Vorlesungsskript - Hochschule Emden/Leer

c○ Prof. Dr. B. Bartning, HS Emden/Leer Rumpfskript ” Informatik I/II“ (WS/SS 2010/11) 102
9 Objektorientierte Programmierung:
Kapselung von Daten und Funktionen mit Zugriffskontrolle
9.0 Überblick
Die Ideen für die Objektorientierte Programmierung sind – sprachunabhängig – in (Kap.
6.4) näher beschrieben. Das aktuelle Kapitel dient dazu, diese Ideen nach C ++ zu übertragen.
Unterkapitel 1 zeigt, wie Klassen (in C ++ als Datentypen) und Objekte (Variable eines solchen
Klassentyps) erzeugt und benutzt werden. Bestimmte Methoden, nämlich Konstruktoren,
werden benötigt, ein Objekt zur Laufzeit zu erzeugen (Unterkapitel 2). Daher kann
(für Sie als Teilnehmer dieses Kurses: muss) man Konstruktoren zur sinnvollen Initialisierung
bauen. In Unterkapitel 3 wird ein ausführliches Beispiel gezeigt, dazu wird dort die
Forderung begründet, Datenelemente einer Klasse immer zu verbergen.
9.1 Klassen und Objekte
(9.10) Übb Eine Klasse dient der Kapselung von Daten und (Zugriffs-)Funktionen mit der
Möglichkeit der expliziten Zugriffskontrolle (VERBORGEN oder ÖFFENTLICH). In C ++ ist
die Klasse ein (Daten-)Typ. Dieser muss dem Compiler in seiner internen Struktur bekanntgegeben
werden. (9.11) erläutert, wie diese Klassendefinition durchgeführt wird. Der Punkt
(9.12) befasst sich mit dem Gültigkeitsbereich der Klassenelemente und des Klassennamens.
(9.11)
(a)
Variable des Typs Klasse werden Objekte genannt. Punkt (9.13) zeigt, wie Objekte in C ++
gebildet und benutzt werden.
Die Klasse ist in C ++ ein Typ, s. (2.25a2), (3.20) und (5.60, 5.61), und zwar ein benutzerdefinierter
Typ; der Typ wird durch den Benutzer selbst definiert. Im Gegensatz zu
den ” eingebauten“ Typen – wie z. B. int, double – kennt der Compiler von sich aus
nicht den internen Aufbau einer Klasse; daher muss ihm der Aufbau mitgeteilt werden.
Dieses geschieht durch die Klassendefinition.
Anm Andere benutzerdefinierte Typen sind beispielsweise Arrays (Kap. 5.4), da der Benutzer selbst
den Komponententyp und die Anzahl der Komponenten angibt.
10,11,12,14,21 Klassen(Typ)Definition [NV]
class KlassenName {
-
22 ZugriffsSpezifizierer :
ElementDeklaration
22 ZugriffsSpezifizierer [NV] private |
| public
Bsp siehe unter (b).
- 0..n } ;
↑↑ Da der Compiler mit obiger Klassenbeschreibung die gesamte Information zum Aufbau von
Variablen dieses Typs erhält, handelt es sich tatsächlich um eine Definition, vgl. (7.21). Diese
Definition muss allen Übersetzungseinheiten zur Verfügung stehen, in denen die Klasse
gebraucht wird, daher sollte sie in einer Headerdatei stehen (8.24c1). Trotz des (durch
Einschluss implizit) mehrfachen Vorhandenseins der Klassendefinition in den verschiedenen
Übersetzungseinheiten gilt die ODR (8.21d); sich gleichende Definitionen derselben Klasse in
verschiedenen Übersetzungseinheiten gelten als eine einzige.
(b) Eine Klassendefinition besteht demnach aus:
• KlassenName – er gibt den Namen der Klasse (Typnamen) an.
• Folge von ElementDeklarationen; diese Elemente können sein:
◦ Datenelemente – syntaktisch wie Variablendefinitionen,
◦ Elementfunktionen (Funktionen, die i. a. etwas mit den Datenelementen tun) –
syntaktisch meist Funktionsdeklarationen,