det vi har lavet hidtil, så kan vi opfatte C som en variabel, og ++ som en operator. Derved fremkommer, at C++ er C og så lidt mere, hvad der faktisk er sandt. Alt hvad der kan laves i C, kan også laves i C++, men ikke omvendt. C++ er C udviddet med objektorienteret programmering og nogle andre små godter. Dette kapitel vil gennemgå de små godter der kan siges at være en udvidelse af C, de resterende kapitler vil udelukkende beskæftige sig med den objektorienterede del af C++. 6.1 Det første C++ program Det første program i ethvert programmeringssprog går ud på at skrive noget på skærmen. I C++ kan det se således ud. /* Filnavn = prg1.cpp */ #include <iostream.h> int main() cout << "Jeg tænker, ergo er jeg\n"; return 0; Figur 6.1.1 C:\cpp prg1.cpp C:\prg1 Jeg tænker, ergo er jeg C:\ For at dette program skal kunne kompileres forlanger de fleste kompilere, at kildeteksten gemmes i en fil med ekstendet CPP, i dette tilfælde har vi valgt at kalde filen PRG1.CPP. Kompileringsprocessen er den samme som for C, find ud navnet på din c++ kompiler, og eksekver den med kildeteksten som argument. I forhold til C er der nogle ændringer. For det første inkluderes headerfilen iostream.h. i stedet for stdio.h Derudover virker den nye syntaks cout << "Jeg tænker, ergo er jeg\n" noget anderledes. cout er hvad der i C++ kaldes, en standard output stream, de 2 "mindre end" tegn betyder i denne sammenhæng, at data flyttes, fra strengen, til standard output, og det er skærmen. Vores første program skriver altså "Jeg tænker, ergo er jeg" på skærmen, og slutter af med et linieskifte. Vi kan også udskrive tal i C++, det gøres på følgende måde: Sponsor: Ingeniørfirmaet Synkro Side 5 af 104 http://synkro.dk
/* Filnavn = prg2.cpp */ #include <iostream.h> C:\prg2 123C:\ int main() int vaerdi = 123; cout << vaerdi; return 0; Figur 6.1.2 Programmet udskriver 123, uden linieskift. Bemærk, at C's formateringsparametre behøves blive benyttet. Vi kan udvide programmet til både at udskrive tekst og tal, det kan gøres således: /* Filnavn = prg3.cpp */ #include <iostream.h> int main() int vaerdi = 123; C:\prg3 Indholdet af vaerdi er 123 C:\ cout << "Indholdet af vaerde er " << vaerdi << '\n'; return 0; Figur 6.1.3 Programmet sender 3 datatyper til standard output. Først en streng (Indholdet af vaerdi er ), derefter sendes et heltal (123), og til sidst en tegnkonstant nemlig '\n' Bemærk at der er trykket på enter lige efter det sidste gåseøje i linien: cout << "Indholdet af vaerdi er " Vi kan dele en linie blot vi gør det lige før, eller lige efter << operatoren. Programmet kan udviddes med en input funktion: Sponsor: Ingeniørfirmaet Synkro Side 6 af 104 http://synkro.dk
/* Filnavn = prg4.cpp */ #include <iostream.h> void main() int vaerdi; C:\prg4 Indtast en værdi 246 Den indtastede værdi er : 246 C:\ cout << "Indtast en vaerdi : "; cin >> vaerdi; cout << "Den indtastede værdi er : " << vaerdi << '\n'; return 0; Figur 6.1.4 Dette program beder først om at få indtastet en værdi, derefter udføres et linieskift, og til sidst udskrives resultatet, det er unægtelig nemmere end i C. >> operatoren betyder, at data hentes fra cin, der er standard input, og placerer det i variablen vaerdi. Det er muligt at bede om flere input i den samme linie, men det er ikke smart når vi arbejder emd standard input, da det ikke er muligt at prompte brugeren. Opgave 6.1.1 Skriv et program der udskriver dit fornavn og dit efternavn på en linie. Opgave 6.1.2 Skriv et program der udskriver dit fornavn på en linie, og dit efternavn på efterfølgende linie. Sponsor: Ingeniørfirmaet Synkro Side 7 af 104 http://synkro.dk
