Іграшка, продукт, товар, молочний продукт

10. квитанція, накладна, документ, чек

11. автомобіль, потяг, транспортний засіб, експрес

12. двигун, двигун внутрішнього згоряння, дизель, турбореактивний двигун

13. республіка, монархія, королівство, держава

14. ссавці, парнокопитні, птаха, тварина

15. корабель, пароплав, вітрильник, корвет

Лабораторна робота №3.

Ієрархія об'єктів і групи. Ітератори.

Мета. Одержати практичні навички створення об'єктів-груп і використання методів-ітераторів.

Основні теоретичні відомості.

Група.

Група — це об'єкт, у який включені інші об'єкти. Об'єкти, що входять у групу, називаються елементами групи. Елементи групи, у свою чергу, можуть бути групою.

Приклади груп:

1)Вікно в інтерактивній програмі, що володіє такими елементами, як поля вводу і редагування даних, кнопки, списки вибору, діалогові вікна і т.д. Прикладами таких вікон є об'єкти класів, породжених від абстрактного класу TGroup (TDeskTop, TWindow, TDialog) в ієрархії класів бібліотеки Turbo Vision і об'єкти класів, породжених від TWindowObject в ієрархії класів бібліотеки OWL.

2)Агрегат, що складається з більш дрібних вузлів.

3)Город, що складається з рослин, системи поливу і плану вирощування.

4)Деяка організаційна структура (наприклад, ФАКУЛЬТЕТ, КАФЕДРА, СТУДЕНТСЬКА ГРУПА).

Ми відрізняємо “групу” від “контейнера”. Контейнер використовується для збереження інших даних. Приклади контейнерів: об'єкти класу TCollection бібліотеки Turbo Visionі об'єкти контейнерних класів бібліотеки STLуC++(масиви, списки, черги).

На відміну від контейнера ми розуміємо групу, як клас, що не тільки зберігає об'єкти інших класів, але і має власні властивості, що не випливають із властивостей його елементів.

Група дає другий вид ієрархії (перший вид — ієрархія класів, побудована на основі успадкування) — ієрархію об'єктів (ієрархію типу ціле/частина), побудовану на основі агрегування.

Реалізувати групу можна декількома способами.

1.Клас “група” містить полючи даних об'єктного типу. Таким чином, об'єкт “група” як дані містить або безпосередньо свої елементи, або покажчики на них

class TWindowDialog: public TGroup

{

protected:

TInputLine input1;

TEdit edit1;

TButton button1;

/*інші члени класу*/

};

Такий спосіб реалізації групи використовується в C++Builder.

2.Група містить член-дане last типу TObject*, що вказує на початок зв'язаного списку об'єктів, включених у групу. У цьому випадку об'єкти повинні мати поле next типу TObject*, що вказує на наступний елемент у списку. Такий спосіб використовується при реалізації груп у Turbo Vision.

3.Створюється зв'язаний список структур типу TItem:

struct TItem

{TObject* item;

TItem* next;};

Поле item указує на об'єкт, включений у групу. Група містить поле last типу TItem *, що вказує на початокзв'язаного списку структур типу TItem.

Якщо необхідний доступ елементів групи до її полів і методів, об'єкт типу TObject повинний мати поле owner типу TGroup*, що вказує на власника цього елемента.

Методи групи.

Є два методи, що необхідні для функціонуваннягрупи:

1)void Insert(TObject* p);

Вставляє елемент у групу.

2)void Show();

Дозволяє переглянути групу.

Крім цього група може містити наступні методи:

1) int Empty();

Показує, чи є хоча б один елемент у групі.

2) TObject* Delete(TObject* p);

Видаляє елемент із групи, але зберігає його в пам'яті.

3)void DelDisp(TObject* p);

Видаляє елемент із групи і з пам'яті.

Ієрархія об'єктів

Ієрархія класівє ієрархія за принципом успадкування, тобто типу "це є різновид того". Наприклад, "робітник є різновид персони", “автомобіль” є різновид “транспортного засобу”. На відміну від цього ієрархія об'єктів — це ієрархія за принципом входження, тобто типу "це є частиною того". Наприклад, "установа - частина заводу", “двигун” частина “автомобіля”. Таким чином об'єкти нижнього рівня ієрархії включаються в об'єкти більш високого рівня, що є для них групою.

Ітератор.

Ітератори дозволяють виконувати деякі дії для кожного елемента визначеного набору даних.

For all елементів набору { дії}

Такий цикл міг би бути виконаний для всього набору, наприклад, щоб надрукувати всі елементи набору. Чи міг би шукати деякий елемент, що задовольняє визначеній умові, і в цьому випадку такий цикл може закінчитися, як тільки буде знайдений необхідний елемент.

