Wykład 3

1. Informatyka II MPZI2 sem.letni Wykład 3

2. Operatory działań na zmiennych typu zbiorowego (znaczenie jak w teorii mnogości): + suma zbiorów – różnica zbiorów iloczyn zbiorów(część wspólna) Przykład: type zbiorowy = setof 1..6 ; var x , y, v :zbiorowy ; begin x :=[2, 3, 4] + [4, 5, 6] ; {wynik [2,3,4,5,6] } y := [2, 3, 4] - [4, 5, 6] ; {wynik [2,3] (usuwanie ze zbioru)} v := [2, 3, 4] * [4, 5, 6] ; {wynik [4] (część wspólna) } y:= v * x ;{ przeanalizować wynik} end .

3. Algorytmy rekurencyjne Wiele problemów obliczeniowych można zdefiniować rekurencyjnie. Rekurencja oznacza takie zdefiniowanie zagadnienia, gdzie w trakcie formułowania definicji odwołujemy się do niej samej. Przykładem definicji rekurencyjnej może być zapis całkowitej, nieujemnej potęgi rzędu n liczby rzeczywistej x: xn-1*x dla n > 0 (tu użycie definiowanej potęgi) xn = 1 dla n = 0

4. Rekurencja w językach programowania jest realizowana za pomocą podprogramów wywołujących kolejno same siebie ze zmienianymi parametrami wywołania. Aby podprogramy rekurencyjne działały poprawnie powinny zawierać warunek zakończenia rekurencji, aby wywołanie wykonywane było skończoną liczbę razy. Rekurencja daje proste programy lecz ma także wadę: każde wywołanie podprogramu wymaga wykonania przez procesor dodatkowych czynności, co spowalnia działanie programu oraz powoduje odłożenie na stos systemowy dużej liczby danych

5. program rekur; function potega_n (x:real ; n:integer):real ; { funkcja wyznacza n-tą potęgę n dla liczby x } begin if n=0 then potega_n := 1 else potega_n := potega_n(x, n – 1)*x ; {w definicji funkcji wykorzystanie samej funkcji} end ; var x:real; begin {program główny} x:=potega_n (2,10) ; {obliczenie 210} writeln(x); readln; end.

6. program sil; function silnia_x (x: integer): longint ; {zastosowano typ longint ze względu na dużewartości funkcji silnia} begin if x = 1 then silnia_x := 1 else silnia_x := silnia_x(x-1)*x ; end ; //przykładowe użycie var alfa :integer ; begin alfa:=5; write( 'Silnia wynosi:',silnia_x(alfa)); readln; end.

7. STRUKTURY DYNAMICZNE Cel podstawowy – oszczędność pamięci Do zbioru (uporządkowanego według określonej metody) możemy dołączać nowe elementy. Rozmiar zbioru nie jest zdefiniowany, każde dołączanie nowego elementu powoduje nową rezerwację pamięci. Pobieranie elementu (usuwanie), dołączanie nowego – mogą być obarczone pewnymi kryteriami dostępu.

8. Lista jednokierunkowa dane adres dane adres dane adres dane nil koniec musi być znane wskazanie (adres) p początku listy

9. Lista jednokierunkowa może być "w przód" lub "wstecz", czyli element może zawierać wskaźnik na następny lub poprzedni element.

10. Inne struktury dynamiczne Lista dwukierunkowa liniowo uporządkowany zbiór składników, w którym dla każdego składnika, poza pierwszym i ostatnim, jest określony składnik poprzedni i następny. Dla ostatniego składnika listy dwukierunkowej jest określony tylko składnik poprzedni, a dla pierwszego tylko następny. dane wskaźnik na poprzedni wskaźnik na następny

11. Stos (stack) to struktura danych, składająca się z liniowo uporządkowanych zbiorów składników (elementów), z których tylko ostatnio dołączony jest w danej chwili dostępny. Miejsce dostępu to wierzchołek stosu. Jest to jedyne miejsce, do którego można dołączyć lub z którego można usunąć elementy. FILO lub LIFO first in – last out last in - first out