6.2 Formatering af output. I C skulle vi bruge lidt kryptiske metoder for at formatere vores output, det er en del mere forståeligt i C++. I C++ er der 3 manipulatorer, der kan benyttes til at ændre udskriftformattet. De 3 manipulatorer er dec, oct og hex. De kan benyttes på følgende måde: /* Filnavn = prg5.cpp */ #include <iostream.h> int main() int vaerdi = 15; cout << dec << vaerdi << '\t' << oct << vaerdi << '\t' << hex << vaerdi; cout << '\n'; return 0; Figur 6.2.1 C:\prg5 15 17 f C:\ Dette program udskriver først decimalværdigen af variablen vaerdi, derefter udskrives den octale værdig, og til sidst udskrives den hexadecimale værdig på skærnen. Vi benytter tabulring mellem udskrifterne for at skille dem lidt ad, og gøre output mere læselig. Opgave 6.2.1 Skriv et program der beder om et tal fra brugeren. Derefter skal tallet udskrives som hex, decimal og octaltal på hver sin linie. Sponsor: Ingeniørfirmaet Synkro Side 8 af 104 http://synkro.dk
6.3 Kommentarer Kommentarer i C++ kan udføres med /* for start og */ for slut kommentar, ganske som i C. Dette kan være en ganske upraktisk teknik, hvilket enhver der har ledt efter en fejl der skyldes et manglende */ kan skrive under på. Derfor er der udviklet en ny måde at kommentere på i C++. En Kommentar starter med // og afsluttes automatisk ved linieskift. Brug af kommentarer kan se således ud: /* Filnavn = prg6.cpp Demoprogram kan ikke kompileres */ // Program til demo af kommentarer #include <iostream.h> /* Dette er også en lovlig kommentar i C++ */ int main() char biltype[10]; // Erklær en streng cout << "Indtast biltypen : "; // Bed om input cin >> biltype; // Indlæs biltypen... // O.S.V return 0; Figur 6.3.1 Som det fremgår af eksemplet, kan variabler i C++ erklæres på samme måde som i C 6.4 Funktions prototyper I C kan man undlade at erklære en funktion, før den benyttes. Der sker blot det, at selve funktionen også fungerer som erklæring. Dette er ikke tilladt i C++. Følgende vil give en kompilerfejl i C++. /* Filnavn = prg7.cpp */ // ****** FEJL testfunction HAR INGEN PROTOTYPE ****** #include <iostream.h> int main() testfunction; return 0; void testfunction()... Figur 6.4.1 Sponsor: Ingeniørfirmaet Synkro Side 9 af 104 http://synkro.dk
Vi kan få programmet kompileret ved at inføre prototyperne: /* Filnavn = prg8.cpp */ // ****** RIGTIGT testfunction har en prototype****** #include <iostream.h> void testfunktion() int main() testfunction; return 0; void testfunction()... Figur 6.4.2 En anden løsning kan være at placere testfunction() før den kaldes, så er det nemlig ikke nødvendigt at have en prototype. Hvis en function er defineret i en anden fil, skal den have en prototype, i den fil hvorfra den kaldes. Prototypen skal stå i kildeteksten, før functionen kaldes. I C++ kan en funktions prototype initialisere de argumenter der er i functionen. Dette betyder, at når man kalder funktionen, kan man undlade at overføre parametre, herved vil funktionen benytte sine initialiseringsparametre. /* Filnavn = prg9.cpp */ #include <iostream.h> void display(int a = 1, char b = 'a'); int main() display(); display(3); display(5,'c'); return 0; C:\prg5 1 : a 3 : a 5 : c C:\ void display(int a, char b) cout << a << " : " << b << '\n'; Figur 6.4.3 Ikke alle argumenter behøves udfyldes, men initering af argumenter skal altid foregå fra venstre mod højre, følgende er ikke lovligt. Da det andet argument ikke er initieret må det 3. argument ikke forsøges initieret. Sponsor: Ingeniørfirmaet Synkro Side 10 af 104 http://synkro.dk
