книги / Объектно-ориентированное программирование

cz:=random(14)+l; {цвет зоны}

if lx<=ly then Imin: =lx else Imin: =ly; rm:=random(round(lmin/2))+3; {max радиус}

птах: =sqr(round(lmin/(2*rm+1))); ifnmax>100 then nmax: =100; Write( ’количество окружностей (не более ’,птах, ’) - ’); readln(n); Write(’задержку - ’); readln(d);

хс: =х+гт+1; ус: =y+rm+l; k: =n; while k>0 do

begin {инициализация окружностей}

r: =random(rm)+ 1; cc: =random(15)+1; repeat dx: =random(5)-3 until dx<>0; repeat dy:=random(5)-3 until dy<>0; if (xc+rm+1) < (x+lx) then

begin New(V[k]); V[k]A.Init(xc,yc,r,cc,dx,dy); {окружности} dec(k); xc:=xc+2*rm+l

end

else if (yc+rm+J)< (y+ly) then beginyc:=yc+2*rm+l; xc:=x+rm+l end;

end;

a:=Detect; Initgraph(a,rg, ’C:\TP\BGI’);

for i:=l to 10 do delay(d); until Keypressed; Closegraph;

End.

91

2.Средства ООП в Borland Pascal 7.0

2.7.Разработка программ с использованием объектно-ориентированного программирования

Поэтапно рассмотрим процесс разработки программы с использованием технологии ООП.

Пример 2.13. П рограмма «Текстовые эффекты». У с л о в и е з а д а - ч и. Разработать программу, которая создает на экране компьютера «бегущие» строки с разными траекториями движения (рис. 2.9). Предусмотреть возможность добавления новых функций управления строками без измене­ ния ранее разработанного текста программы.

На первом этапе необходимо вы полнить анализ и объектную декомпозицию предметной области задачи.

В язы ках програм м ирования обычно под строкой понимаю т последовательность символов. Для отображения на экране «бегущих» строк со сложными траекториями движения необходимо иметь возможность управления каждым символом строки (объект Символ). Такое управление должно включать возможность создания Символов и отображения их при перемещении в соответствии с заданным законом. Для управления символами

Рис. 2.9. Вид экрана при выполнении программы «Текстовые эффекты»

92

перемещения символов строки будет определяться отдельно для каждой строки

при разработке соответствующего класса.

Второй этап включает:

- логическое проектирование - разработку классов для реализации

данной системы; - физическое проектирование - разбиение программы на модули.

Разрабатывая классы для реализации объектов, полученных в результате объектной декомпозиции, необходимо ответить на следующие вопросы.

1. Сколько классов требуется для реализации всех объектов, полученных при объектной декомпозиции задачи?

2. Какие данные, характеризующие состояние объекта, необходимо представить в виде полей класса?

3.Какие методы, определяющие элементы поведения объектов класса, должен содержать каждый из классов?

4.Связаны ли между собой классы данной задачи? Если связаны, то как? Можно ли построить иерархию классов, стоит ли использовать композицию, наполнение или полиморфизм?

Для реализации объектов нашей программы необходимо разработать класс Символ, который должен включать поля, определяющие местоположение, размер и цвет символа, а также метод вывода символа.

Для реализации объектов типа Строка потребуется несколько классов: абстрактный базовый класс Строка, который будет содержать основные параметры строк и общие для всех типов строк методы инициализации Init и вывода OutS. Эти методы обращаются к пока неопределенным методам движения Move и связывания символов строки Tie, поэтому методы Tie и Nlove также объявлены в классе, но их реализация пока откладывается (абстракт­ ные —«пустые» методы). Производные классы определяют конкретные виды

93

2. Средства ООП в Borland Pascal 7.0

Рис. 2.11. Диаграмма классов программы «Текстовые эффекты»

движения: LinMovX - движение строки по горизонтали, LinMovY - движение строки по вертикали и LinMovCir - движение строки по окружности. Они будут наследовать поля и методы базового класса, перекрывать абстрактные методы Move и Tie и при необходимости добавлять собственные поля (рис.2.11).

Класс Line включает также поле М - массив указателей на объекты типа Cchar. Указатели используются исходя из того, что принципиально на базе класса Cchar можно построить другие более сложные классы, которые также могут управляться объектами класса Line и, соответственно, объектами классов, производных от Line. Из тех же соображений метод Print объявлен виртуальным. Таким образом, при разработке классов были применены специальны е средства ООП: механизмы наследования, наполнения, полиморфизма.

