CORSO DI PROGRAMMAZIONE II Lezione 22 Programmazione a oggetti: sintassi prof. E. Burattini

1. CORSO DI PROGRAMMAZIONE II Lezione 22 Programmazione a oggetti: sintassi prof. E. Burattini a.a. 2009-2010

2. ELEMENTI DI SINTASSI Per dichiarare una classe, si scrive la parola chiave class seguita dal nome dell’oggetto e dai suoi membri; ad esempio una classe Data che gestisce le date class Data { public: Data(…); void stampa() const; bool controldata(…); double dataNum(…); private: int mese, giorno, anno; };

3. Un elemento generico di una classe è detto membro della classe; i membri hanno nomi diversi all’interno di una classe (anche se due classi distinte possono avere due membri con lo stesso nome). Tra i membri di una classe ci sono gli elementi di cui essa è costituita, le proprietà, come i tre interi della classe Data, e le function che rappresentano i metodi. class Data { public: Data(…); void stampa() const; bool controldata(…); double dataNum(…); private: int mese, giorno, anno; };

4. Si tenga presente che tra i membri di una classe può apparire anche un’altra classe, così come una struct poteva contenere tra i suoi elementi un’altra struct. class Data { public: Data(…); void stampa() const; bool controldata(…); double dataNum(…); private: int mese, giorno, anno; }; metodi membri proprietà

5. Ricordiamo che il campo d’azione (o scope) di una variabile o di una costante è dato dalla più piccola istruzione composta (gruppo di istruzioni racchiuso tra due parentesi graffe) che include la sua dichiarazione. Con la dichiarazione di una classe introduciamo un nuovo campo d’azione (o scope) all’interno di un programma e, quindi, ai due livelli già noti di scope globale e scope locale si aggiunge un terzo livello: lo scope di classe. La conseguenza di ciò è che tutti i membri di una classe sono definiti all’interno del campo d’azione della classe e sono, quindi, elementi globali dentro la classe. I membri pubblici della classe diventano anche elementi globali del programma, mentre i membri privati rimangono visibili soltanto nel loro ambito.

6. I membri privati sono, comunque, visibili dalle funzioni membro e dalle funzioni cosiddette “amiche”, le funzioni friend. Le funzioni friend sono funzioni non membro che possono accedere ai membri privati di una classe; esse vanno usate con discrezione perché, superando la protezione della classe, possono risultare potenzialmente pericolose.

7. ELEMENTI DI SINTASSI class DECLARATIONS Una dichiarazione di class equivale a una dichiarazione di un type. Una variabile il cui type è una class è detta object. Una class può ereditare proprietà da un’altra classe (di questo però non ci occuperemo in questo corso). Sintassi: class class-name { private: …………. // dichiarazione dei data members pubblic: …………. // dichiarazione dellefunction members }; // fine di class-name

8. Ad esempio la dichiarazione per la class Studente è la seguente: class Studente { private: // data members string studente_nome; float prima_prova, seconda_prova, esame_finale, media; pubblic: // members functions Studente(); // constructor  Studente(); // destructor char* get_name(); // access void set_name(string); // modify copia in studente_nome una stringa void read_in(); // modify introduzione dati void calcola_media(); // modify calcola la media degli esami void display_average(); //display mostrala media degli esami }; // end Studente class Definizione di variabile Prototipi

9. I data members sono private e questo implica che essi sono visibili solo da parte delle member functions della class Studente. • Funzioni che non appartengono alle member functions della class Studente non possono accedere direttamente a questi dati. • Tra le sette member functions della class Studente vi sono il constructor Studente e il destructor Studente. • In pratica abbiamo quattro categorie di member functions: • constructor – destructor • access • modify • display. • Il fatto che le member functions sono pubblic significa che dovunque sia definito un oggetto Studente tali member functions possono esse applicate ad esso.

10. Le class declarations sono in genere messe in un header file separato che quindi bisogna richiamare con un # include. Vediamo un programma che definisce un oggetto Studente: #include “studente.h” ………………………….. int main() { Studente stu; //Local data //Statements stu.read_in(); stu.calcola_media(); stu.display_media(); // end main } Il file header fornisce informazioni al compilatore per verificare che le chiamate alle member functions siano fatte in maniera corretta.

11. Nel programma precedente abbiamo introdotto la maniera per definire un oggetto: Sintassi: definizione di un oggetto class-name object-name; Studente stu; Questa definizione è analoga a quella delle funzioni. Essa permette l’allocazione di memoria per tutti i data member previsti. La vera differenza consiste nel fatto che negli oggetti è esplicitamente previsto un constructor che invece nelle function era implicito.