12. Kolejka (queue) jest strukturą danych, składającą się z liniowo uporządkowanych zbiorów składników, do której można dołączyć składnik tylko na jednym końcu (koniec kolejki), a usunąć tylko w drugim końcu (początek kolejki). Powiązanie między składnikami kolejki jest takie samo jak pomiędzy składnikami stosu. FIFO first in – first out

13. Drzewo binarne jest strukturą danych, składającą się nieliniowo uporządkowanych zbiorów składników. Do każdego składnika można dołączyć jeden lub dwa składniki. Drzewo ma swój "korzeń" z którego wyrasta struktura. dane wsk_lewe wsk_prawe dane dane wsk_lewe wsk_lewe nil wsk_prawe dane dane dane nil nil nil nil nil nil Drzewo binarne, w którym liczba synów każdego wierzchołka wynosi albo zero albo dwa, nazywane jest drzewem regularnym

14. Podstawowe cechy programowania obiektowego

15. Programowanie strukturalne (proceduralne) – to koncepcja tradycyjna • Główną jego składową są instrukcje działające na danych. • Złożone programy korzystają z funkcji, procedur (także modułów) w celu uproszczenia zarządzania i kontroli nad programem, lecz nie zmienia to podstawowej koncepcji.

16. Wady programowania strukturalnego ■dane są powszechnie dostępne – łatwo o błędy, ■sekwencyjność wykonywania programu, ■wszystkie sytuacje trzeba przewidywaći obsługiwać, ■konieczność testowania po każdej zmianie, ■wiele instrukcji, obszerny kod, trudność zrozumienia algorytmu • służy do nauki programowania • niewygodne • nie przystaje do obecnych systemów operacyjnych obiektowych (komponentowych)

17. Zauważono „Kryzys oprogramowania” – programowanie strukturalne utrudnia panowanie nad bardzo złożonymi systemami informatycznymi (SI) - rozwój sprzętu wyprzedzał techniki budowania SI. Potrzebne były metody zwiększające wydajność i systematyczność tworzenia SI, a następnie ich wydajność. Poza tym powstały interfejsy graficzne (Windows)! Korzenie technologii obiektowej – lata 60-te, Nygaardi Dohl - Simula 1, Simula67 (1967).

18. OBIEKTOWOŚĆ – filozofia tworzenia na podstawie rzeczywistych zjawisk otaczającego świata (nie tylko język programowania). Obiekty (świata rzeczywistego a także systemu operacyjnego komputera – plik, ikona, przycisk, okno) – mają swoje właściwości statyczne (nazwa, kolor itp.) a także zbiory operacji na nich czy przez nie wykonywanych.

19. Np. typ tablica ma swoje cechy – atrybuty: ■wymiar ■rozmiar ■typ przechowywanych danych nie określa się jednak sposobów operacji na tablicach (np. dodawanie tablic), trzeba do tej operacji tworzyć własne kody lub korzystaćz bibliotecznych procedur, których użycie wymaga szczegółowego zapoznania się z zestawem parametrów formalnych (sposób użycia).

20. Stworzono tzw. ADT – abstrakcyjny typ danych – podążanie w kierunku naturalnego języka (zbliżenie do rzeczywistości), nazwano modułem (język Modula) lub klasą (język Simula). System reaguje na zdarzenia („siły sprawcze”), efektem są procesy: ■funkcje przetwarzania parametrów obiektów ■przesyłu informacji między obiektami ■oddziaływania jednych obiektów na inne

21. PROGRAMOWANIE OOP – podstawowe pojęcia Programowanie zorientowane obiektowo (OOP – Object Oriented Programming) umożliwia przedstawienie problemu w postaci logicznie powiązanych ze sobą struktur danych zwanych obiektami, wymieniających informacje między sobą. „Obiektowość” opiera się na koncepcyjnym (intuicyjnym) klasyfikowaniu rzeczywistości. Na świat składają się obiekty i procesy w nich zachodzące. Koncepcja (pojęcie) "klasy" KLASA= typ obiektowy=encja (entity) OBIEKT = reprezentacja w klasie = instancja Podobnie jak typ zmiennej i zmienna

22. Pojazd – klasa abstrakcyjna Samochód – klasa dziedzicząca KLASA - zbiór obiektów „przefiltrowanych” przez definicję typu obiektowego - sklasyfikowanych do tego typu.

