1. előadás

Tipp: a diák között lépkedni a J és K billentyúkkel lehet. Szöveges kereséshez ctrl-F használható.

Letöltés

1.

Programozás alapjai II. (1. ea) C++ C++ kialakulása, nem OO újdonságok: Szeberényi Imre, Somogyi Péter BME IIT <szebi@iit.bme.hu> M Ű E GY E T E M 1 7 82 C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 1-

2.

C++ kialakulása Veszélyforrások csökkentése Objektum orientált szemlélet C+ javítások OOP elemek C++ A fejlődés során jelentős kölcsönhatások voltak a C és a C++ között C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 2-

3.

C és C++ viszonya preprocesszor preprocesszor buta C C könyvtár C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. okos C C könyvtár C++ könyvtár 2021.02.08. - 3-

4.

C és C++változatai C++03 C++ C w. classes 1972 C++14 C++17 C++11 C++98 1979 1978 1998 1985 1983 1989 C 1990 2003 2011 2014 1999 C90 K&R C C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. ANSI C C99 C11 C18 2021.02.08. -4-

5.

C++11, C++14, C++17, C++20? • A tárgy a 2003-ban elfogadott C++ nyelvet használja az OO paradigmák bemutatásához eszközként. • Ezt tanítja és ezt kéri számon, de lehet az újabb változatok elemeit használni háziban, zh-ban. • A teljes C++11 azonban lényegesen bonyolultabb, amit másik tárgy keretében lehet megismerni. • Bjarne Stroustrup: „C++11 feels like a new language” http://www.stroustrup.com/C++11FAQ.html C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 5-

6.

C99 • deklarációk és utasítások vegyesen for (int i = 1; i < 12; i++) …. • // comment, const, enum, inline • változó hosszúságú tömb (függvényben) void f(int b) { int c[b]; // változó méretű tömb } • új típusok (pl. long long, double _Complex) • Pontosabb specifikáció pl: -3/5 = 0 -3%5= -3 // C89-ben lehetne -1 és +2 C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 6-

7.

Általános kódolási tanácsok (ism) • Olvasható legyen a kód, ne trükkös! • Mellékhatásoktól tartózkodni! • Nem triviális szintaxist kerülni, akkor is, ha a C nyelv szerint az egyértelmű (a+++b) • Nem feltétlenül kell haragudni a break-re és a continue-ra! Óra végén látni fogjuk, hogy C++-ban még a „goto”-t is gyakran használjuk (bár nem így hívjuk). C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 7-

8.

Mi történik, ha x > 2.3 ? while (i < 12 && q != 0 && k > 87 && u < 3) { ................................... if (x > 2.3) q = 0; .................................. } while (i < 12 && k > 87 && u < 3) { ................................... if (x > 2.3) break; ................................... } C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 8-

9.

Általános kódolási tanácsok/2 • Makrókat kerüljük, ha lehet #define MAX(a,b) a > b ? a : b int a1 = 1; int x = MAX(a1&7, 3); // x = ??? #define MAX(a,b) (a) > (b) ? a : b C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 9-

10.

Általános kódolási tanácsok/2 • Memória foglalás: ki foglal és ki szabadít? char *valami(char *); // lefoglal? Mit csinál? • Ha foglal, kinek kell felszabadítani ? • Oda kell írni kommentbe! • Összetartozó adatok struktúrába • Konstansok, enum • Elfogadott kódolási stílus betartása (pl: http://google-styleguide.googlecode.com/svn/trunk/cppguide.html A lényeg a következetességen van! C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 10 -

11.

Deklaráció és definíció • A deklarációs pont továbbra is legtöbbször definíció is: – int a; float alma; – de: int fv(int x); - nem definíció • A típus nem hagyható el ! • Több deklaráció is lehet, – extern int error; – extern int error; • Definíció csak egy! C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 11 -

12.

