Джесс Либерти - Освой самостоятельно С++ за 21 день.

• Название: Освой самостоятельно С++ за 21 день.
• Автор: Джесс Либерти
• Жанр: Программирование

В книге широко представлены возможности новейшей версии программного продукта Microsoft Visual C++. Подробно описаны средства и подходы программирования современных профессиональных приложений. Материалы книги дополнены многочисленными демонстрационными программами, в процессе разработки которых максимально используются возможности программных инструментов Microsoft Visual Studio. Особое внимание уделено новинкам версии 6.0 и новейшим технологиям объектно-ориентированного программирования, включая использование библиотеки MFC и шаблонов классов, а также создание связанных списков. Отдельное занятие посвящено вопросам объектно-ориентированного анализа и проектирования приложений. Подробно рассмотрены все средства и подходы конструирования собственных пользовательских классов.

Книга рассчитана на широкий круг читателей, интересующихся современными проблемами программирования.

---

Еще не так давно программист быстро набрасывал основные требования к программе и начинали писать код. Современные программы отличаются тем, что работа над ними никогда не заканчивается, если только проект не оказался нежизнеспособным и не был отвергнут. Тщательное планирование проекта в начале гарантирует возможность быстрой и безболезненной модернизации его в будушем.

На следующих занятиях рассматриваются средства реализации спланированных проектов. Вопросы тестирования и маркетинга программных продуктов выходят за пределы этой книги, хотя при составлении бизнес-плана их никак нельзя упускать.

Вопросы и ответы

Чем объектно-ориентированный анализ и проектирование фундаментально отличаются от других подходов?

До разработки объектно-ориентированной технологии аналитики и программисты были склонны думать о программах как о группах функций, работающих с данными. Объектно-ориентированное программирование рассматривает интегрированные данные и функции как самостоятельные единицы, содержащие в себе и данные, и методы манипулирования ими. При процедурном программирование внимание сконцентрировано на функциях и их работе с данными. Говорят, что программы на Pascal и С — коллекции процедур, а программы на C++ — коллекции классов.

Является ли объектно-ориентированное программирование той палочкой-выручалочкой, которая решит все проблемы программирования?

Нет, этого никогда и не ждали. Однако на современном уровне требования к программным продуктам объектно-ориентированные анализ, проектирование и программирование обеспечивают программистов средствами, которые не могло предоставить процедурное программирование.

Является ли C++ совершенным объектно-ориентированным языком?

C++, если сравнивать его с другими альтернативными объектно-ориентированными языками программирования, имеет множество преимуществ и недостатков. Но одно из безусловных преимуществ состоит в том, что это самый популярный объектно-ориентированный язык программирования на Земле. Откровенно говоря, большинство программистов решают работать на C++ не после изнурительного анализа альтернативных объектно-ориентированных языков. Они идут туда, где происходят основные события, а в 90-х основные события в мире программирования связаны с C++. Тому есть веские причины. Конечно, C++ может многое предложить программисту, но эта книга существует — и бьюсь об заклад, что вы читаете ее, — из-за того, что C++ выбран в качестве языка разработки в очень многих крупных корпорациях, таких как Microsoft.

Коллоквиум

В этом разделе предлагаются вопросы для самоконтроля и укрепления полученных знаний, а также ряд упражнений, которые помогут закрепить ваши практические навыки. Попытайтесь самостоятельно ответить на вопросы теста и выполнить задания, а потом сверьте полученные результаты с ответами в приложении Г. Не приступайте к изучению материала следующей главы, если для вас остались неясными хотя бы некоторые из предложенных ниже вопросов.

Контрольные вопросы

1. Какая разница между объектно-ориентированным и процедурным программированием?

2. Каковы этапы объектно-ориентированного анализа и проектирования?

3. Как связанны диаграммы последовательности и сотрудничества?

Упражнения

1. Предположим, что есть две пересекающиеся улицы с двусторонним движением, светофорами и пешеходными переходами. Нужно создать виртуальную модель, чтобы определить, позволит ли изменение частоты подачи сигнала светофора сделать дорожное движение более равномерным.

2. Какие объекты и какие классы потребуются для имитации этой ситуации?

3. Усложним ситуацию из упражнения 1. Предположим, что есть три вида водителей: таксисты, переезжающие переход на красный свет; иногородние, которые едут медленно и осторожно; и частники, которые ведут машины по-разному, в зависимости от представлений о своей "крутизне".