Программу целесообразно разбить на два модуля: основную программу и библиотечный модуль, содержащий описание классов реализации предметной области задачи. При этом все внутренние поля и методы классов следует скрыть (объявить private).

На третьем этапе приступаем к созданию библиотеки классов и основной программы, т.е. уточняем типы полей, разрабатываем алгоритмы методов, тестируем и отлаживаем программу.

Ниже приведен текст модуля библиотеки:

Unit Ех_2_13а; Interface

Туре

Рс=лСс/гаг;

94

С,ХХ

Lx,Ly:integer; {цвет,координаты,размер символа} public

Constructor Init(Chn:char;Cn,Xn,Yn:integer);

M:array [1.. 100] o fPc;

L. byte; {количество символов - объектов} D.real; {резервное поле - шаг перемещения}

public

Constructor Init(S:string;Cn,Xn, Yn:integer;Dn:real'); Procedure OutS; {вывод строки}

private

Procedure Tie(i:byte;varX,Y:integer); virtual; {связывание символов} Procedure Move(i:byte);virtual; {перемещение}

End; LinMovX-object(Line)

private

Procedure Iie(i:byte;varX,Y:integer); virtual; Procedure Move(i:byte);virtual;

End;

LinMovY=object(Line) private

Procedure Iie(i:byte;var X,Y:integer); virtual; Procedure Move(i:byte);virtual;

End;

LinMovCir=object(Line) private

Rc,

Xc, Yc:integer; {радиус, координаты центра вращения}

V:array [1..100] o freal; {угол смещения для каждого символа} public

Constructor Lnit(S:string;Cn,Xcn, Ycn:integer;Dn:real); private

Procedure Jie(i:byte;var X,Y:integer); virtual; Procedure Move(i:byte);virtual;

95

2. Средства ООП в Borland Pascal 7.0

Implementation

{********** тела методов класса Cchar *************}

Uses crt, graph; Constructor Cchar.Init;

Begin Ch: =Chn; {символ} С: =Cn; {цвет символа}

X: =Xn; Y:=Yn; {начальные координаты}

Lx:-Textwidth(Ch); Ly: =Textheight(Ch); {размеры символа}

End;

Procedure Cchar.Print; {вывод символа}

Begin Setcolor(C); Outtextxy(X,Y,Ch) End;

!********** тела методов класса Line *************}

Constructor Line.Init; Var i:integer;

Begin

L: =Length(S); D: =Dn; fo r i: - l toL do

begin New(M[i],Init(S[iJ,Cn,Xn, Yn)); Tie(i,Xn,Yn);

end;

End;

Procedure Line.OutS; Var i,c:integer;

Beginfor i:=1 to L do begin

c:=M[i]A.C; M[i]A.C: =Getbkcolor; M[i]A.Print; Move(i); M[i]A.C:=c; M[i]A.Print end;

End;

Procedure Ыпе.Пе; Begin end; {абстрактныйметод}

Procedure Line.Move; Begin End; {абстрактный метод} !********** тела методов класса LinMovX *********** j

Procedure LinMovXTie;

Begin X:=M[i]A.X+M[i]A.Lx+2; Y:=M[iJA.Yend; Procedure LinMovX.Move;

Begin

M[i]A.X: =Rotmd(M[iJA.X+D);

if (D>0) and (M[i]A.X>GetmaxX-M[i]A.Lx) then M[i]A.X:=0; if (D<0) and (M[i]A.X<0) then M[i]A.X:=GetmaxX-M[iJA.Lx;

End;

{********** тела методов класса LinMovY ***********}

Procedure LinMovY.Tie;

Begin X: =M[iJA.X+M[iJA.Lx; Y:=M[i]A.Y-M[i]A.Ly end; Procedure LinMovY.Move;

Begin

M[iJA Y:=Round(M[i]A. Y+D);

if (D>0) and (M[i]A.Y>Getmaxy-M[i]A.Ly) then M[iJA Y:=0;

96

2.7. Разработка программ с использованием ООП

if (D<0) and (M[i]A. Y<0) then M[i]A.Y:=Getmaxy-M[i]A.Ly; End;

I********** хела методов класса LinMovCir *********}

Constructor LinMovCir.Init; Var i,Xn, Yn:integer;

Begin

L:=Length(S); Rc: =Round((L+l) *2*Textheight(S)/(2 *pi)); D:=2*pi/(L+J); {шаг для исходной расстановки символов}

