Objektno orijentisano programiranje

1. Objektnoorijentisano programiranje Klase

2. Klase • Definisanje i deklarisanje klasa • Objekti klasnih tipova • Metode klasa • Konstruktori i destruktori • Zajednički članovi klasa • Prijateljske funkcije klasa

3. Klase • Složeni tipovi podataka • Elementi klasa – članovi (atributi, metode) • Podaci klasnog tipa – primjerci, instance klase, objekti • Vrijednosti atributa čine stanje objekta • Metode služe za izvođenje operacija koje objekat podržava

4. Klase kao tipovi podataka • Određuju moguće vrijednosti objekata • Određuju moguće operacije nad objektima • Sprečavaju bilo koje druge operacije nad objektima • Obezbjeđuju obaveznu inicijalizaciju objekata • Obezbjeđuju uništavanje objekata kada više nisu potrebni

5. Definisanje i deklarisanje klasa • Definicija klase – navođenje svih članova klase • Deklaracija klase – naznačavanje da neki identifikator predstavlja klasu, bez detalja implementacije • Definicija atributa – naredba za definisanje podataka • Definicija metoda – definicija funkcija

6. Definisanje atributa (polja) • Naredba definisanja podataka, bez mogućnosti navođenja inicijalizatora • Odjednom se može definisati više atributa zajedničkog osnovnog tipa • Atributi ne mogu biti tipa klase koja se upravo definiše, ali mogu biti pokazivači i upućivači na primjerke te klase

7. Definisanje metoda • Ekvivalentno definisanju funkcija • Za metode definisane u okviru klase podrazumijeva se modifikator inline (ugrađene metode) • Tumačenje tijela metode odlaže se do kraja definicije klase, što omogućava korištenja članova klase koji se definišu poslije definicije metode u okviru klase • Povratna vrijednost i argumenti metode mogu biti tipa klase koja se definiše

8. Deklarisanje metoda • Prototip funkcije • Metode koje se u klasi deklarišu moraju biti definisane izvan definicije klase • Mogu biti i ugrađene metode ali je tada potrebno eksplicitno navesti modifikator inline pri definisanju metode

9. Prava pristupa i vidljivost članova • Privatni • Pristup samo iz unutrašnjosti klase • Nevidljivi izvan klase • Javni • Pristup iz unutrašnjosti i izvan klase • Atributi uglavnom privatni, metode i privatne i javne • Pristup atributima pomoću javnih metoda

10. Opseg važenja - doseg • Doseg svih identifikatora unutar klase je od mjesta definisanje do kraja klase • Članovi klase imaju klasni doseg • Definicija klase mora biti dostupna prevodiocu pri prevođenju programa koji stvara objekte te klase • Definicije klase obično se stavljaju u zaglavlja (ime_klase.h) koja se uključuju u program direktivama #include

11. Opseg važenja - doseg • Klasnidoseg (class scope) • Podaci članovi, funkcije članice • U okviruklasnog dosega članovi klase • Direktno dostupni svim funkcijama članicama • Referenciranje navođenjem imena • Van klasnog dosega • Referenciranje na osnovuimena objekta, reference objekta, pokazivačana objekat

12. Opseg važenja - doseg • Promjenljive deklarisane u funkciji članici poznate samo u funkciji • Promjenljive sa istim imenom kao promjenljive u dosegu klase • Promenljive klasnog dosega se “sakrivaju - maskiraju” • Pristup je moguć korišćenjem operatora za razrješenje dosega (scope resolution operator) (::) ClassName::classVariableName • Promjenljive su poznate samo u funkcijama gdje su definisane • Promjenljive se uništavaju nakon završetka funkcije tj izlaska iz nje

13. Razdvajanje interfejsa od implementacije • Lakše se modifikuju programi • Header fajlovi • definicija klasa i prototipova funkcija • uključuju se u svaki fajl koji koristi klasu (#include) • Ekstenzija fajla *.h • Fajlovi sa kodom • Definicija funkcija • Isto osnovno ime po konvenciji • Kompajliraju se i poslije se linkuju

