Programozás alapjai II. (2. ea) C++

Programozás alapjai II. (2. ea) C++ C++ kialakulása, nem OOP újdonságok: Szeberényi Imre BME IIT

<[email protected]>

MŰEGYTEM 1782 C++ programozási nyelv

© BME-IIT Sz.I.

2011.02.15.

-1-

C++ kialakulása Veszélyforrások csökkentése

Objektum orientált szemlélet

C+ javítások

OOP elemek

C++ Javítások egy része átkerült az ANSI C-be. C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I.

2011.02.15.

-2-

C és C++ viszonya

preprocesszor buta C C könyvtár

C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I.

preprocesszor okos C C könyvtár

C++ könyvtár

2011.02.15.

-3-

C és C++változatai C++ C w. classes

1972

1979

1978

C++98 1985

1983

1990

1998

1989

C K&R C

2010

2003

2007

1999

C90

C++0x

C++03

C99 C1X

ANSI C


2011.02.15.

-4-

C99 • változók és a kód keverése (for fejében is) for (int i = 1; i < 12; i++) ….

• // comment, const, enum, inline • változó hosszúságú tömb (függvényben) void f(int b) { int c[b]; // változó méretű tömb }

• új típusok (pl. long long, double _Complex) • Pontosabb specifikáció pl: -3/5 = 0 -3%5= -3 // C89-ben lehetne -1 és +2 C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I.

2011.02.15.

-5-

C99 támogatottság

Wikipedia alapján C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I.

2011.02.15.

-6-

Általános kódolási tanácsok • Olvasható legyen a kód, ne trükkös! • Mellékhatásoktól tartózkodni! • Nem triviális szintaxist kerülni, akkor is, ha a C nyelv szerint az egyértelmű (a+++b) • Nem feltétlenül kell haragudni a break-re és a continue-re! Óra végén látni fogjuk, hogy C++-ban még a „goto”-t is gyakran használjuk (bár nem így hívjuk).


2011.02.15.

-7-

Mi történik, ha x > 2.3 ? while (i < 12 && q != 1 && k > 87 && u < 3) { ................................... ................................... if (x > 2.3) { q = 0; } else { .................................. .................................. .................................. .................................. .................................. C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I.

2011.02.15.

-8-

2011.02.15.

-9-

és itt ? while (i < 12 && k > 87 && u < 3) { ................................... ................................... if (x > 2.3) { break; } .................................. .................................. .................................. .................................. .................................. C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I.

Általános kódolási tanácsok/2 • Makrókat kerüljük, ha lehet #define max(a,b) a > b ? a : b int a1 = 1; int x = max(a1&7, 3); // x = ??? #define max(a,b) (a) > (b) ? a : b


2011.02.15.

- 10 -

Általános kódolási tanácsok/2 • Memória foglalás: ki foglal és ki szabadít? char *valami(char *); // lefoglal? Mit csinál? • Ha foglal, kinek kell felszabadítani ? • Oda kell írni kommentbe! • Összetartozó adatok struktúrába • Konstansok, enum • Style guide (pl. google-styleguide) – elnevezéstől a formázásig minden le van írva


2011.02.15.

- 11 -

C++ újdonságok, bővítések • Struktúranév típussá válik • Csak preprocesszorral megoldható dolgok nyelvi szintre emelése (const, enum, inline) • Kötelező prototípus, névterek • Referencia, cím szerinti paraméterátadás • Többarcú függvények (overload) • Alapértelmezésű (default) argumentumok • Dinamikus memória nyelvi szint. (new, delete) • Változó definíció bárhol C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I.

2011.02.15.

- 12 -

Típusok • • • • • • • •

logikai char egész felsorolás valós mutató referencia void

integrális aritmetikai

• összetett adatszerkezetek (tömb struktúra) és osztályok

skalár


2011.02.15.

