Saptamana 05 / 14 Programare Orientata Obiect

Tipuri de membri, operatorul = si relatia "has a"

Membri constanti si statici, metode statice, ce cer membrii pointeri de la constructori si destructor, operatorul de atribuire, compunerea claselor si impartirea unei clase in fisier header si fisier sursa.

Obiective

Sa declari membri constanti si sa ii initializezi in lista de initializatori
Sa folosesti membri si metode statice si sa stii la ce nu au acces
Sa explici de ce o clasa cu membru pointer are nevoie de constructor de copiere si destructor proprii
Sa scrii operator= cu verificarea auto-atribuirii, care intoarce *this
Sa modelezi relatii "has a" 1:1 si 1:M prin compunere
Sa imparti o clasa in fisierele .h si .cpp, protejate cu include guards

Membri constanti

Un membru const primeste valoarea o singura data, la crearea obiectului, si nu se mai schimba dupa aceea. Exemple bune: numarul matricol, seria unui produs.

class Produs {
    const int id;
    double pret;
public:
    Produs(int i, double p) : id(i), pret(p) {}   // corect: lista de initializatori
    // Produs(int i, double p) { id = i; }         // eroare: atribuire catre membru const
};

Lista de initializatori se executa inainte de corpul constructorului. Cand incepe corpul, id exista deja, deci id = i; acolo este o atribuire, nu o initializare. Compilatorul o refuza.

Membri statici si metode statice

Un membru static apartine clasei, nu unui obiect. Exista o singura copie, comuna tuturor obiectelor, si exista chiar daca nu ai creat niciun obiect.

class Produs {
    static int urmatorulId;     // declaratie, in clasa
    // ...
};
int Produs::urmatorulId = 1;    // definitie, in afara clasei, o singura data

O metoda statica se apeleaza prin numele clasei: Produs::create(). Nu are this, deci poate folosi direct doar membrii statici.

Constructorul creste contorul, destructorul il scade. Ce afiseaza programul?

#include <iostream>
using namespace std;
class Contor {
public:
    static int numar;
    Contor() { numar++; }
    ~Contor() { numar--; }
};
int Contor::numar = 0;
int main() {
    Contor a, b;
    {
        Contor c;
        cout << Contor::numar << " ";
    }
    cout << Contor::numar;
}

Ce afiseaza programul? Scrie predictia ta:

Modifica programul de mai jos: adauga o a doua metoda statica, care intoarce pretul celui mai scump produs creat pana acum.

#include <iostream>
using namespace std;

class Produs {
  const int id;              // fix pe toata durata de viata a obiectului
  double pret;
  static int urmatorulId;    // un singur contor pentru toata clasa
public:
  Produs(double p) : id(urmatorulId++), pret(p) {}
  int getId() const { return id; }
  static int create() { return urmatorulId - 1; }
};
int Produs::urmatorulId = 1;

int main() {
  Produs a(10), b(25.5);
  Produs c(7);
  cout << a.getId() << " " << b.getId() << " " << c.getId() << endl;
  cout << "create: " << Produs::create() << endl;
}

Intrare (stdin)

Deschide in Godbolt

Membri pointeri

Cand o clasa detine memorie printr-un pointer, functiile generate de compilator gresesc:

constructorul de copiere generat copiaza adresa, nu datele;
destructorul generat nu elibereaza nimic;
operator= generat copiaza adresa si pierde vechiul bloc.

Deci clasa are nevoie de toate trei scrise de mana: destructor (delete[]), constructor de copiere (aloca si copiaza) si operator=. Aceasta este Regula celor trei: daca ai nevoie de una dintre ele, aproape sigur ai nevoie de toate trei.

Operatorul de atribuire

Cutie b = a; creeaza un obiect nou, deci apeleaza constructorul de copiere. c = a; modifica un obiect care exista deja, deci apeleaza operator=.

C este constructorul obisnuit, K constructorul de copiere, A operatorul de atribuire.

#include <iostream>
using namespace std;
class Cutie {
public:
    int v;
    Cutie(int x) : v(x) { cout << "C"; }
    Cutie(const Cutie& c) : v(c.v) { cout << "K"; }
    Cutie& operator=(const Cutie& c) { v = c.v; cout << "A"; return *this; }
};
int main() {
    Cutie a(1);
    Cutie b = a;
    Cutie c(2);
    c = a;
    cout << " " << b.v << " " << c.v;
}

Ce afiseaza programul? Scrie predictia ta:

Pentru o clasa cu membru pointer, operator= are patru pasi: verifici auto-atribuirea, eliberezi memoria veche, copiezi celalalt obiect, intorci *this.