void display(int a = 1, char b, int c = 4); Men det er fuldt tilladt kun at initiere det første argument således. void display(int a = 1, char b = 'a', int); 6.5 Konstanter Variabler kan defineres som konstanter ved at benytte det reserverede ord const. Når en konstant erklæres skal den tilskrives, da en konstant i sagens natur kun kan tilskrives én gang. // KAN IKKE KOMPILERES #include <iostream.h> int main() const int testvar = 100; // Dette er i orden testvar = 25; Return 0; // Kompiler melder fejl, forsøg på at ændre konstant. En pointer kan også defineres som en konstant. Dette medfører, at det pointeren peger på kan ændres, men selve pointeren kan ikke ændres. Pointeren vil hele tiden pege på samme plads i hukommelsen. // Filnavn = konst1.cpp #include <iostream.h> int main() int tal = 10; int *const pegepind = &tal; C:\konst1 *pegepind = 12 C:\ *pegepind = 12; cout << "*pegepind = " << *pegepind << '\n'; return 0; Figur 6.4.4 Dette program har defineret en konstant pointer, der peger på et hukommelseselement. I dette element står heltallet 10. Linien *pegepind = 12; tilskriver det pegepind peger på, med tallet 12. Dette er legalt, da pegepind ikke er forsøgt at pege på noget andet. Det vil derimod fremkalde en kompilerfejl, hvis pointeren forsøges at pege et andet sted hen end defineret. Sponsor: Ingeniørfirmaet Synkro Side 11 af 104 http://synkro.dk
// Filnavn = konst2.cpp // KAN IKKE KOMPILERES #include <iostream.h> int main() int a = 10; int b = 12; int *const pegepind = &a; pegepind = &b; // FEJL! cout << "Indholdet af pegepind er : " << *pegepind; return 0; Figur 6.4.5 Hvis en pointer erklæres til at pege på en konstant, vil det ikke være muligt at ændre indholdet af konstanten, ved at pege på den med pegepinden. Der er altså lukket for snedig tilskrivning. Et eksempel kan illustrere dette. // Filnavn = konst3.cpp #include <iostream.h> int main() char minstreng[] = "A"; char dinstreng[] = "B"; const char *pegepind = minstreng; C:\konst1 pegepind peger på : B C:\ pegepind = dinstreng; cout << "pegepind peger på : " << *pegepind << '\n'; return 0; Figur 6.4.5 Dette program vil udskrive: En pointer der peger på en konstant, må ikke ændre indholdet af den konstant den peger på, følgende er ikke tilladt: Sponsor: Ingeniørfirmaet Synkro Side 12 af 104 http://synkro.dk
// Filnavn = konst4.cpp // Programmet kan ikke kompileres #include <iostream.h> int main() char minstreng[] = "a"; char dinstreng[] = "b"; const char *pegepind = minstreng; *pegepind = 'c'; cout << "pegepind peger på : " << *pegepind; return 0; Figur 6.4.6 Man kan altså sige, at en pointer der peger på en konstant er en skrivebeskyttet pointer, fordi det ikke er muligt at ændre det pointeren peger på. Sponsor: Ingeniørfirmaet Synkro Side 13 af 104 http://synkro.dk
6.6 Inline funktioner C++ supporterer en udviddelse af C makroer. Disse makroer, kaldet inline, er lidt mere sofistikerede end C makroer, i det makroer blot er en simpel genkendelse af tekst, mens inline blive tjekket ved kompilering, således at en klassisk fejl undgåes. // Filnavn = inline.cpp #include <iostream.h> #define MAX(A,B) ((A) > (B)? (A) : (B)) C:\inline1 1. x = 11 1. y = 22 2. x = 11 2. y = 21 C:\ inline int max(int a,int b) return (a > b)? a : b; int main() int i,x,y; x = 10; y = 20; i = MAX(x++,y++); cout << "1. x = " << x << "1. y = " << y << '\n'; x = 10; y = 20; cout << "2. x = " << x << "2. y = " << y << '\n'; return 0; Figur 6.6.1 Den højeste værdi inkrementeres 2 gange i en makro, men udføres som forventet af en inline. Bortset fra dette fungerer inline funktioner som makroer. Sponsor: Ingeniørfirmaet Synkro Side 14 af 104 http://synkro.dk
6.7 Rækkevidde operatoren I C kan man få fat i en global variabel ved at erklære den med det reserverede ord extern. C++ tilbyder en mulighed mere, nemlig rækkevidde operatoren ::. Med denne kan man definere at man vil benytte den globale variabel. // Filnavn = scope2.cpp #include <iostream.h> int alder = 18; int main() int alder = 67; variabel // Global variabel // Lokal C:\inline1 alder er = 67 men ::alder er = 18 C:\ cout << "alder er = " << alder << '\n'; cout << "men ::alder er = " << ::alder << '\n'; return 0; Figur 6.7.1 Rækkevidde operatoren :: henviser altid til den globale variabel. Hvis variablen alder var defineret flere steder, evt. nestet, så ville ::alder stadig henvise til den globale variabel alder. Sponsor: Ingeniørfirmaet Synkro Side 15 af 104 http://synkro.dk