- 13 -

Változók mérete (ism.) sizeof kifejezés, vagy sizeof(típus) sizeof(char) --> sizeof(char) <= sizeof(short) <= sizeof(int) <= sizeof(float) <= sizeof(short) >= sizeof(long) >=

1 byte (>= 8 bit) sizeof(short) sizeof(int) sizeof(long) sizeof(double) 16 bit 32 bit

Az int mindig az adott architektúra legoptimálisabb egésze. C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I.

2011.02.15.

- 14 -

sizeof operátor (ism.) int a[100]; int s = sizeof a; // s = ??? ................. void f(int a[], int b) { int s = sizeof a; // s = ??? int c[b]; // változó méretű tömb (C99 !) a = sizeof c ; // futási időben értékelődik ki } // sizeof: leginkább a malloc-hoz ! C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I.

2011.02.15.

- 15 -

Logikai típus bool false true aritmetikai bool automatikus típuskonverzió, ahogyan a C-ben megszoktuk.


2011.02.15.

- 16 -

Aritmetikai és logikai konverzió Aritmetikai típus értékkészlete

bool

0 = hamis, a többi = igaz

0 vagy 1

bool b1, b2, b3; int i; b1 = true; b2 = 3; i = b2; b3 = false; (b2 == true, i == 1) C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I.

2011.02.15.

- 17 -

struct és rokonai struct komplex { float re; float im; }; srtruct lista_elem { int i; lista_elem *kov; }; C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I.

c++-ban a név típus értékű

önhivatkozó struktúránál kényelmes

2011.02.15.

- 18 -

Konstans #define PI 3.14 helyett const float PI = 3.14; const: Típusmódosító amely megtiltja az objektum átírását (fordító nem engedi, hogy balértékként szerepeljen) Mutatók esetén: const char * p; //p által címzett terület nem módosítható char * const q; //q-t nem lehet megváltoztatni C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I.

2011.02.15.

- 19 -

Két trükkös próbálkozás const int x = 3; int *px = &x; *px = 4; void f(int *i) { *i = 4; } const int x = 3; f(&x);


2011.02.15.

- 20 -

Felsorolás típus enum szinek { típus piros, sarga, zold = 4 }; Szigorúbb ellenőrzés, mint az ANSI C-ben. Pl: fordítási hiba

szinek jelzo; jelzo = 4; jelzo = szinek(8); C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I.

nincs hiba, de meghatározatlan érték létrehozása 2011.02.15.

- 21 -

Prototípus Előrehivatkozáskor kötelező Tipikus C hiba: double z = sqrt(2);

C feltételezi, hogy int

(double) kellene


2011.02.15.

- 22 -

Miért okoz problémát ? a függvényt hívó rész double z=sqrt(2);

a hívott függvény double sqrt(double x) { verem

int

double

regiszter

int

double


x . . return res; ...}

2011.02.15.

- 23 -

Mutatók és címek (ism.) • Minden változó és függvény memóriában levő helye (címe) képezhető. (pl: &valtozo) • Ez a cím ún. pointerben vagy mutatóban tárolható. • A pointer egy olyan típus, amelynek az értékkészlete cím, és mindig egy meghatározott típusú objektumra mutat. int i, *ip; float f, *fp;

int-re mutató pointer float-ra mutató pointer


ip = &i; fp = &f; 2011.02.15.

- 24 -

Indirekció (ism.) *ip = 13;

int i;

float f;

13 i cime int *ip;

float *fp; ip = &i

Memória


2011.02.15.

- 25 -

Értékparaméter (ism.) • A paraméterek nem változhatnak meg, mivel azok értéke adódik át. • Azok eredeti tartalma az eredeti helyen megmarad. • A függvény csak a függvényértéken keresztül tud a külvilágnak eredményt szolgáltatni. (Ez sokszor kevés.)

érték

változó v. konstans

fv.érték

függvény


2011.02.15.