Ott deklaráljunk, ahol használjuk y = 12; … int z = 3; // és egyből inicializáljuk for (int i = 0; i < 10; i++) { élettartam, hatókör z += i; u.a, mint a C-ben int k = i – 1; y *= k; i és k itt már nem létezik ! } C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 12 -

13.

C++ újdonságok, bővítések • Struktúranév típussá válik • Csak preprocesszorral megoldható dolgok nyelvi szintre emelése (const, enum, inline) • Kötelező prototípus, névterek • Referencia, cím szerinti paraméterátadás • Túlterhelt/többarcú függvények (overloaded) • Alapértelmezésű (default) argumentumok • Dinamikus memória nyelvi szint. (new, delete) • Változó definíció bárhol, ahol utasítás lehet C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 13 -

14.

Típusok • • • • • • • • logikai char egész felsorolás valós mutató referencia void integrális aritmetikai • összetett adatszerkezetek (tömb struktúra) és osztályok skalár C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 14 -

15.

Logikai típus (új típus) bool C++-ban nyelvi false elem true aritmetikai bool automatikus típuskonverzió, ahogyan a C-ben megszoktuk. C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 15 -

16.

Aritmetikai és logikai konverzió Aritmetikai típus értékkészlete bool 0 = hamis, a többi = igaz 0 vagy 1 bool b1, b2, b3; int i; b1 = true; b2 = 3; i = b2; b3 = false; (b2 == true, i == 1) C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 16 -

17.

Struktúra név típussá válik struct Komplex { float re; float im; }; srtruct Lista_elem { int i; Lista_elem *kov; }; C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. C++-ban a név típus értékű önhivatkozó struktúránál kényelmes 2021.02.08. - 17 -

18.

Konstans (ism) #define PI 3.14 helyett const float PI = 3.14; const: Típusmódosító amely megtiltja az objektum átírását (fordító nem engedi, hogy balértékként szerepeljen) Mutatók esetén: const char * p; //p által címzett terület nem módosítható char const * p; // ua. char * const q; //q-t nem lehet megváltoztatni C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 18 -

19.

Két trükkös próbálkozás const int x = 3; int *px = &x; *px = 4; fordítási hiba C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. fordítási hiba void f(int *i) { *i = 4; } const int x = 3; f(&x); 2021.02.08. - 19 -

20.

Felsorolás típus (szigorúbb lett) enum Szinek { típus piros, sarga, zold = 4 }; Szigorúbb ellenőrzés, mint az ANSI C-ben. Pl: fordítási hiba Szinek jelzo; jelzo = 4; jelzo = Szinek(8); C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. nincs hiba, de meghatározatlan érték létrehozása 2021.02.08. - 20 -

21.

Prototípus kötelező Előrehivatkozáskor kötelező Tipikus C hiba: double z = sqrt(2); C feltételezi, hogy int C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. (double) kellene 2021.02.08. - 21 -

22.

Miért baj ha elmarad? a függvényt hívó rész double z=sqrt(2); int int C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. a hívott függvény double sqrt(double x) { verem double regiszter double x . . return res; ...} 2021.02.08. - 22 -

23.

Mutatók és címek (ism.) • Minden változó és függvény memóriában levő helye (címe) képezhető. (pl: &valtozo) • Ez a cím ún. pointerben vagy mutatóban tárolható. • A pointer egy olyan típus, amelynek az értékkészlete cím, és mindig egy meghatározott típusú objektumra mutat. int i, *ip; float f, *fp; int-re mutató pointer float-ra mutató pointer C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. ip = &i; fp = &f; 2021.02.08. - 23 -

24.

Indirekció (ism.) *ip = 13; int i; 13 float f; i címe int *ip; ip = &i float *fp; Memória C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 24 -

25.

Értékparaméter (ism.) érték változó v. konstans fv.érték függvény C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. • A paraméterek nem változhatnak meg, mivel azok értéke adódik át. • Azok eredeti tartalma az eredeti helyen megmarad. • A függvény csak a függvényértéken keresztül tud a külvilágnak eredményt szolgáltatni. (Ez sokszor kevés.) 2021.02.08. - 25 -

26.