12. Quindi l’istruzione Studente stualloca lo spazio necessario e crea l’oggetto di nome stu appartenente alla classStudente. Il constructor o non fa nulla o inizializza alcuni data members. Analogamente quando l’oggetto viene rilasciato, il destructor automaticamente libera lo spazio di memoria allocato per esso. Nell’esempio fatto questo avviene quando si esce dal main.

13. Sintassi per le member functions: object-name.function-name(actual-arg-list); stu.calcola_media(); Ovviamente function-name deve essere una public member function della classe Studente a cui l’oggetto stu appartiene. La parte della definizione denominata function-name(actual-arg-list) è anche dettamessaggio eobject-name è dettoricevitoredel messaggio.

14. member function DEFINITIONS Le member function definition è preferibile inserirle tutte in un file xxx.cpp Sintassi: constructor class-name::class-name(formal-arg-list) { istruzioni } Il nome del constructor è il nome della sua stessa classe. Si noti l’operatore :: detto scope resolution operator.

15. Un constructor senza argomenti è detto di default. • Un tale constructor deve essere dichiarato e definito per una classe class-name se: • La classe class-name ha almeno un constructor che ha uno o più argomenti, e • La classe class-name serve per essere usata in un array i cui elementi sono di tipo class-name. • Possono coesistere anche più constructor. La forma dell’oggetto determina quale constructor adoperare. Esempio • class CL • { • private: • ……………. • pubblic. • CL(); • CL(float, float); • ……………... • } Le definizioni CL obj1; CL obj2(0.0, -1.0) implicheranno che all’obj1 sarà applicato il constructor senza argomenti, mentre all’obj2 quello con due argomenti.

16. Nel caso della class Studente si ha: // Constructor Studente::Studente() { strcpy(student_name,” ”); } Questo constructor inizializza il valore di student_name alla stringa vuota senza inizializzare gli altri data member della class. Si noti che non abbiamo inizializzato l’intera class ma solo il particolare oggetto Studente per il quale il constructor è stato invocato. Ad esempio quando definiamo Studente stu; Solo nell’oggetto stu lo student_name verrà posto uguale alla stringa vuota.

17. // destructor Una classe può avere un solo destructor il quale non ha argomenti. Sintassi: destructor class-name:: ~ class-name() { istruzioni } Esempio: // destructor Studente::~Studente() { ; // in questo caso non ci sono unità dinamiche da deallocare }

18. Altremember function DEFINITIONS Sintassi: return-type class-name::function-name(formal-arg-list) Qui si definisce una member function che è stata dichiarata per la classe class-name. Le regole per determinare il return-type e gli argomenti sono analoghe a quelle usate per le function. Gli argomenti possono essere passati per valore o per indirizzo. La differenza con le function consiste nel fatto che una member function può far riferimento a tutte le private member function della classe cui appartiene. Cioè quando una member function è applicata ad un object essa può accedere a tutti i private data member di quell’oggetto.

19. Data la lista astratta L1 contenente numeri interi relativi, scrivere un algoritmo che pone i numeri negativi di L1 nella lista Lneg in ordine decrescente e i numeri positivi o nulli nella lista Lpos in ordine crescente. Si hanno a disposizione le seguenti funzioni membro: class lista { lista() // costruttore, inizializza a lista vuota. int estrai(int n) // ritorna il valore dell’elemento di posto n, se esiste, MAX_INT altrimenti int lung() // fornisce la lunghezza della lista. void inserisci(int n, int k) // Inserisce l’intero k nel posto ennesimo se n è minore o uguale alla lunghezza della lista più uno. …………..}

20. void eser1_ListaAstratta(lista L1, lista &Lneg, lista &Lpos) { int i=1; int flag; while i<=L1.lung() { if (L1.estrai(i)<0) { flag=-1; inserimento(L1.estrai(i), Lneg, flag) i++; } else { flag=1; inserimento (L1.estrai(i), Lpos, flag) i++; } } } void inserimento (int k, lista &L, bool flag) { int j=1; bool trovato=false; while (j<=L.lung() { if (flag*k< flag*L.estrai(j)) { L.inserisci(k,j); trovato=true; } else j++; } if (!trovato) L.inserisci(k,L.lung()+1); }

22. Top Top pila

23. pila Le operazioni fondamentali che si fanno sulle pile sono: riempimento e svuotamento. Questo implica che durante lo svolgimento del programma il numero di oggetti nella pila può cambiare. Per descrivere una pila è sufficiente sapere quali sono gli oggetti (Items) nella pila e il loro numero (Top).