6.8 enumerations Enumerations fungerer helt som i C, med den udviddelse, at man ikke behøves at bruge det reserverede ord enum, når først enumerationen er erklæret. // Filnavn = enum2.cpp #include <iostream.h> enum farve hjerter, kloer, ruder, spar ; C:\inline1 hjerter = 0 spar = 3 C: int main() farve kortfarve; kortfarve = hjerter; cout << "hjerter = " << kortfarve << '\n'; kortfarve = spar; cout << "spar = " << kortfarve << '\n'; return 0; Figur 6.8.1 Sponsor: Ingeniørfirmaet Synkro Side 16 af 104 http://synkro.dk
6.9 Link specifikation Selv om C++ skal kunne kompile en C kildetekst, er det ikke sikkert, at alle header filer kan kompiles. For at sikre dette, kan et include kald defineres som extern "C". Dette medfører at den inkluderede fil, vil blive kompilet af en C kompiler. // Filnavn = externc.cpp // KAN IKKE KOMPILES #include <iostream.h> extern "C" #include <stdio.h> extern "C" #include <mitlib.h> #include <ditlib.h> void main() printf("hallo verden \n"); Figur 6.9.1 Flere C headerfiler kan inkluderes ved at sætte dem ind i en blok, som vist med mitlib.h og ditlib.h. Hvis du får mærkelige problemer når du kompilerer et C program med en C++ kompiler, så skal du bruge extern C i forbindelse med alle dine C inkludelinier. Sponsor: Ingeniørfirmaet Synkro Side 17 af 104 http://synkro.dk
6.10 Overload Ved at "overloade" en function, kan man opnå flere funktioner, med samme navn. Rigtigt brugt kan dette gøre det nemmere at programmere, og nemmere at læse et program. Forkert brugt, kan overloadning gøre et program ganske ulæseligt. Lad os se på et eksempel hvor overloadning virker naturlig. Vi ønsker at skrive en funktion max(a,b). Functionen skal returnere det højeste af de 2 tal a og b. Problemmet er, vi ved ikke om a og b er int eller float, derfor: // Filnavn = overload1.cpp #include <iostream.h> int max(int a, int b); float max(float a, float b); C:\inline1 Integer sammenligning 2 Float sammenligning 3.23 C:\ int main() int t1,t2; float t3,t4; t1 = 1; t2 = 2; t3 = 1.23; t4 = 3.23; cout << "Integer sammenligning! " << max(t1, t2) << '\n'; cout << "Float sammenligning " << max(t3, t4) << '\n'; return 0; int max(int a, int b) return (a > b)? a : b; float max(float a, float b) return (a > b)? a : b; Figur 6.10.1 C++ kan se forskel, blot parameterlisten for funktionen er forskellige, enten i antallet, eller i typen. 2 Funktioner må ikke have samme navn, hvis deres eneste forskel er den type der returneres. C++ ser kun på parameterlisten, ikke på returværdier. Sponsor: Ingeniørfirmaet Synkro Side 18 af 104 http://synkro.dk
6.11 Referencer Referencer benyttes til at overføre parametre til funktioner, samt til at returnere data fra funktioner. En reference kan betragtes som et alias for en variabel. Sådan at forstå, at alt hvad der sker med et alias, sker med den variabel aliaset refererer til. Et lille eksempel kan belyse sagen. // Filnavn = reference1.cpp #include <iostream.h> int main() int mittal = 1; int &aliastal = mittal; cout << "mittal = " << mittal << '\n'; cout << "aliastal = " << aliastal << '\n'; mittal++; cout << "mittal = " << mittal << '\n'; cout << "aliastal = " << aliastal << '\n'; aliastal++; cout << "mittal = " << mittal << '\n'; cout << "aliasttal = " << aliastal << '\n'; return 0; Figur 6.11.1 C:\reference1 mittal = 1 aliastal = 1 mittal == 2 aliastal = 2 mittal = 3 aliastal = 3 C:\ Vi kan se, at alt hvad der sker med mittal, sker samtidig og identisk på aliastal, dette skyldes at aliastal er defineret som en reference. Denne defenition sker i linien: int &aliastal = mittal; En reference erklæring kan altså erkendes, når et & starter navnet på en variabel, og der umiddelbart inden er erklæret en type. Navnet på variablen skal efterfølges med navnet på den variabel der refereres til. Det er nærligende at mene, at en reference kan forveksles med en addresse. Dette er dog ikke muligt hvis man holder sig følgende for øje. int *pind; // Erlærer en pointer til int int &alias = i; // Erklærer alias som refernce til i. pind = &i; // pointeren pind peger nu på i's addresse. I det ovenstående eksempel er det nødvendigt at initialisere referencen når den erklæres. Dette gøres ved at tilskrive referencen aliastal med indholdet af variablen mittal. Sponsor: Ingeniørfirmaet Synkro Side 19 af 104 http://synkro.dk
