Вказівники і масиви тісно пов язані між собою. Розглянемо приклад:
char str [80], *p1;
p1 = str;
Тут вказівнику р1 присвоєна адреса першого елементу масиву. Щоб отримати доступ до 5-го елементу масиву, треба виконати один з двох операторів
str [4] або
* (p1+4)
Як і звичайні змінні, вказівники можна розміщати в масивах. Оголошення масиву, що складається з 10 змінних, виглядає наступним чином
int *x [10];
Щоб присвоїти адресу цілочисельної змінної var третьому елементу масиву вказівників, виконуємо оператор
x [2] =&var;
Щоб видобути значення змінної використовуючи вказівник розіменування
*x [2]
Масив вказівників передається у функцію в звичайний спосіб-достатньо вказати його ім’я в якості аргументу.
Приклад
void display_array (int *q [])
int t;
for (t=0; t<10; t++)
printf ("%d", *q [t]);
Іноді вказівник може посилатись на інший вказівник, який в свою чергу містить адресу змінної. Така адресація називається непрямою. Змінна, що являє собою вказівник на вказівник, записується з додатковою *.
Приклад
#include <stdio. h>
int main (void) {
int x, *p, **q;
x = 10;
P = &x;
q = &p;
printf ("%d", **q) // вивід числа х
Незважаючи на те, що функція не є змінною, вона також розташовується в пам’яті, і як наслідок, її адресу можна присвоювати вказівнику. Ця адреса вважається точкою входу в функцію. Саме вона використовується при її виклику. Це дозволяє також передавати функції в якості аргументів іншим функціям.
Будь-яка змінна є іменованою областю пам’яті, яка резервується під час компіляції, а вказівники служать лише псевдонімами для областей пам’яті, до яких в разі потреби можна звернутись просто по імені. Справжня цінність вказівників виявляється тоді, коли для зберігання даних в процесі виконання програми виділяється неіменована область пам’яті. У цьому випадку вказівники є єдиним засобом доступу до цієї пам’яті. У С++ є два способи виділити пам'ять: з допомогою бібліотечної функції malloc або з допомогою оператора new
Прототип функції виглядає наступним чином
void *malloc (size_t кількість байтів)
Наприклад
char *p;
р= malloc (lOOO); /*виділити 1000 байт *
або
int *p;
*p= (int*) malloc (50*sizeof (int));. виділити память під 50 цілих чисел
Функція free є протилежністю malloc - вона звільняє раніше зайняту динамічну область пам’яті. Прототип функції виглядає наступним чином
void free (void *p)
Синтаксис використання оператора new
int *p=new int
Вираз new int повідомляє програмі, що необхідна нова область для збереження даних типу int. Оператор new аналізує тип, щоб знати, скільки байт необхідно виділити. Потім він відшукує область пам’яті і повертає адресу. Далі адреса присвоюється змінній р, яка оголошується вказівником на тип int. Тепер р є адресою, а *р - значенням, що зберігається за цією адресою.
Звільнити зарезервований блок пам’яті можна з допомогою оператора delete
delete *p;
Цим очищується область пам’яті, але сам вказівник не знищується і його можна використовувати повторно, наприклад, для вказування на іншу область пам’яті.
2. Завдання до лабораторної роботи
1. Вести символьний масив. Знайти адреси першого і останнього його елементів і визначити його розмір в байтах.
2. Скласти програму, що здійсню переписування рядка символів в зворотному порядку.
3. Визначити адреси елементів масиву чисел розмірністю 4 на 4, що знаходяться на головній діагоналі.
Основні поняття об’єктно-орієнтованого програмування
1. Теоретична частина
Об'єкт - це абстрактна сутність, наділена характеристиками об'єктів навколишнього реального світу. Створення об'єктів і маніпулювання ними - це зовсім не привілей мови C++, а скоріше результат методології програмування, що втілює в кодових конструкціях опис об'єктів і операції над ними. Кожен об'єкт програми, як і будь-який реальний об'єкт, відрізняється власними атрибутами і характерною поведінкою. Об'єкти можна класифікувати по різних категоріях. Кожен клас займає визначене місце в ієрархії класів. Таким чином, будь-який клас визначає деяку категорію об'єктів, а всякий об'єкт є екземпляр деякого класу.
Об’єктно-орієнтоване програмування (ООП) - це методика, що концентрує основну увагу програміста на зв'язках між об'єктами, а не на деталях їхньої реалізації. Основні принципи ООП:
· інкапсуляція;
· спадкування;
· поліморфізм;
· створення класів і об'єктів)
Інкапсуляціяє об'єднання в єдиному об'єкті даних і кодів, що оперують з цими даними. У термінології ООП дані називаються членами даних (data members) об'єкта, а коди - об'єктними методами або функціями-членами (methods, member functions).