14. Prototip funkcije koja je public. Definicija klase počinje ključnom rečju class. Tijelo klase počinje otvorenom vitičastom zagradom. Modifikatori prava pristupa privatepodaci kojima mogu da pristupe samo funkcije članice. Tijelo klase se završava desnom vitičastom zagradom. Definicije se završavaju sa tačka-zarez tj ; Konstruktor ima isto ime kao i klasa, Time, i nema povratnu vrijednost. 1 class Time { 2 3 public: 4 Time(); // constructor 5 void setTime( int, int, int ); // set hour, minute, second 6 void printUniversal(); // print universal-time format 7 void printStandard(); // print standard-time format 8 9 private: 10 int hour; // 0 - 23 (24-hour clock format) 11 int minute; // 0 - 59 12 int second; // 0 - 59 13 14 }; // end class Time

15. 1 2 // Declaration of class Time. 3 // Member functions are defined in time1.cpp 4 5 // prevent multiple inclusions of header file 6 #ifndefTIME1_H 7 #defineTIME1_H 8 9 // Time abstract data type definition 10 class Time { 11 12 public: 13 Time(); // constructor 14 void setTime( int, int, int ); // set hour, minute, second 15 void printUniversal(); // print universal-time format 16 void printStandard(); // print standard-time format 17 18 private: 19 int hour; // 0 - 23 (24-hour clock format) 20 int minute; // 0 - 59 21 int second; // 0 - 59 22 23 }; // end class Time 24 25 #endif Pretprocesorska direktiva kao zaštita od višestukog uključivanja Code between these directives not included if name TIME1_H already defined. “If not defined” Preprocesorska direktiva definiše imeTIME1_H. Naming convention: ime header fajla sa underscore.

16. 1 2 // Member-function definitions for class Time. 3 #include <iostream> 4 5 using std::cout; 6 7 #include <iomanip> 8 9 using std::setfill; 10 using std::setw; 11 12 // include definition of class Time from time1.h 13 #include"time1.h" 14 15 // Time constructor initializes each data member to zero. 16 // Ensures all Time objects start in a consistent state. 17 Time::Time() 18 { 19 hour = minute = second = 0; 20 21 } // end Time constructor 22 Uključivanje header fajlatime1.h. Ime header fajla u duplim navodnicima; uglasti navodnici se koriste za header fajlove iz C++ Standard Library.

17. 23 // Set new Time value using universal time. Perform validity 24 // checks on the data values. Set invalid values to zero. 25 void Time::setTime( int h, int m, int s ) 26 { 27 hour = ( h >= 0 && h < 24 ) ? h : 0; 28 minute = ( m >= 0 && m < 60 ) ? m : 0; 29 second = ( s >= 0 && s < 60 ) ? s : 0; 30 31 } // end function setTime 32 33 // print Time in universal format 34 void Time::printUniversal() 35 { 36 cout << setfill( '0' ) << setw( 2 ) << hour << ":" 37 << setw( 2 ) << minute << ":" 38 << setw( 2 ) << second; 39 40 } // end function printUniversal 41

18. 42 // print Time in standard format 43 void Time::printStandard() 44 { 45 cout << ( ( hour == 0 || hour == 12 ) ? 12 : hour % 12 ) 46 << ":" << setfill( '0' ) << setw( 2 ) << minute 47 << ":" << setw( 2 ) << second 48 << ( hour < 12 ? " AM" : " PM" ); 49 50 } // end function printStandard

19. Objekti klasnih tipova • Nakon definisanja klase moguće je • Definisanje objekata i nizova objekata [ ] • Definisanje pokazivača i upućivača na objekte • Dodjela vrijednosti jednog objekta drugom • Nalaženje adresa objekata i pristup objektima na osnovu adrese ili indeksiranjem • Pristup članovima objekata neposredno (.) ili posredno (->)