24. OPERAZIONI SULLE PILE In una pila l’elemento inserito per ultimo viene estratto per primo (LIFO - Last In First Out). In una pila, se si adopera una struttura ad array, occorrerrà solo conoscere il numero di oggetti (Top). Aggiungere ed eliminare oggetti. Items[ ] è un array in cui si collocano gli oggetti, Top il numero di oggetti, l’operazione di aggiungere oggetti si chiama push e quella di eliminare oggetti pop. Quando Top<0 allora la pila è vuota.

25. OPERAZIONI SULLE PILE AGGIUNGERE Top  Top + 1 Items[Top] Item ELIMINARE Top  Top - 1

26. le operazioni pila inizializza la pila vuota push se la pila non è piena aggiungi oggetti altrimenti segnala errore pop se la pila non è vuota elimina il primo oggetto altrimenti segnala errore cima se la pila non è vuota la funzione assume il valore dell’oggetto al top della pila, in mancanza assume valore nullo Vuota vera se non ci sono oggetti nella pila Piena vera se la pila è piena

27. // COSTRUZIONE E GESTIONE DI UNA PILA CON UN VETTORE // pileMat.h #include<iostream> using namespace std; const int Max=10; // CLASSE class pila { public: pila() { top=-1; } void push(int e); void pop(int &e); void cima(); bool vuota(); bool piena(); friend ostream& operator<< (ostream&, pila); private: int top; int items[Max]; };

28. // -------------------------- DEFINIZIONI void pila::push(int e) { if (!piena()) { top++; items[top]=e; } else cout<<"Pila piena"<<endl; } void pila::pop(int& e) { if(!vuota()) { e=items[top]; top--; } else cout<<"Errore la pila è vuota"<<endl; } void pila::cima() { if(!vuota()) cout<<"elemento in cima = "<<items[top]<<endl; else cout<<"Non ci sono elementi nella pila "<<endl; } bool pila::vuota() { return (top==-1); } bool pila::piena() { return (top==Max-1); } ostream& operator<< (ostream& os, pila p) { os<<"("; for(int i=p.top; i>=0; i--) os<<p.items[i]<<" "; os<<")"<<endl; return os; }

29. // COSTRUZIONE E GESTIONE DI UNA PILA CON UN VETTORE #include<iostream> #include"pileMat.h" using namespace std; // MAIN int main() { pila A; int e, scelta=-1; do { cout<<"\n MENU PILA "<<endl; cout<<"1) Inserisci elemento nella pila"<<endl; cout<<"2) Preleva elemento dalla pila"<<endl; cout<<"3) Verifica pila vuota"<<endl; cout<<"4) Verifica pila piena"<<endl; cout<<"5) Visualizza elemento della pila"<<endl; cout<<"6) Visualizza elenco della pila"<<endl; cout<<"0) ESCI"<<endl; cout<<"\n Inserisci scelta : "; cin>>scelta;

30. switch(scelta) { case 1: cout<<endl<<"Dammi il valore dell'elemento da inserire nella pila: (0 per finire) "; cin>>e; while (e!=0){ if (A.piena()) { cout<<"\n\a La pila e' piena !!\n"; e=0;} else { A.push(e); cout<<endl<<"Dammi il valore dell'elemento da inserire nella pila: (0 per finire) "; cin>>e; } } break; case 2: if(!A.vuota()) { A.pop(e); cout<<"\n L'elemento prelevato dalla testa alla pila e' : "<<e<<endl; } else cout<<"\n\n LA PILA e' VUOTA \a\n\n"; break;

31. case 3: if(A.vuota()) cout<<"\n\a La pila e' vuota !!\n"; else cout<<"\n La pila non e' vuota !\n"; break; case 4: if(A.piena()) cout<<"\n la pila e' piena !!"; else cout<<"\n La pila non e' piena !"; break; case 5: A.cima(); break; case 6: cout<<A; break; case 0: scelta =0; break; default: cout<<"\n\a Inserisci un numero tra 0 e 6 \n"; } } while(scelta); return 0; }

32. Si può adoperare una struttura a lista nella quale gli elementi si aggiungono sempre in testa e si eliminano sempre a partire dalla testa. Es. Pnodo Pila; Pnodo push(Pnodo &TPila, int item); // inserisci il nodo con chiave item in testa alla lista Pila; Pnodo pop(Pnodo &TPila); // elimina il nodo in testa alla lista Pila;

33. ESERCIZIO Scrivere i prototipi e le definizioni degli operatori utilizzando le liste: Pila, Push , Pop, Top, pilaVuota , pilaPiena