Ми будемо розглядати ітератори як спеціальні методи класу-групи, що дозволяють виконувати деякі дії для всіх об'єктів, включених у групу. Прикладом ітератора є метод Show.

Нам би хотілося мати такий ітератор, що дозволяв би виконувати над всіма елементами групи дії, задані не одним з методів об'єкта, а довільною функцією користувача. Такий ітератор можна реалізувати, якщо цю функцію передавати йому через покажчик на функцію.

Визначимо тип покажчика на функцію в такий спосіб:

typedef void(*PF)(TObject*,< додаткові параметри>);

Функція має обов'язковий параметр типу TObject чи TObject*, через який їй передається об'єкт, для якого необхідно виконати визначені дії.

Метод - ітератор з'являється в такий спосіб:

void TGroup::ForEach(PF action,< додаткові параметри >);

де

action-єдиний обов'язковий параметр-покажчик на функцію, що викликається для кожного елемента групи;

додаткові параметри – параметри, що передаються функції, яка викликається.

Потім визначається покажчик на функцію і ініціюється переданою ітератору функцією.

PF pf=myfunc;

Тоді ітератор буде викликатися, наприклад для додаткового параметра типу int, так:

gr.ForEach(pf,25);

Тут gr-об'єкт-група.

Динамічна ідентифікація типів.

Динамічна ідентифікація типу характерна для мов, у яких підтримується поліморфізм. У цих мовах можливі ситуації, у яких тип об'єкта на етапі компіляції невідомий.

У С++ поліморфізм підтримується через ієрархії класів, віртуальні функції і покажчики базових класів. При цьому покажчик базового класу може використовуватися або для вказівки на об'єкт базового класу, або для вказівки на об'єкт будь-якого класу похідного від цього базового.

Нехай група містить об'єкти різних класів і необхідно виконати деякі дії тільки для об'єктів визначеного класу. Тоді в ітераторі ми повинні розпізнавати тип чергового об'єкта.

У стандарт мови С++ включені засоби RTTI(Run-Time Type Idendification)- динамічна ідентифікація типів. Ці засоби реалізовані в останніх системах Borland C++ (версій 4.0 і вище).

Інформацію про тип об'єкта одержують за допомогою оператора typeid, визначення якого містить заголовний файл <typeinfo.h>.

Є дві форми оператора typeid:

typeid (об'єкт)

typeid (ім'я_типу)

Оператор typeid повертає посилання на об'єкт типу type_info.

У класі type_info перевантажені операції == і != забезпечують порівняння типів.

Функція name() повертає покажчик на ім'я типу.

Є одне обмеження. Оператор typeid працює коректно тільки з об'єктами, у яких визначені віртуальні функції. Більшість об'єктів мають віртуальні функції, хоча б тому, що звичайно деструктор є віртуальним для усунення потенційних проблем з похідними класами. Коли оператор typeid застосовують до неполіморфного класу (у класі немає віртуальної функції), які одержують покажчик чи посилання базового типу.

Приклади.

#include<iostream.h>

#include<typeinfo.h>

class Base{

virtual void f(){};

//…

};

class Derived: public Base{

//…

};

void main()

{int i;

Base ob,*p;

Derived ob1;

cout<<typeid(i).name(); //Виводиться int

p=&ob1;

cout<<typeid(*p).name(); // Виводиться Derived

}

//початок див. вище

void WhatType(Base& ob)

{cout<< typeid(ob).name()<<endl;

}

void main()

{

Base ob;

Derived ob1;

WhatType(ob); //Виводиться Base

WhatType(ob1); //Виводиться Derived

}

//початок див. вище

void main()

{

Base *p;

Derived ob;

p=&ob;

if(typeid(*p)==typeid(Derived)) cout<<“p указує на об'єкт типу Derived”;

…

}

Якщо при звертанні typeid(*p), p=NULL, то збуджується виняткова ситуація bad_typeid

Порядок виконання роботи.

1. Доповнити ієрархію класів лабораторної роботи №2 класами “група”.

Наприклад, для предметної області ФАКУЛЬТЕТ можна запропонувати класи “факультет”, “студентська група”, “кафедра”. Рекомендується створити абстрактний клас - “підрозділ”, що буде предком усіх груп і абстрактний клас TObject, що знаходиться на чолі всієї ієрархії.

2.Написати для класу-групи метод - ітератор.

3.Написати процедуру функції, що виконується для всіх об'єктів, що входять у групу (дивися приклади в додатку).

4.Написати демонстраційну програму, у якій створюються, показуються і руйнуються об'єкти-групи, а також демонструється використання ітератора.

Методичні вказівки.

1.Клас-група повинен відповідати ієрархії класів лабораторної роботи №2, тобто об'єкти цих класів повинні входити в групу. Наприклад, для варіанта 1 може бути запропонована наступна ієрархія клас

TObject(абстр. клас)