20. Definisanje objekata • Objekti klasnih tipova su primjerci ili instance klase • Definišu se uobičajenim naredbama za definisanje podataka • Za oznaku tipa uzima se identifikator klase • Za svaki objekat kreira se poseban skup svih polja (atributa) te klase • Pripadanje metoda objektu treba shvatiti u logičkom smislu: pri pozivu metode određenog objekta ona obrađuje polja tog objekta • Pri prevođenju programa se prevod svake metode smješta u memoriju samo jednom, koristi se za poziv metode iz bilo koga objekta

21. Rad sa objektima • Dodjela vrijednosti jednog objekta drugom podrazumijeva kopiranje vrijednosti svih polja izvorišnog u odredišni objekat • Za slučaj pokazivačkih polja prenosi se samo vrijednost pokazivača, ne i pokazivani podatak (podobjekat) • Pristup metodama operatorima “.” i “->” podrazumijeva pozivanje metode

22. Rad sa objektima • Objekti mogu biti parametri i povratne vrijednosti funkcija • U slučaju parametara prenos se vrši po vrijednosti, a moguće je koristiti i pokazivače ili upućivače

23. Metode klasa • Mogu se definisati izvan ili unutar klasa • Obično se definišu izvan klasa • Inline metode – definisane unutar klasa

24. Definisanje metoda van klase • Koristi se binarni resolution operator “::” • Određuje kojoj klasi pripada funkcija • Jedinstveno identifikuje funkcije konkretne klase • Različite klase mogu imati metode istih imena ReturnType ClassName::MemberFunctionName( ){ … } • Ne zavisi da li je funkcija private ili public • Za metode definisane unutar klase nije potrebno navoditi operator “::” niti ime klase

25. Inline funkcije • Koristi se ključna riječ inline ispred funkcije • Kompajler kopira kod funkcije umjesto poziva funkcije • Umanjuje broj poziva funkcije • Kompajler može i da ignoriše inline • Korisno za male funkcije koje se često koriste inline double cube( const double s ) { return s * s * s; }

26. 1 2 // Time class. 3 #include <iostream> 4 5 using std::cout; 6 using std::endl; 7 8 #include <iomanip> 9 10 using std::setfill; 11 using std::setw; 12 13 // Time abstract data type (ADT) definition 14 class Time { 15 16 public: 17 Time(); // constructor 18 void setTime( int, int, int ); // set hour, minute, second 19 void printUniversal(); // print universal-time format 20 void printStandard(); // print standard-time format 21 Definicija klaseTime.

27. 22 private: 23 int hour; // 0 - 23 (24-hour clock format) 24 int minute; // 0 - 59 25 int second; // 0 - 59 26 27 }; // end class Time 28 29 // Time constructor initializes each data member to zero and 30 // ensures all Time objects start in a consistent state 31 Time::Time() 32 { 33 hour = minute = second = 0; 34 35 } // end Time constructor 36 37 // set new Time value using universal time, perform validity 38 // checks on the data values and set invalid values to zero 39 void Time::setTime( int h, int m, int s ) 40 { 41 hour = ( h >= 0 && h < 24 ) ? h : 0; 42 minute = ( m >= 0 && m < 60 ) ? m : 0; 43 second = ( s >= 0 && s < 60 ) ? s : 0; 44 45 } // end function setTime 46 Constructor inicijalizujeprivatepodatak na 0. public member function proverava vrednost parametara pre setovanja privatepodataka.

