Programmieren 1 - Strukturen - Klassen - Objekte

FB Informatik
Prof. Dr. R.Nitsch
Programmieren 1 - Strukturen - Klassen - Objekte
‣ Funktionsabstraktion vs Datenabstraktion
‣ Abstrakter Datentyp
‣ Klassen – Objekte
‣ UML Einführung
‣ Pass by value – Pass by reference
‣ Prinzip des kleinsten Privilegs (const-correctness)
‣ Copy-Konstruktor

Funktionsorientierte Programmierung (Veraltet)
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Prof. Dr. R.Nitsch
// Fraction.h
#pragma once
struct Fraction {
int z,n;
};
Fraction add(Fraction op1, Fraction op2);
Fraction subtract(Fraction op1, Fraction op2);
// …
Domäne des Systemprogrammierers
Domäne des Anwendungsprogrammierers
// Anwendung: Rechnen mit Brüchen
#include "Fraction.h"
int main() {
Fraction frac1, frac2, sum;
frac1.z=1; frac1.n=2; // kein Zugriffsschutz
frac2=set(frac2,3,4);
sum=add(frac1,frac2);
// …
// Fraction.cpp
#include "Fraction.h"
Fraction add(Fraction op1, Fraction op2) {
if(op1.n==0||op2.n==0) // PRE
exit(1); // aborts program
Fraction result;
result.z = op1.z*op2.n+op1.n*op2.z;
result.n = op1.n*op2.n;
return result;
}
Fraction subtract(Fraction op1, Fraction op2)
{ /* … */ }
// …
Fraction set(Fraction op,int num, int denom)
if(denom==0) exit(1); // PRE
op.z=num; op.n=denom;
return op;
}
Versuch einer kontrollierten Zustandsänderung
- umständlich (3 Parameter)
- unverbindlich (direkter Zugriff möglich)
22.04.2013 2

Funktionsorientierte Programmierung und ihre Nachteile
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Prof. Dr. R.Nitsch
Funktionsabstraktion
Bruch-Anwendung aus Praktikum-Aufgabe 2 ist ein Beispiel dafür
Merkmale: Programmstrukturierungsmittel sind Daten zur Zustandsspeicherung und
getrennt davon die auf sie angewendeten Funktionen.
Nachteile:
‣Daten können ohne Initialisierung benutzt werden
‣Daten können falsch initialisiert sein. Ausschließlich der Programmierer ist verantwortlich.
‣Daten müssen den Funktionen übergeben werden.
‣Daten und Funktionen können beliebig im Programm verteilt sein (schlecht für Fehlersuche,
Wiederverwendung, Änderungen)
‣Bei Änderungen in der Datenstruktur (z.B. andere Bezeichner, Datentypen oder Codierung)
müssen alle Anwendungsprogramme, die diesen benutzerdefinierten Typ benutzen, geändert
werden.
Abhilfe: Datenabstraktion (Abstrakter Datentyp, Klasse, Datenkapselung)
22.04.2013 3

Datenabstraktion
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Deshalb neues Programm-Strukturierungskonzept: Datenabstraktion
‣Daten stehen im Mittelpunkt;
‣Sie haben eigene Funktionen zur Verfügung, die Methoden genannt werden.
‣Daten und zugehörige Funktionen werden an einer Stelle im Programm zusammen gefasst.
Daraus resultiert eine bessere Pflegbarkeit, Wiederverwendbarkeit und einfachere
Fehlereingrenzung.
‣Nur diese Methoden haben Zugriff auf die Daten (Datenkapselung, Zugriffsschutz).
‣Welche Daten (Anzahl, Typ, …) den Objektzustand beschreiben, bleibt dem Anwender
verborgen (Datenabstraktion)
‣Datentypen mit diesen Eigenschaften
nennt man Abstrakte Datentypen (ADT)
Abstrakter Datentyp =
Daten + Funktionen
Botschaft
z
n
‣Anforderung:
Die Programmiersprache muss
diesen Datentyp unterstützen.
‣C++ tut dies in Form von userdefinierten
Klassen.
set(zaehler,nenner)
gekapselte Daten
Abstrakter Datentyp
22.04.2013 4