- 26 -

Változóparaméter (ism.)

cím

változó

fv.érték

függvény

• A paraméter címe adódik át, így annak tartalma felhasználható, de • meg is változtatható. • A magas szintű nyelvek elfedik ezt a trükköt. Sem az aktuális paraméterek átadásakor, sem a formális paraméterekre való hivatkozáskor nem kell jelölni. • Csupán a paraméter jellegét (változó) kell megadni.


2011.02.15.

- 27 -

Referencia Referencia: alternatív név tipus& int i = 1; int& r = i; // kötelező inicializálni, mert // valójában egy cím int x = r; // x = 1; r = 2; // i = 2; C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I.

2011.02.15.

- 28 -

Változó paraméter referenciával C: void inc(int *a) { (*a)++; } könnyen int x = 2; lemarad inc( &x);

C++: void inc(int &a) { a++; nem kell } jelölni a int x = 2; címképzést híváskor inc(x);


2011.02.15.

- 29 -

Paraméterátadás • érték szerint – skalár – struct

• cím szerint (tömb, változtatni kell, hatékonyság) – típus& – típus*

• Pointer paraméter és a változtatandó paraméter szétválik. C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I.

2011.02.15.

- 30 -

Paraméterátadás /2 • Pointer, referencia + const használatával a hozzáférés jól szabályozható: struct Data { double dx[1000]; int px[2000]; } void f1(Data);

// értékparaméter!

void f1(const Data* ); void f2(const Data&); void f3(Data*); void f4(Data&);


2011.02.15.

- 31 -

Függvényhívás mint balérték int x; … int& f( ) { return x; } … main( ) { f( ) = 5; f( )++; f( ) = f( ) + 2; } C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I.

2011.02.15.

- 32 -

Inline #define max(a,b) (a) > (b) ? a : b

x = 8, y = 1; x = max(x++, y++); x,y = ? inline int max(int a, int b) { return(a > b ? a: b); } Nincs trükk. Pontosan úgy viselkedik, mint a függvény, de a hívás helyére kell beilleszteni a kódot (lehetőleg). C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I.

2011.02.15.

- 33 -

Függvény overload int max(int a, int b) { return(a > b ? a: b); } double max(double a, double b) { return(a > b ? a: b); }

int x = max(1, 2);

double f = max(1.2, 0.2);


2011.02.15.

- 34 -

Függvény argumentumok • Konvertert írunk, ami tetszőleges számrendszerbe tud konvertálni. A számrendszer alapját paraméterként kapja. char *int2Ascii(int i, int base = 10); Csak az argumentumlista végén lehetnek default argumentumok, akár több is. • f(), f(void) - nincs paraméter • f(...) - nem kell ellenőrizni • f(int a, int) - nem fogjuk használni C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I.

2011.02.15.

- 35 -

Deklaráció és definíció • A deklarációs pont továbbra is legtöbbször definició is: – int a; float alma; – de: int fv(int x); - nem definició

• A típus nem hagyható el ! • Több deklaráció is lehet, – extern int error; – extern int error;

• Definició csak egy! C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I.

2011.02.15.

- 36 -

Ott deklaráljunk, ahol használjuk y = 12; int z = 3; for (int i = 0; i < 10; i++) { élettartam, hatókör z += i; u.a, mint a C-ben int k = i – 1; y *= k; i, és k itt már nem létezik ! (sajnos vannak eltérések) }


2011.02.15.

- 37 -

Deklarációk feltételben és ciklusban if (double d = fx(y)) { cout << d; } else { d = 21.2; cout << d; }


for (int i = 10; i--;) cout << i; while (char ch = get()) { cout << ch; }

2011.02.15.

- 38 -

Névterek, scope operátor • A moduláris programozás támogatására külön névterületeket definiálhatunk. • Ezek neveire (azonosítóira) a hatókör (scope) operátorral (::), vagy a using namespace direktívával hivatkozhatunk. namespace Proba { int alma; float fv(int i); char *nev; } C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I.