Інкапсуляція дозволяє в максимальному ступені ізолювати об'єкт від зовнішнього оточення. Вона істотно підвищує надійність розроблюваних програм, тому що локалізовані в об'єкті функції обмінюються з програмою порівняно невеликими обсягами даних, причому кількість і тип цих даних звичайно ретельно контролюються. У результаті заміна або модифікація функцій і даних, інкапсульованих в об'єкт, як правило, не спричиняє негативних наслідків для програми в цілому (з метою підвищення захищеності програм в ООП майже не використовуються глобальні змінні).
Іншим достатньо важливим наслідком інкапсуляції є легкість обміну об'єктами, переносу їх з однієї програми в іншу.
Запозичена в природи ідея спадкування вирішує проблему модифікації поведінки об'єктів і додає ООП виняткову силу і гнучкість. Спадкування дозволяє, практично без обмежень, послідовно будувати і розширювати класи, створені розробниками. Починаючи з найпростіших класів, можна створювати похідні класи по зростаючій складності, що не тільки легкі в налагодженні, але і прості за внутрішньою структурою.
Послідовне проведення в життя принципу спадкування, особливо при розробці великих програмних проектів, добре погоджується з технікою спадного структурного програмування (від загального до частки), і багато в чому стимулює такий підхід. При цьому складність коду програми в цілому істотно скорочується. Похідний клас (нащадок) успадковує усі властивості, методи і події свого базового класу („батька”) і всіх його попередників в ієрархії класів.
При спадкуванні базовий клас обростає новими атрибутами й операціями. У похідному класі звичайно з'являються нові члени даних, властивості і методи. При роботі з об'єктами програміст звичайно підбирає найбільш підходящий клас для рішення конкретної задачі і створює одного або декількох нащадків від нього, що здобувають здатність робити не тільки те, що закладено в „батьку”. Дружні функції дозволяють похідному класові одержати доступ до всіх членів даних зовнішніх класів.
Крім того, похідний клас може перевантажувати (overload) наслідувані методи в тому випадку, коли їхня робота в базовому класі не пасує нащадкові. Використання перевантаження в ООП усіляко заохочується, хоча в прямому розумінні значення цього слова перевантажень звичайно уникають. Говорять, що метод перевантажений, якщо він асоціюється з більш ніж одною однойменною функцією.
Поліморфізм - це властивість родинних об'єктів (тобто об'єктів, класи яких є похідними від одного „батька”) поводитися по-різному в залежності від ситуації, що виникає в момент виконання програми. У рамках ООП програміст може впливати на поведінку об'єкта тільки побічно, змінюючи вхідні в нього методи і додаючи „нащадкам" відсутні в „батька" специфічні властивості.
Для зміни методу необхідно перевантажити його в „нащадку”, тобто оголосити в „нащадку” однойменний метод і реалізувати в ньому потрібні дії. У результаті в об'єкті-батьку й об'єкті-нащадку будуть діяти два однойменних методи, що мають різну кодову реалізацію і, отже, що додають об'єктам різне поведінку. Наприклад, в ієрархії родинних класів геометричних фігур (точка, пряма лінія, квадрат, прямокутник, окружність, еліпс і т.д.) кожен клас має метод Draw, що відповідає за належний відгук на подію з вимогою намалювати цю фігуру.
Завдяки поліморфізмові, „нащадки” можуть перевантажувати загальні методи "батька" для того, щоб реагувати специфічним образом на ту саму подію.
Класи в C++
Перед тим як працювати з класом, програма повинна його оголосити. Розглянемо синтаксис оголошення класу на прикладі класу circle:
class Circle {
public:
Circle ();
void SetRadius (void);
void GetRadius (void);
~Circle ();
private:
void CalculateArea (void);
int radius;
int color;
};
Ключове слово class показує компілятору, що все, що знаходиться у фігурних дужках ({}) належить оголошенню класу. (Не забувайте ставити крапку з комою наприкінці оголошення.) Оголошення класу містить оголошення елементів даних (наприклад, int radius) і прототипи функцій-елементів класу. В оголошенні класу circle містяться наступні елементи даних:
int radius;
int color;
Оголошення також містить п'ять прототипів функцій-елементів:
Circle (); // конструктор
void SetRadius (void);
void GetRadius (void);
~Circle (); // деструктор
void CalculateArea (void);
Прототипи функцій і оголошення елементів даних включаються в оголошенні класу в розділи public (відкритий) або private (закритий). Ключові слова public і private говорять компілятору про приступність елементів-функцій і даних. Наприклад, функція SetRadius () визначена в розділі public, і це означає, що будь-яка функція програми може викликати функцію SetRadius (). Функція CalculateArea () визначена в розділі private, і цю функцію можна викликати тільки в коді функцій-елементів класу Circle.