En reference skal initieres, med mindre: - Den er medlem af en klasse. I så fald må man formode, at klassens constructer sørger for initiering. - Den er erklæret som parameter i en functions erklæring. I det referencen så vil blive initieret nå functionen kaldes. - Den er en erklæret som en return type for en function. I så fald sørger functionen selv for at initiere reference. - Den er erklæret med extern, i så fald vil referencen være initieret et andet sted. Når en reference benyttes som parameter i en function, fungerer det på nogenlunde samme måde, som når et PASCAL program benytter VAR erklæringer i en Procedure's parameterliste. Funktionen (Proceduren) arbejder på selve variablen. Dette betyder at en funktion kan returnere et resultat, i en ændret parameter. Dette kan være uhensigtsmæssigt, da det kan gøre koden sværere at læse. Det må dog være op til den enkelte programmør at vurdere, hvorledes man ønsker at benytte referencer. Her er et eksempel. I programmet reference2.cpp vises hvordan structurer og funktioner kan bruge referencer. Programmet starter med at erklære struct'en record. I samme arbejdsgang oprettes et tilfælde ved navn datablok, og data initialiseres. I starten af main udskrives indholdet af datablok, og test1 kaldes. Funktionen udskriver data uden at ændre dem, og fungerer helt forudsigeligt. Derefter kaldes test2 der lægger en til tal og udskriver indholdet på skærmen. Her er der heller ikke de store overaskelser. Nå programmet returnerer til main, udskriver main indholdet af datablok, og vi kan nu se, at test2's manipulation også har virkning her, som om vi havde overført en pointer til funktionen. Slutteligt kaldes test3, der lægger en til tal efter at have skrevet værdien ud på skærmen, og returnerer struct'en til main. Som det ses af den sidste linie i main får vi også på denne måde fat i de manipulerede data. Sponsor: Ingeniørfirmaet Synkro Side 20 af 104 http://synkro.dk
// Filnavn = reference2.cpp #include <iostream.h> struct record int tal; char navn[12]; datablok = 10, " Petersen" ; C:\reference2 10 Petersen 10 Petersen 10 11 Petersen 11 11 Petersen 12 C:\ void test1(struct record &minrec) cout << minrec.tal << minrec.navn << '\n'; void test2(struct record &minrec) minrec.tal++; cout << minrec.tal << minrec.navn << '\n'; struct record &test3(struct record &minrec) cout << minrec.tal << minrec.navn << '\n'; minrec.tal++; return minrec; int main() cout << datablok.tal << datablok.navn << '\n'; test1(datablok); cout << datablok.tal << '\n'; test2(datablok); cout << datablok.tal << '\n'; datablok = test3(datablok); cout << datablok.tal << '\n'; return 0; Figur 6.11.2 Sponsor: Ingeniørfirmaet Synkro Side 21 af 104 http://synkro.dk
Opgave 6.11.1 Skriv en funktion findop(char *s). Når den kaldes skal den søge den streng *s peger på gennem, indtil den finder en operator for en af de 4 regnearter. Når operatoren er fundet, skal den returnes til den kaldende function, via en reference til en char. Opgave 6.11.2 Skriv en function filter(char *s). Når den kaldes, skal den søge den streng gennem som *s peger på. Funktionen skal filtrere det første heltal i strengen ud, og returnere det via en reference af typen int. Opgave 6.11.3 Udvid opgave 6.11.1 og opgave 6.11.2, således at du har et program, der beder om et input. Dette input skal være et regnestykke, baseret på de 4 regnearter. Når der trykker på enter, skal programmet filtrere operator, samt de 2 argumenter fra, og udføre den aktuelle beregning. Sponsor: Ingeniørfirmaet Synkro Side 22 af 104 http://synkro.dk