4. Также есть два вида пешеходов: местные, которые переходят улицу, где им заблагорассудится, и туристы, которые переходят улицу только на зеленый свет.

5. А кроме того, есть еще велосипедисты, которые ведут себя то как пешеходы, то как водители.

6. Как эти соображения изменят модель?

7. Вам заказали программу планирования времени конференций и встреч, а также бронирования мест в гостинице для визитеров компании и для участников конференций. Определите главные подсистемы.

8. Спроектируйте интерфейсы к классам той части программы, обсуждаемой в упражнении 3, которая относится к резервированию гостиничных номеров.

День 19-й. Шаблоны

У программистов, использующих язык C++, появился новый мощный инструмент — "параметризованные типы", или шаблоны. Шаблонами настолько удобно пользоваться, что стандартная библиотека шаблонов (Standard Template Library — STL) бьша принята в состав определений языка C++. Итак, сегодня вы узнаете:

• Что такое шаблоны и как их использовать

• Как создать класс шаблонов

• Как создаются шаблоны функций

• Что представляет собой стандартная библиотека шаблонов (STL) и как ею пользоваться

Что такое шаблоны

При подведении итогов за вторую неделю обучения вы узнали, как построить объект PartsList и как его использовать для создания объекта PartsCatalog. Если же вы хотите воспользоваться объектом PartsList, чтобы составить, например, список кошек, у вас возникнет проблема: объект PartsList знает только о запчастях.

Чтобы решить эту проблему, можно создать базовый класс List и произвести из него классы PartsList и CatsList. Затем можно вырезать и вставить существенную часть класса PartsList в объявление нового класса CatsList. А через неделю, когда вы захотите составить список объектов Car, вам придется опять создавать новый класс и снова "вырезать и вставлять".

Очевидно, что это неприемлемое решение. Ведь через какое-то время класс List и его производные классы придется расширять. А работа, которую пришлось бы проделать, чтобы убедиться в том, что все изменения, коснувшиеся базового класса, распространены и на все связанные классы, превратилась бы в настоящий кошмар.

Благодаря шаблонам, эта проблема легко решается, а с принятием стандарта ANSI шаблоны стали неотъемлемой частью языка C++, подобно которому они сохраняют тип и очень гибки.

Параметризованные типы

С помошью шаблонов можно "научить" компилятор составлять список элементов любого типа, а не только заданного: PartsList — это список частей, CatsList — это список кошек. Единственное отличие между ними — тип элементов списка. При использовании шаблонов тип элементов списка становится параметром для определения класса.

Обшим компонентом практически всех библиотек C++ является класс массивов. Как показано на примере с классом List, утомительно и крайне неэффективно создавать один класс массивов для целых, другой — для двойных слов, а еще один — для массива элементов типа Animals. Шаблоны позволяют объявить параметризованный класс массивов, а затем указать, какой тип объекта будет содержаться в каждом экземпляре массива. Заметьте, что стандартная библиотека шаблонов предоставляет стандартизированный набор контейнерных классов, включая массивы, списки и т.д. Сейчас мы выясняем, что нужно для создания вашего собственного класса, только для того, чтобы вы до конца поняли, как работают шаблоны; но в коммерческой программе вы почти стопроцентно будете использовать классы библиотеки STL, а не собственного изготовления.

Создание экземпляра шаблона

Экземпляризация (instantiation) — это операция создания определенного типа из шаблона. Отдельные классы называются экземплярами шаблона.

Параметризованные шаблоны (parameterized templates) предоставляют возможность создания общего класса и для построения конкретных экземпляров передают этому классу в качестве параметров типы данных.

Объявление шаблона

Объявляем параметризованный объект Array (шаблон для массива) путем записи следующих строк:

1: template <class T> // объявляем шаблон и параметр

2: class Array // параметризуемый класс

3: {

4:    public:

5:       Array();

6:       // здесь должно быть полное определение класса

7: };

Ключевое слово template используется в начале каждого объявления и определения класса шаблона. Параметры шаблона располагаются за ключевым словом template. Параметры — это элементы, которые изменяются с каждым экземпляром. Например, в приведенном выше шаблоне массивов будет изменяться тип объектов, сохраняемых в массиве. Один экземпляр шаблона может хранить массив целых чисел, а другой — массив объектов класса Animals.