Proba::alma = 12; float f = Proba::fv(3); using namespace Proba; alma = 8; float f = fv(3); 2011.02.15.

- 39 -

using direktíva • A using namespace direktívával a teljes névteret, vagy annak egy részét láthatóvá tehetjük: using namespace Proba; alma = 8; float f = fv(3); using Proba::alma; using Proba::fv; alma = 8; float f = fv(3); Proba::nev = "Dr. Bubo"; C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I.

2011.02.15.

- 40 -

standard I/O • cin • cout • cerr

iostream, iostream.h

Az "új" változatot illik használni! (névtér, wchar_t,...)

cout << "i = " << i << '\n'; cin >> i;


2011.02.15.

- 41 -

Miért iostream ? C-ben ezt írtuk: printf("i=%d j=%d\n", i, j); C++-ban ezt kell: cout << "i = " << i << " j=" << j << endl; Kinek jó ez ? • A printf, scanf nem biztonságos! Nem lehet ellenőrizni a paraméterek típusát. • A printf, scanf nem bővíthető új típussal. • Lehet vegyesen ? (sync_with_stdio()) C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I.

2011.02.15.

- 42 -

Dinamikus memória #include <malloc.h> .... struct Lanc *p; p = malloc(sizeof(Lanc)); if (p == NULL) .... free( p );

Lanc *p; p = new Lanc; .... delete p; Tömb: int *p; p = new int[10]; delete[] p;


2011.02.15.

- 43 -

Dinamikus memória /2 C: malloc(), free(), realloc() • C++-ban is használható de csak nagyon körültekintően, ugyanis nem hívódik meg a megfelelő konstruktor ill. destruktor. Ezért inkább ne is használjuk. C++ (operátor): new, delete, new[], delete[] • Figyeljünk oda, hogy a tömböket mindig a delete[] operátorral szabadítsuk fel. C++: nincs realloc()-nak megfelelő. C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I.

2011.02.15.

- 44 -

Mi van, ha elfogy a memória ? void OutOfMem() { cerr << "Gáz van\n"; exit(1); } int main() { set_new_handler(OutOfMem); double p* = new double; .... C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I.

2011.02.15.

- 45 -

Kivételkezelés • Hibák kezelése gyakran nem a hiba keletkezésének helyén történik. (Legtöbbször nem tudjuk, hogy mit kell tenni. megállni, kiírni valami csúnyát, stb.) • C++ típusorientát kivételkezelése: – figyelendő kódrészlet kijelölése (try) – kivétel továbbítása (throw) – esemény lekezelése (catch)


2011.02.15.

- 46 -

Kivételkezelés = globális goto

Kivétel2

Kritikus műveletek

Kivétel1

További műv.

C: setjmp( ) longjmp( ) C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I.

2011.02.15.

- 47 -

2011.02.15.

- 48 -

Kivételkezelés/2 try { ..... Kritikus művelet1 if (hiba) throw kifejezés_tip1; ..... Kritikus művelet2 if (hiba) throw kifejezés_tip2; } catch (típus1 param) { ..... Kivételkezelés1 } catch (típus2 param) { ..... Kivételkezelés2 } ... további utasítások C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I.

Kivételkezelés példa Hiba észlelése

double osztas(int y) { if (y == 0) throw "Osztas nullaval"; return((5.0/y); }

A típus azonosít

int main() Kritikus szakasz { try { cout << "5/2 =" << osztas(2) << '\n'; cout << "5/0 =" << osztas(0) << '\n'; } catch (const char *p) { cout << p << '\n'; Kivétel kez. } } C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I.

2011.02.15.

- 49 -

Kivételkezelés a memóriára #include #include using namespace std; int main() { // set_new_handler(0); try { while(true) double *p = new double; } C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I.

catch (bad_alloc) { cerr << "Gaz van\n"; } cerr << ”Vege\n”; return(0); }

2011.02.15.

- 50 -

Programozás alapjai II. (2. ea) C++

Recommend Documents