6.12 for løkken i C++ I C++ er det gjort muligt at erklære variabler inde i en for løkke således. for (int i = 0; i < MAX; i++)... Argumentet for at tillade denne teknik er, at det kan være en fordel at erklære variablen der hvor den skal bruges, så kan man se variabelerklæringen mens man arbejder med den. Det kan dog også være en svaghed, da man risikerer at bruge samme variabelnavn flere gange, og dermed tabe overblikket. I ovenstående tilfælde er rækkevidden af variablen i selve løkken, og intet andet. Det må være op til personligt behag om man vil bruge denne teknik eller ej. I denne bog bruges teknikken når det er praktisk, og ellers ikke, men det er en af de fornøjelige småting der åbner mulighed for lidt personlighed i kildeteksterne. Sponsor: Ingeniørfirmaet Synkro Side 23 af 104 http://synkro.dk
6.13 Opgaver Opgave 6.13.1 Skriv en et program, der henter indtastede data fra standard input, indlæser det i en variabel, og derefter udskriver variablen til standard output. Opgave 6.13.2 Skriv en function, der har 2 konstanter a og b. Functionen skal udskrive forskellen på de 2 konstanter i hexadecimalt format. Opgave 6.13.3 Skriv et program der skal have 3 strengkonstanter. Programmet skal ved hjælp af en pointer udskrive de 3 strengkonstanter, én linie ad gangen. Opgave 6.13.4 Skriv en function alder(a,b). Funktionen skal aflevere aldersforkellen (b - a). Hvis a ikke bliver overført skal a = 18. Hvis b ikke overføres, skal b = 67. Opgave 6.13.5 Skriv et program speed. Programmet skal have en global konstant mspeed = 110. Programmet skal have en function ved navn nufart(int mspeed). Functionen skal trække den lokale mspeed fra den globale. Hvis resultattet er over nul, skal functionen aflevere en pointer til sætningen: "Advarsel, du kører for stærkt.", ellers skal functionen aflevere en pointer til ordet OK. Hovedprogrammet skal kalde mspeed, og udskrive den tekst pointeren peger til. Opgave 6.13.6 Skriv de funktioner der skal til for at udføre de fire regnearter (+-*/). Functionens navn er regn(int a,int b, char operator). a og b skal kunne være int eller float. Functionen skal aflevere resultattet af beregningen til den kaldende function. Opgave 6.13.7 Skriv en funktion beregn(char a[]). Funktionen modtager strengen a, (faktisk en pointer til strengen) i denne skal et regnestykke modtages defineret på følgende form. <tal1>operator<tal2> Funktionen skal udskille tal1 til et int, operatoren til en char, og tal2 til et integer. Derefter skal functionen lade regn(a,b,operator) udføre beregningen, og udskrive resultatet. Opgave 6.13.8 Udvid programmet fra opgave 6.13.7 således at det også kan håndtere kommatal. Sponsor: Ingeniørfirmaet Synkro Side 24 af 104 http://synkro.dk
7 Klasser og objekter Lad os starte med defenitionen: En klasse er en definerbar type Et objekt er et tilfælde af en klasse. Klasser er en datatype, der ikke findes i C. Klasser kan og vil normalt indeholde både data og kode. En klasse er skabelonen for et objekt, på samme måde som en struct erklæring kan bruges til at skabe mange arkivkort. En klasse bruges til at samle alt beslægtet under et sæt vinger. Herfra kan man så føde andre klasser, der har til opgave, at løse definerede delopgaver inden for hovedopgaven. Man kan sammenligne en klasse med et negativ. Ud fra et negativ (klasse) kan vi skabe mange ens positive billeder (objekter). 7.1 En simpel klasse For at hugge hul på isen, så lad os skabe en klasse der kan omregne temperaturen fra Fahrenheit til Celcius, i intervalet 0.. 