28. Nema argumenata. Deklaracija promenljive t kao objekta klase Time. 47 // print Time in universal format 48 void Time::printUniversal() 49 { 50 cout << setfill( '0' ) << setw( 2 ) << hour << ":" 51 << setw( 2 ) << minute << ":" 52 << setw( 2 ) << second; 53 54 } // end function printUniversal 55 56 // print Time in standard format 57 void Time::printStandard() 58 { 59 cout << ( ( hour == 0 || hour == 12 ) ? 12 : hour % 12 ) 60 << ":" << setfill( '0' ) << setw( 2 ) << minute 61 << ":" << setw( 2 ) << second 62 << ( hour < 12 ? " AM" : " PM" ); 63 64 } // end function printStandard 65 66 int main() 67 { 68 Time t; // instantiate object t of class Time 69

29. 70 // output Time object t's initial values 71 cout << "The initial universal time is "; 72 t.printUniversal(); // 00:00:00 73 74 cout << "\nThe initial standard time is "; 75 t.printStandard(); // 12:00:00 AM 76 77 t.setTime( 13, 27, 6 ); // change time 78 79 // output Time object t's new values 80 cout << "\n\nUniversal time after setTime is "; 81 t.printUniversal(); // 13:27:06 82 83 cout << "\nStandard time after setTime is "; 84 t.printStandard(); // 1:27:06 PM 85 86 t.setTime( 99, 99, 99 ); // attempt invalid settings 87 88 // output t's values after specifying invalid values 89 cout << "\n\nAfter attempting invalid settings:" 90 << "\nUniversal time: "; 91 t.printUniversal(); // 00:00:00 92 poziv public metode Postavljanje vrednosti člana klase korišćenjem publicfunckije članice. Pokušaj postavljanja vrednosti člana klase na nevalidnu vrednost korišćenjem publicfunkcije članice.

30. Podatak postavljen na 0nakon pokušaja postavljanja nevalidne vrednosti. 93 cout << "\nStandard time: "; 94 t.printStandard(); // 12:00:00 AM 95 cout << endl; 96 97 return0; 98 99 } // end main The initial universal time is 00:00:00 The initial standard time is 12:00:00 AM Universal time after setTime is 13:27:06 Standard time after setTime is 1:27:06 PM After attempting invalid settings: Universal time: 00:00:00 Standard time: 12:00:00 AM

31. 2 // Using an inline function to calculate. 3 // the volume of a cube. 4 #include <iostream> 6 using std::cout; 7 using std::cin; 8 using std::endl; 10 // Definition of inline function cube. Definition of function 11 // appears before function is called, so a function prototype 12 // is not required. First line of function definition acts as 13 // the prototype. 14 inline double cube( const double side ) 15 { 16 return side * side * side; // calculate cube 18 } // end function cube 20 int main() 21 { 22 cout << "Enter the side length of your cube: "; 24 double sideValue; 26 cin >> sideValue; 28 // calculate cube of sideValue and display result 29 cout << "Volume of cube with side " 30 << sideValue << " is " << cube( sideValue ) << endl; 31 32 return0; // indicates successful termination 33 34 } // end main Enter the side length of your cube: 3.5 Volume of cube with side 3.5 is 42.875

32. Konstruktori • Specijalne funkcije klase • Imaju isto ime kao i klasa • Inicijalizuju podatke članove klase • Pozivaju se automatski kada se kreira objekat klase • Nemaju povratni tip • Može se definisati više konstruktora (overloading)

33. Stvaranje objekata • Dodjeljuje se memorijski prostor i eventualno inicijalizacija • Memorijski prostor se dodjeljuje automatski za sva polja prema definiciji klase • Inicijalizaciju polja treba da obezbijedi programer • Izuzetak su trajni (statički) objekti čije su početne vrijednosti nule na memorijskim lokacijama svih polja • C++ nudi zagarantovanu inicijalizaciju objekata pomoću specijalnih metoda - konstruktora