Tablou& Tablou::operator=(const Tablou& t) {
    if (this == &t) return *this;   // a = a; nu are voie sa isi stearga datele
    delete[] date;
    dim = t.dim;
    date = new int[dim];
    for (int i = 0; i < dim; i++) date[i] = t.date[i];
    return *this;                   // ca sa mearga a = b = c;
}

STIVA

a.date: ●

b.date: ●

HEAP

0 1

0 1 2

Tablou a(2), b(3); - fiecare obiect are blocul lui.

Pasul 1/3

Compunerea claselor: “has a”

O clasa poate avea ca membri obiecte din alte clase. O masina are un motor (1:1). O grupa are mai multi studenti (1:M).

class Motor { int putere; /* ... */ };
class Masina {
    Motor motor;                // 1:1
};
class Grupa {
    Student studenti[30];       // 1:M, capacitate fixa
    int nr;
};

Membrii sunt construiti inainte de corpul constructorului clasei care ii contine, in ordinea declararii. Distrugerea are loc in ordine inversa.

#include <iostream>
using namespace std;
class Motor {
public:
    Motor() { cout << "M"; }
    ~Motor() { cout << "m"; }
};
class Masina {
    Motor motor;
public:
    Masina() { cout << "C"; }
    ~Masina() { cout << "c"; }
};
int main() {
    Masina x;
}

Ce afiseaza programul? Scrie predictia ta:

Daca membrul nu are constructor fara parametri, clasa care il contine trebuie sa apeleze unul dintre constructorii lui in lista de initializatori: Masina(int cp) : motor(cp) {}.

Fisier header si fisier sursa

In programele mai mari, fiecare clasa sta in doua fisiere. Header-ul spune ce este clasa, fisierul sursa spune cum functioneaza.

// Produs.h
#pragma once                 // sau varianta clasica de mai jos
// #ifndef PRODUS_H
// #define PRODUS_H
class Produs {
    const int id;
    double pret;
    static int urmatorulId;
public:
    Produs(double p);
    int getId() const;
    static int create();
};
// #endif

// Produs.cpp
#include "Produs.h"
int Produs::urmatorulId = 1;
Produs::Produs(double p) : id(urmatorulId++), pret(p) {}
int Produs::getId() const { return id; }
int Produs::create() { return urmatorulId - 1; }

main.cpp include doar "Produs.h". Garda impiedica definirea clasei de doua ori cand doua headere includ acelasi fisier. Membrul static se defineste in .cpp, niciodata in header, altfel primesti eroare de link-editare pentru definitii multiple.

Verifica-te

1. O clasa are membrul const int id;. Unde ii poti da valoare lui id? In corpul constructorului, cu id = ...; In lista de initializatori a constructorului In orice metoda, daca ruleaza o singura data Intr-o metoda set

2. Cate copii ale membrului static int numar; exista cand programul are 10 obiecte din acea clasa? 0 1 10 11

3. Ce poate face direct o metoda statica? Sa citeasca un membru static al clasei Sa foloseasca this Sa citeasca un membru nestatic, de exemplu pret Sa fie apelata ca Clasa::metoda(), fara obiect

4. Ce afiseaza programul?

#include <iostream>
using namespace std;
class A {
public:
    static int n;
    A() { n++; }
};
int A::n = 0;
int main() {
    A x, y;
    A z, w;
    A* p = new A;
    cout << A::n;
    delete p;
}

5. C este constructorul obisnuit, K constructorul de copiere, A operator=. Ce afiseaza programul?

#include <iostream>
using namespace std;
class P {
public:
    P() { cout << "C"; }
    P(const P&) { cout << "K"; }
    P& operator=(const P&) { cout << "A"; return *this; }
};
void f(P) {}
int main() {
    P a;
    P b(a);
    f(a);
    b = a;
}

6. O clasa are membrul int* date; si nu are operator= propriu. Ce face a = b;? Aloca memorie noua pentru a si copiaza valorile din b Copiaza adresa, deci a si b impart un bloc, iar vechiul bloc al lui a ramane pierdut Eroare de compilare, pointerii nu se pot atribui Elibereaza vechiul bloc al lui a, apoi copiaza adresa

7. Ce afiseaza programul?

#include <iostream>
using namespace std;
class Motor {
public:
    Motor() { cout << "M"; }
    ~Motor() { cout << "m"; }
};
class Roti {
public:
    Roti() { cout << "R"; }
    ~Roti() { cout << "r"; }
};
class Masina {
    Motor motor;
    Roti roti;
public:
    Masina() { cout << "C"; }
    ~Masina() { cout << "c"; }
};
int main() {
    Masina x;
}

8. Unde pui int Produs::urmatorulId = 1; cand imparti clasa in Produs.h si Produs.cpp? In Produs.h, dupa clasa In Produs.cpp In fiecare fisier .cpp care foloseste Produs In clasa, langa declaratie

Scor: 0/8

Codul din repository: S05

Varianta in engleza