300. Vi starter med at lave en headerfil der skal indeholde erklæringer. // Filnavn = f_til_c1.h Headerfil class celsius public: celsius(int fahr); void showtemp(); ~celsius(); private: int resultat; ; // Constructor // Destructor Figur 7.1.1 Det ser dette jo temmelig anderledes ud hvis man sammenligner med C. Til at starte med har vi en klasseerklæring, klassens navn er celsius, hvilket jo straks burde give accosiationer. Det handler altså om temperatur. celsius er enype som vi netop har defineret. Den efterfølgende blok indeholder et par nye begreber såsom Constructer, Destructor, public og private. Lad os starte med public og private. public er et reserveret ord der betyder, at det efterfølgende kan ses af hele verden. hvis intet defineres er private default (underforstået). private kan altså udelades, men det hjælper på læseligheden, hvis det skrives. private er et reserveret ord der betyder, at det efterfølgende er privat. Det betyder at private Sponsor: Ingeniørfirmaet Synkro Side 25 af 104 http://synkro.dk
variabler eller funktioner kun kan ses af klassen og dens medlemmer. Man kan bruge public og private så ofte man ønsker inde i en klasse erklæring, men det er god orden, og hjælper på læseligheden af programmet, hvis man kun benytter hvert ord en gang per klasse. Constructor: Dette er det sted hvor klassens elementer initialiseres. Alle klasser har en construktor, hvis programmøren undlader den vil compilereren lave sin egen constructor. Constructoren kaldes hver gang klassen erklæres og ellers aldrig. Ved rigtig brug af constructoren for en klasse kan man sikre sig, at alle elementer er korrekt initialiseret. Constructoren skal have samme navn som klassen. Der kan defineres flere constructorer, blot de har forskellige parametre. Constructore kan med andre ord overloades. En constructor kan ikke returnere værdier, den skaber et object. Destructor: Denne har den modsatte opgave af Constructoren. Hvor constructoren bygger op, river destructoren ned. Det kan lyde destruktivt, men er faktisk bare en måde at sikre sig mod forurening, i det destructoren ryder op efter klassen, frigiver hukommelse m.m. Der kan kun være en destructor per class. En destructor kan ikke modtage og aflevere data. Destructoren kan ikke overloades. En klasse definition afsluttes med et semikolon. Man kan sammenligne klassen med en samling af prototyper. I C++ er det ikke noget man må gøre, men noget man skal gøre. Hele klassens indhold skal erklæres i klasseerklæringen, senere skal klassen implementeres, det vil ske i filen f_til_c1.cpp. Det første vi lægger mærke til i den fil er gode gamle main. Her er intet ændret, main skal være der. (I nogle kompilermiljøer er main erstatet af en funktion med beslægtet navn, den kan eksempelvis hedde winmain(), det er ikke lige efter C++ standarden, men funktionaliteten er den samme.) Sponsor: Ingeniørfirmaet Synkro Side 26 af 104 http://synkro.dk
// Filnavn = f_til_c1.cpp #include <iostream.h> #include "f_til_c1.h" C:\f_til_c1 celcius = 93 C:\ celsius::celsius(int fahr) // Constructor fahr = (fahr > 0)? fahr : 0; fahr = (fahr < 300)? fahr : 300; resultat = 5*(fahr -32)/9; void celsius::showtemp() cout << "celcius = " << resultat << '\n'; celsius::~celsius() // Intet // Destructor int main() celsius mintemp(200); mintemp.showtemp(); return 0; Figur 7.1.2 Når klassen er defineret, skal de enkelte medlemmers funktion beskrives. Vi starter med constructoren. En klasses constructor implementeres ved klassens navn, efterfulgt af to koloner, efterfulgt af klassens navn igen. Herefter følger en evt. parameterliste I dette eksempel vil konstruktoren sikre, at ingen værdier af variablen fahr er større end 300, og ingen er mindre end 0. Derefter udfører construktoren beregningen 5*(fahr-32)/9 og tilskriver resultatet af beregningen til den private variabel resultat. Det er ikke den normale måde at bruge en construktor på, men det belyser en klasses funktion. Sponsor: Ingeniørfirmaet Synkro Side 27 af 104 http://synkro.dk