Változó paraméter (ism.) cím változó fv.érték függvény • A paraméter címét adjuk át, így az átadott paraméter elérhető, de meg is változtatható. • A magas szintű nyelvek elfedik ezt a trükköt. Sem az aktuális paraméterek átadásakor, sem a formális paraméterekre való hivatkozáskor nem kell jelölni. • Csupán a paraméter jellegét (változó) kell megadni. C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 26 -

27.

Referencia (új típus) Referencia: alternatív név tipus& int i = 1; int& r = i; // kötelező inicializálni, mert // tudni kell, hogy kinek az alternatív neve int x = r; // x = 1; r = 2; // i = 2; C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 27 -

28.

Változó paraméter referenciával C: void inc(int *a) { (*a)++; } könnyen int x = 2; lemarad inc(&x); C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. C++: void inc(int &a) { a++; nem kell } jelölni a int x = 2; címképzést híváskor inc(x); 2021.02.08. - 28 -

29.

Példa // két érték felcserélése // Változó paraméter pointerrel void csere(int* a, int* b) { int tmp = *a; *a = *b; *b = tmp; } ... int x, y; csere(&x, &y); C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 29 -

30.

Példa // két érték felcserélése // Változó paraméter referenciával void csere(int& a, int& b) { int tmp = a; a = b; b = tmp; } ... int x, y; csere( x, y); C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 30 -

31.

Paraméterátadás összefogl. • érték szerint – skalár – struct • cím szerint (tömb, változtatni kell, hatékonyság) – típus& – típus* • Pointer paraméter és a változtatandó paraméter szétválik. C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 31 -

32.

Paraméterátadás /2 • Pointer, referencia + const használatával a hozzáférés jól szabályozható: struct Data { double dx[1000]; int px[2000]; } d; void void void void void f1(Data); f2(const Data* ); f3(const Data&); f4(Data*); f5(Data&); C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. // f1(d); értékparaméter // f2(&d); nem változhat // f3(d); nem változhat // f4(&d); változhat // f5(d); változhat 2021.02.08. - 32 -

33.

Függvény argumentumok • Konvertert írunk, ami tetszőleges számrendszerbe tud konvertálni. A fv. a számrendszer alapját paraméterként kapja. char *int2Ascii(int i, int base = 10); Csak az argumentumlista végén lehetnek default argumentumok, akár több is. • f(), f(void) - nincs paraméter • f(...) - nem kell ellenőrizni • f(int a, int) - nem fogjuk használni C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 33 -

34.

Inline függvények #define max(a,b) (a) > (b) ? a : b x = 8, y = 1; z = max(x++, y++); x,y,z = ? inline int max(int a, int b) { return(a > b ? a: b); } Nincs trükk. Pontosan úgy viselkedik, mint a függvény. A hívás helyére beilleszti a kódot (lehetőleg). C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 34 -

35.

Inline fv. példa inline int max(int a, int b) { return(a > b ? a: b); } int x = 3, y = 4, z; z = max(x++, y++); // a hívás helyére beépül a kód, miközben // fv. hívás szabályai érvényesülnek z = a > b ? a : b; // a = 3, b = 4 Eredmény: optimalizáló ezen x -> 4, y -> 5, z -> 4 még optimalizálhat C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 35 -

36.

Függvény overload int max(int a, int b) { return(a > b ? a: b); } int x = max(1, 2); double max(double a, double b) { return(a > b ? a: b); } double f = max(1.2, 0.2); Azt a változaot használja, ami illeszkedik a hívásra Túlterhelt (overloaded) függvények C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 36 -

37.

standard I/O, iostream • • • • cin cout cerr clog előre definiált objektumok #include <iostream> using namespace std; int main() { cout << ″Hello C++″ << endl; } C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 37 -

38.