23. Typ obiektowy jest to złożona struktura danych o określonej liczbie atrybutów. Atrybuty dzielimy na pola i metody. pola(fields) – atrybuty (właściwości opisane wartościami dowolnych typów, także strukturalnych) Pole jest to zmienna, która może być różnego typu. metody(methods) – procedury i funkcje wykonywane na polach. Metoda jest czynnością wykonywaną na obiekciew postaci procedury lub funkcji. Metoda obiektu operuje na polach (danych) obiektu, przy ich pomocy mamy dostęp do pól. Czyli typ obiektowy to typ rekordowy poszerzony o metody

24. Metoda jest to procedura lub funkcja mająca deklarację w ramach typu obiektowego (sam nagłówek procedury lub funkcji). Definicja metody występuje poza definicją typu obiektowego i po niej. W nagłówku definicji nazwa jest kwalifikowana, czyli wskazuje na obiekt, którego dotyczy i ma postać: procedurenazwa_typu_obiektowego.nazwa_metody z kropką, jak w rekordach

25. Hermetyzacja Własność polegająca na dostępie do pól jedynie przy użyciu metod nazywa się hermetyzacją. Ułatwia kontrolę poprawności złożonych programów. Zwykle właściwości są prywatne (private) a metody publiczne (public)

26. DZIEDZICZENIE Typ obiektowy może on być: • niezależny, (zdefiniowany podobnie jak typ rekordowy) • jako potomek istniejącego. Wtedy mówimy, że obiekt dziedziczy wszystkie elementy (pola i metody) swojego przodka lub jest typem potomnym. • Obiekty potomne mogą mieć własnego potomka (lub wielu).

27. Wzajemne zależności obiektów układają się w drzewo hierarchii obiektów. Dziedziczność bezpośrednia – przodek jest niezależny (sam nie ma przodka) typex= class //definicja end Dziedziczność pośrednia – przodek już dziedziczy (sam ma przodka) typey=class(x) //definicja end;

28. typepolozenie= class{obiekt niezależny} x:integer; y:integer; end; punkt =class (polozenie) {obiekt potomny} widocznosc: Boolean; end;

29. Obsługa zdarzeń: Można zdefiniować obsługę zdarzenia dla obiektu – metodę obsługi Np. co robić na kliknięcie (zdarzenie) dla ikony (obiektu)

30. type TProstokat = class private Lewy:Integer; Prawy:Integer; Gorny:Integer; Dolny:Integer; public procedurepodajPunkty(varA,B,C,D:Integer); functionPodajSzerokosc:Integer; functionPodajWysokosc:Integer; procedureUstawProstokat(L,G,P,D:Integer); end; //koniec definicji klasy //teraz definicja metod

31. procedureTProstokat.PodajPunkty(varA,B,C,D:integer); begin A:=Prawy ; B:=Lewy; C:= Gorny; D:=Dolny; end; functionTProstokat.PodajSzerokosc:Integer; begin Result:=Prawy-Lewy end; functionTProstokat.PodajWysokosc:Integer; begin Result:=Dolny-Gorny; end; procedureTProstokat.UstawProstokat(L,G,P,D:Integer); begin Prawy:=P; Lewy:=L; Gorny:=G; Dolny:=D; end;

32. var p1,p2:TProstokat; a,b,c,d:integer; begin //program główny writeln('P1'); p1:=TProstokat.Create; //tworzenie obiektu p1.UstawProstokat(20,20,100,100);//METODA - PROCEDURA p1.podajPunkty(a,b,c,d); //METODA - FUNKCJA writeln(a); writeln(b); writeln(c); writeln(d); writeln('Szerokosc=',p1.PodajSzerokosc); //METODA - FUNKCJA writeln('Wysokosc=',p1.PodajWysokosc); //METODA - FUNKCJA //zmiana danych p1 writeln('Inny P1'); p1.UstawProstokat(0,0,34,34); p1.podajPunkty(a,b,c,d); writeln(a); writeln(b); writeln(c); writeln(d); writeln('Szerokosc=',p1.PodajSzerokosc); writeln('Wysokosc=',p1.PodajWysokosc); readln; end.