Лекции по обектно-ориентирано програмиране

Използвал съм само мои записки (и на мои колеги) от лекции.

Програмите са компилирани на Borland C++.

1. Структури. Основни операции.

Структура – наредена съвкупност от краен брой елементи от различен тип, която има йерархична организация;

описанието на типа структура:

{ описание_на_първи_елемент_от_данни;

описание_на_първи_елемент_от_данни;

...

} ;
Отделните елементи от данни още се наричат полета от данни; при компилиране на описанието на типа структура не се резервира памет за полетата;

struct time

{ int hour;

int min;

} ;
променливите от тип структура могат да се дефинират по два начина:

• 
  дефинирането става заедно с описанието на типа структура; например:
  

{ int hour;

int min;

float sec;

} u, v, t;

тук u, v, t са променливи от тип структура (структурни променливи); ако сме дефинирали структурни променливи, можем да изпуснем името на структурата, но в такъв случай, ако се наложи допълнително да се дефинират променливи от тази структура, тя отново трябва да се опише;

• 
  дефинирането става отделно, след описанието на структурата;
  

struct time

{ int hour;

int min;

} ;
struct time u, v, t;

тук дефинираме променливи u, v, t от тип структура time;

в C++ резервираната дума struct може да се изпусне в дефиницията на структурни променливи, но в C не може;

името на типа на структурата и имената на полетата на структурата от една страна и имената на произволни

променливи от друга страна могат да съвпадат; имената на отделните полета трябва да са различни помежду си;

броят на байтовете, които се разпределят за една променлива от тип структура не е винаги равен на сумата от дължината на отделните полета, заради влиянието на друг фактор, който се нарича подравняване на данните – Structure Alignment; подравняването се задава от опциите на компилатора;

при 16-битовите компилатори може да се подравнява по байт или по дума (една дума е два байта);

при 32-битовите компилатори има възможност за подравняване по двойна или по четворна дума;

ако подравняването е по граници на байт, тогава полетата са разположени едно след друго и дължината на структурата ще е сума от дължините на отделните полета;

при друго подравняване компилаторът разполага между отделните полета на една структурна променлива и между елементите на масив празни байтове, така че да се изпълняват следните условия:

• 
  отделната структурна променлива, в частност когато тя е елемент на масив, да започва на границата на дума, двойна дума или четворна дума; това значи, че тази граница трябва да се дели на 2, на 4 или на 8;
  
• 
  всеки тип, различен от char, да започва на границата на дума – двойна или четворна;
  
• 
  при необходимост в края на структурата се добавят празни байтове, така че общият брой байтове на структурата да е кратен на 2, 4 или на 8;
  

точният брой байтове на една структура може да се получи с операцията sizeof; например:

sizeof (struct time) – при 16-битов компилатор, hour, min заемат по 2 байта, sec заема 4 байта; ако подравняването е по дума, структурата ще заема 8 байта; ако подравняването е по двойна дума, в края на hour и в края на min ще се добавят по два празни байта;
цел на Structure Alignment – да се даде възможност за оптимизация; ако за потребителя е важна икономията на памет, тогава може да се използва подравняване по байтове; ако потребителят търси по-голяма ефективност, тогава може да се използва подравняването по двойна или четворна дума – остават свободни байтове и се хаби памет, но реализацията е по-бърза;

Основни операции със структури

Адресна операция – определя се адреса на една структурна променлива; няма разлика от обикновените променливи;

p е указател от тип структура time;

p = &u;

на p се присвоява адреса на u;

тя се осъществява по два начина:

• 
  чрез съставен оператор като се използва оператор ‘.’ –
  

идентификатор_на_структура . идентификатор_на_поле

struct time x;

int k, n;

k = x.hour;

x.hour – полето hour от структурната променлива x

n = x.min;

struct time &newx = x;

k = newx.hour;

n = newx.min;

• 
  чрез използване указател към структурна променлива;
  

указател_към_структурна_променлива -> идентификатор_на_поле

struct time *p;

p = &u;

n = p -> hour;

например:

n = x.hour;

n = (&x) -> hour;

n = (*p) -> hour;
операцията ‘.’ осъществява пряк достъп до полето на една структурна променлива, а операцията ‘->’ осъществява косвен достъп; и двете операции имат приоритет 1 (най-високия) и са ляво-асоциативни; по тази причина слагаме скоби;
променливите от тип структура могат да бъдат инициализирани – след дефинирането на променливата се поставя знак за присвояване и във фигурни скоби се записват началните стойности на полетата от структурата; началните стойности се присвояват в реда в който са описани;

пример:

например:

u = v; //при горните дефиниции;

при такава операция стойностите на полетата на структурната променлива отдясно се присвояват на полетата на променливата отляво; по-точно се осъществява физическо копиране на толкова байтове, колкото е размера на съответната структура;