Miért iostream ? C-ben ezt írtuk: printf("i=%d j=%d\n", i, j); C++-ban ezt kell: cout << "i = " << i << " j=" << j << endl; Kinek jó ez ? • A printf, scanf nem biztonságos! Nem lehet ellenőrizni a paraméterek típusát. • A printf, scanf nem bővíthető új típussal. • Lehet vegyesen ? (sync_with_stdio()) C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 38 -

39.

A << és a >> új operátor? • Nem új operatorok! A már ismert << és >> operatorok túlterhelése (overload). • Az operatorok a C++ -ban függvények a függvények pedig többarcúak. • A cout egy otstream típusú objektum, amihez léteznek ostream& operator<<(ostream& ostream& operator<<(ostream& ostream& operator<<(ostream& ... alakú függvények. C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. os, int i); os, double d); os, const char *p); (Később pontosítjuk) 2021.02.08. - 39 -

40.

Függvény, mint balérték? int main() { cout << ″Hello C++″ << endl; } ostream& operator<<(ostream& os, const char *p); alakra illeszkedik. Bal oldalon van a függvény? Referencia értékű függvény lehet bal oldalon is. C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 40 -

41.

Egyszerű példa int x; // ronda globális! Referenciát, azaz alternatív nevet szolgáltatnak int& f1( ) { return x; } double& f2(double& d) { return d; } int main( ) { f1( ) = 5; f1( )++; double y = 0.1; f2(y) *= 100; cout << "x=" << x << " y=" << y << endl; } // kiírás: x=6 y=10 C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 41 -

42.

Példa: nagyobb // Fájl: nagyobb_main.cpp #include <iostream> #include "fuggvenyeim.h" using namespace std; fv prototípusok, konstansok, típusok, egyéb deklarációk int main() { cout << "Kerek ket egesz szamot:" << endl; int i, j; cin >> i >> j; // i és j értékének beolvasása int k = max(i, j); cout << "A nagyobb: " << k << endl; // nagyobb kiírása } C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 42 -

43.

Példa: nagyobb /2 // Fájl: fuggvenyeim.cpp // Ebben valósítom meg a gyakran használt függvényeket. #include "fuggvenyeim.h" // Két int adat felcserélése void csere(int& a, int& b) { int tmp = a; a = b; b = tmp; } // .... C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. Saját header-t is célszerű behúzni ellenőrzés miatt 2021.02.08. - 43 -

44.

Példa: nagyobb /3 // Fájl: fuggvenyeim.h // Ebben találhatók a függvények prototípusai, típusok .... #ifndef FUGGVENYEIM_H #define FUGGVENYEIM_H /* csere * Két int adat felcserélése * @param a - egyik adat * @param b - másik adat */ void csere(int& a, int& b); C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. Egy fordítási egységben csak egyszer Automatikus dok. generálás Függvény prototípusa 2021.02.08. - 44 -

45.

Példa: nagyobb /4 /* * max * Két int adat közül a nagyobb * @param a - egyik adat * @param b - másik adat */ // Ez egy inline függvény, amit minden fordítási egységben // definiálni kell. inline int max(int a, int b) { return a > b ? a : b; } #endif // FUGGVENYEIM_H C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 45 -

46.

Példa fordítása Fordítás parancssorból: g++ nagyobb_main.cpp fuggvenyeim.cpp –o nagyobb_main Fordítás IDE segítségével: Projektet kell készíteni, ami tartalmazza a 3 fájlt: nagyobb_main.cpp fuggvényeim.cpp fuggvényeim.h C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 46 -

47.

Példa fordítása /2 Fordítás parancssorból make segítségével: 1. Elő kell állítani a függésegeket leíró Makefile-t pl: # kicsit hibás, mert nem veszi figyelembe a header változását. OBJS = nagyobb_main.o fuggvenyeim.o CC=g++ CPPFLAGS = -Wall nagyobb_main: $(OBJS) $(CC) -o $@ $(OBJS) 2. le kell futtatni a make programot make C++ programozási nyelv © BME-IIT Sz.I. 2021.02.08. - 47 -

Utolsó frissítés: 2021-02-12 21.01