34. Klase sa konstruktorima • Jedna klasa može imati više konstruktora - dozvoljeno je preklapanje imena funkcija i za slučaj konstruktora • Konstruktori mogu imati proizvoljan broj parametara, a mogu biti i bez parametara • Parametar konstruktora ne može biti tipa svoje klase, ali može biti pokazivač ili upućivač na primjerke vlastite klase • Konstruktori mogu imati i podrazumijevane parametre • Ne vraćaju nikakvu vrijednost, pri definisanju nije dozvoljena čak ni upotreba riječi void za oznaku tipa • Jedina razlika u definiciji konstruktora u odnosu na definiciju obične funkcije klase je u nedostatku oznake tipa • Konstruktori se mogu definisati izvan ili u okviru klase

35. Pozivanje konstruktora • Pozivaju se automatski u trenutku stvaranja stalnih ili prolaznih objekata u naredbama za definisanje podataka • Potrebno je navesti i inicijalizator opšteg oblika (izraz, izraz, ...) • Vrijednosti izraza predstavljaju argumente koji se prenose odgovarajućem konstruktoru • Pozivaju se automatski i pri dodjeli memorije u dinamičkoj zoni pomoću operatora new

36. Definisanje konstruktora • Definišu se slično kao i obične funkcije, s tim što mogu da se navedu i inicijalizatori za pojedina polja klase, opšti oblik definicije: Klasa (parametri) : inicijalizator, ... , inicijalizator, {tijelo} • U slučaju da nema parametara obavezno je navođenje zagrada () • U slučaju da je tijelo konstruktora prazno obavezno je navođenje zagrada {} • Ako ne postoje inicijalizatori, ne koristi se ni “:” • Ne navodi se povratni tip konstruktora

37. Konstruktori posebne namjene • Podrazumijevani konstruktor (default) • Konstruktor kopije • Konstruktor konverzije

38. Podrazumijevani konstruktor • Konstruktor bez parametara ili čiji svi parametri imaju podrazumijevane vrijednosti • Poziva se automatski kad se stvara objekat bez inicijalizatora • Obezbjeđuje da će svi primjerci klase biti inicijalizovani, čak i kada to programer ne traži eksplicitno • Ako u klasi nije definisan nijedan konstruktor, automatski se generiše podrazumijevani konstruktor sa praznim tijelom, kao javni • Ako je u klasi definisan bar jedan konstruktor, podrazumijevani konstruktor se ne generiše automatski • Nema prepreke da se eksplicitno definiše podrazumijevani konstruktor praznog tijela

39. Konstruktor kopije • Konstruktor koji može da se poziva sa jednim argumentom tipa svoje klase (koji ima jedan parametar ili kod koga svi parametri osim prvog imaju podrazumijevane vrijednosti) • Parametar mora biti upućivač na primjerke klase • Služi za inicijalizaciju primjerka klase kopijom sadržaja objekta istog tipa • Ako u klasi nije definisan konstruktor kopije, on se kreira automatski kao javan • Treba da obezbijedi kopiranje cijelog objekta, ne samo polja klase • Ako postoje pokazivačka polja, automatski generisan konstruktor kopije nije zadovoljavajući

40. Konstruktor konverzije • Konstruktor koji može da se pozove sa jednim argumentom čiji tip nije jednak posmatranoj klasi • Može da ima i dodatne parametre sa podrazumijevanim vrijednostima • Služe za konverziju tipova • Može se vršiti konverzija iz standardnih u klasne tipove, obrnuto ne može • Standardni tipovi nisu klase za koje programer može definisati konstruktore konverzije

41. Destruktori • Isto ime kao i klasa, sa dodatkom “~” ispred imena • Nemaju argumente • Nema preklapanja • Izvršavaju radnje kod uništavanja objekta • Pozivaju se automatski

42. Pozivanje konstruktora i destruktora • Konstruktorii destruktori • Implicitno se pozivaju - kompajler • Redoslijed poziva • Zavisi od redoslijeda izvršavanja • Kada u toku izvršavanja objekti dobijaju odnosno gube doseg • Generalno, destruktori se pozivaju u suprotnom redoslijedu od redoslijeda poziva konstruktora