V[l]:=pi; for i:=2 to L do V[i]:=V[i-J]+D; Xc:=Xcn; Yc:=Ycn;

fori:= J toLdo begin Tie(i,Xn,Yn);

New(M[i],Init(S[iJ,Cn,Xn, Yn));

end;

D:=Dn; {шаг перемещения}

End;

Procedure LinMovCir. Tie;

Begin X: =Round(Rc*cos(V[i]) +Xc); Y:=Round(Rc*sin(V[iJ)+Yc) End; Procedure LinMovCir.Move;

Begin

V[i]:=V[i]+D;

M[iJA.X: =Round(Rc*cos(V[iJ)+Xc);

M[i]A.Y:=Round(Rc*sin(V[iJ)+Yc); End;

End.

Текст основной программы при этом выглядит следующим образом:

Program Strobj;

Uses Graph,Crt,Ex_2_lЗа; {модуль Ex_2_13a - библиотека классов}

Var Sxl,Sx2:LinMovX; Syl,Sy2:LinMovY; Scl,Sc2:LinMovCir; a,r:integer; d.word;

Begin Clrscr;

Write( ’Введите задержку: ’); readln(d); a:-Detect; Initgraph(a,r, ’C:\TP\BGI); Setbkcolor(8); Settextstyle(0,0,1);

Sxl.Init('Перемещение слева направо ’,9,245,215,3); Sx2.Init( ’Перемещение справа налево ’,13,155,263,-3); Syl.Init( 'Перемещение сверху вниз ’,11,165,250,2); Sy2.Init( ’Перемещение снизу вверх ’,12,300,400,-2); Scl.Init( ’Вращение по часовой стрелке ’,15,

GetmaxXdiv 2,GetmaxYdiv 2,0.05);

97

3. СРЕДСТВА ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ В BORLAND C++3.1

Объектная модель C++, используемая Borland C++ 3.1, предоставляет программисту несколько большие возможности по сравнению с Borland Paskal 7.0. Так в языке реализованы более надежные средства ограничения доступа к внутренним компонентам класса, перегрузка операций, возможность создания шаблонов (как функций, так и классов).

3.1.Определение класса

ВC++, так же как и в других языках программирования, класс - это структурный тип, используемый для описания некоторого множества объектов предметной области, имеющих общие свойства и поведение. Он описывается следующим образом:

class <имя класса>

{private: внутренние (недоступные) компоненты класса>; protected: Защ ищ енные компоненты класса>;

};

В качестве компонентов в описании класса ф игурирую т поля, используемые для хранения параметров объектов, и функции, описывающие правила взаимодействия с ними. В соответствии со стандартной терминологией ООП функции - компоненты класса или компонентные функции можно называть методами.

Компоненты класса, объявленные в секции private, называю тся внутренними. Они доступны только компонентным функциям того же класса и функциям, объявленным дружественными (раздел 3.5) описываемому классу.

Компоненты класса, объявленные в секции protected, называются защищенными. Они доступны компонентным функциям не только данного класса, но и его потомков. При отсутствии наследования - интерпретируются как внутренние.

99

3. Средства ООП в Borland C++ 3.1

Компоненты класса, объявленные в секции public, называются общими. Они доступны за пределами класса в любом месте программы. Именно в этой секции осуществляется объявление полей и методов интерфейсной части класса.

П р и м е ч а н и е . Если при описании секции класса тип доступа к компонентам не указан, то по умолчанию принимается тип private.

Поля класса всегда описываются внутри класса. В отличие от полей, компонентные функции могут быть описаны как внутри, так и вне определения класса. В последнем случае определение класса должно содержать прототипы этих функций, а заголовок функции должен включать описатель видимости, который состоит из имени класса и знака Таким способом компилятору сообщается, что определяемой функции доступны внутренние поля класса:

<тип функции> <имя класса>:: <имя функции>(<список параметров>) (<тело компонентной функции>}

По правилам C++, если тело компонентной функции размещено в описании класса, то эта функция по умолчанию считается Встраиваемой (inline). Для таких функций компилятор помещает машинные коды, реализующие эту функцию, непосредственно в место вызова, что значительно ускоряет работу.

Так компонентные функции класса, описанного ниже, являются встраиваемыми по умолчанию:

void set_X(char ach,int ax,int ay) { c=ach; x=ax; y=ay; }

};

Встраиваемую компонентную функцию можно описать и вне определения класса, добавив к заголовку функции описатель inline.

При определении компонентных функций следует иметь в виду, что не

100