МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Національний університет “Львівська політехніка”
Кафедра САПР
РЕАЛІЗАЦІЯ ПРИНЦИПІВ ОБЄКТНО-ОРІЄНТОВАНОГО ПРОЕКТУВАННЯ В МОВІ ПРОГРАМУВАННЯ С++
Розрахунково-графічна робота
з курсу “Методи та засоби об’єктно-орієнтованого проектування”
Індивідуальне завдання
ВАРІАНТ № 1
Використовуючи методологію об’єктно-орієнтованого програмування, скласти програму на мові С++ для вирішення задачі роботи з лінійним однонаправленим списком (формування списку, виведення списку, пошук заданого елемента у списку).
Мета роботи.
Ознайомлення з основними принципами об’єктно-орієнтованого підходу та їх реалізацією в мові С++.
Вступ
Коротка характеристика основних принципів об’єктно-орієнтованого підходу.
Об'єктно-орієнтованее програмува́ння (ООП) — одна з парадигм програмування, яка розглядає програму як множину «об'єктів», що взаємодіють між собою. В ній використано декілька технологій від попередніх парадигм, зокрема успадкування, модульність, поліморфізм та інкапсуляцію. Не зважаючи на те, що ця парадигма з'явилась в 1960-тих роках, вона не мала широкого застосування до 1990-тих. На сьогодні багато із мов програмування (зокрема, Java, C#, C++, Python, PHP, Ruby та Objective-C) підтримують ООП.
Об'єктно-орієнтоване програмування сягає своїм корінням до створення мови програмування Симула в 1960-тих роках, одночасно з посиленням дискусій про кризу програмного забезпечення. Разом із тим, як ускладнювалось апаратне та програмне забезпечення, було дуже важко зберегти якість програм. Об'єктно-орієнтоване програмування частково розв'язує цю проблему шляхом наголошення на модульності програми.
На відміну від традиційних поглядів, коли програму розглядали як набір підпрограм, або як перелік інструкцій комп'ютеру, ООП програми можна вважати сукупністю об'єктів. Відповідно до парадигми об'єктно-орієнтованого програмування, кожний об'єкт здатний отримувати повідомлення, обробляти дані, та надсилати повідомлення іншим об'єктам. Кожен об'єкт — своєрідний незалежний автомат з окремим призначенням та відповідальністю.
Реалізація принципів об’єктно-орієнтованого підходу в мові програмування С++.
Сі++ додає до Сі об'єктно-орієнтовані можливості. Він вводить класи, які забезпечують три найважливіші властивості ООП: інкапсуляцію, успадкування і поліморфізм.
Проблеми старого підходу
В мові C основним способом організації даних були структури. Структура складається з набору полів, які ніяк не захищені. Якщо елементи структури мають змінну довжину, їх представляють у вигляді вказівників. Виділення і звільнення пам'яті під ці вказівники робляться вручну. Так, наприклад, одновимірний масив змінної довжини в мові C з перевіркою меж може представлятися таким чином:
struct Array {
double* val;
int len;
};
void FreeArray (const struct Array*);
void AllocArray (const struct Array*, int len);
double Elem (const struct Array*, int i);
void ChangeElem (const struct Array*, int i, double x);
Така реалізація небезпечна і неефективна з багатьох причин:
Необхідно викликати FreeArray і AllocArray. Програміст може забути викликати одну з цих функцій, або викликати її дуже рано/запізно, або двічі, або з вказівником на неправильний масив. Все це приводить до помилок, що важко виявити.
Функції Elem і ChangeElem повільні.
Немає ніякого способу перешкодити програмістам створювати і інші функції для роботи із структурою Array. Ці функції можуть робити з полями len і val будь-що.
Немає ніякого способу перешкодити програмістам безпосередньо міняти поля len і val.
Присвоєння об'єктів типу struct Array приведе до того, що їх поля val указуватимуть на одну і ту ж область пам'яті. Немає ніякого способу ні заборонити присвоєння, ні змінити таку поведінку.
Мова Сі++, використовуючи ООП, усуває всі ці проблеми.
Інкапсуляція
Основним способом організації інформації в Сі++ є класи. На відміну від типу структура (struct) мови Сі, що складається тільки з полів, клас (class) Сі++ складається з полів і функцій-членів або методів (англ. memb...