Funktionsorientiert versus Objektorientiert
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// Fraction.h
#pragma once
struct Fraction {
int z,n;
};
Fraction add(Fraction op1, Fraction op2);
Fraction subtract(Fraction op1, Fraction op2);
// …
// Anwendung: Rechnen mit Brüchen
#include "Fraction.h"
Klassendeklaration
int main() {
Fraction frac1, frac2, sum;
frac1.z=1; frac1.n=2; // kein Zugriffsschutz
frac2=set(frac2,3,4);
sum=add(frac1,frac2);
// …
// Fraction.h
#pragma once
class Fraction {
int z;
int n;
public:
Fraction add(Fraction op2);
Fraction subtract(Fraction op2);
// …
};
// Anwendung: Rechnen mit Brüchen
#include "Fraction.h"
int main() {
Fraction frac1(1,2), frac2(3,4);
Fraction sum; // Standardkonstruktoraufruf
frac1.n=0;
sum=frac1.add(frac2);
// …
Membervariable, Atrribut
Alle Funktionen, die Zugriff auf
Membervariable haben sollen,
(Memberfunktionen) müssen in
der Klassendeklaration stehen.
Memberfunktion, Methode
Objektdefinition mit gleichzeitiger
Initialisierung durch
Konstruktor
Geht jetzt nicht mehr! Alle Membervariablen
sind vor Fremdzugriff
geschützt (Datenkapselung)
Anwender muss die interne Aufrufendes Objekt (Operand 1) Memberfunktionsaufruf mittels '.'-Operator
Datenstruktur der Fraction- Muss jetzt nicht mehr in der
Objekte kennen! (keine Datenkapselung)
Parameterliste stehen, sondern
wird immer übergeben, aber nicht
als Kopie sondern als Orginal
22.04.2013 5

Funktionsorientiert versus Objektorientiert
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// Fraction.cpp
#include "Fraction.h"
Fraction add(Fraction op1, Fraction op2) {
if(op1.n==0||op2.n==0) // PRE
exit(1); // aborts program
Fraction result;
result.z = op1.z*op2.n+op1.n*op2.z;
result.n = op1.n*op2.n;
return result;
}
Fraction subtract(Fraction op1, Fraction op2)
{ /* … */ }
// …
// Fraction.cpp
#include "Fraction.h"
Fraction Fraction::add(Fraction op2) {
if(n==0||op2.n==0) // PRE
exit(1); // aborts program
Fraction result;
result.z = z*op2.n+n*op2.z;
}
result.n = n*op2.n;
return result;
Fraction Fraction::subtract(Fraction op2)
{ /* … */ }
// …
Deklariert Zugehörigkeit zum
Namensbereich "Fraction"
Membervariable des
aufrufenden Objekts
Fraction set(Fraction op,int num, int denom)
if(denom==0) exit(1); // PRE
op.z=num; op.n=denom;
return op;
}
void Fraction::set(int num, int denom)
if(denom==0) exit(1); // PRE
z=num; n=denom;
return;
Hier wird die Membervariable des
}
aufrufenden Objekts und nicht die
einer Kopie desselben verändert.
Rückgabe an Aufrufstelle und dort
Zuweisung an Original sind deshalb
nicht mehr nötig.
22.04.2013 6

Funktionsorientiert versus Objektorientiert
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// Fraction.cpp // Fortsetzung Fraction.cpp
// Konstruktoren
Hier gibt es nichts Vergleichbares!
Fraction::Fraction() {
z=0; n=1;
Konstruktoren
}
Name = Klassenname
Haben keinen Rückgabetyp.
Fraction::Fraction( int num, int denom)
if(denom==0) // PRE
exit(1); // aborts program
z=num; n=denom;
}
Membervariable des neu
erzeugten Objekts
Fraction::~Fraction()
{
Destruktor
}
Wird automatisch beim Verlassen des
Gültigkeitsbereiches aufgerufen.
Zuständig für Aufräumarbeiten.
Hat hier nichts zu tun.
22.04.2013 7

Objekte im Speicher
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Jedes Objekt besitzt seine eigenen
Membervariablen
Speicherplatz für Membervariable wird erst
bei der Objektdefinition reserviert.
Memberfunktionen gibt es nur einmal pro
Klasse im Speicher
Das aufrufende Objekt wird den Memberfunktionen
stets automatisch übergeben.
Über den Membervariablennamen können die
Memberfunktionen direkt lesend und
schreibend auf die Membervariablen des
aufrufenden Objekts zugreifen.
Durch ein abschließendes const in der
Deklaration einer Memberfunktion kann man
dieser das Schreibrecht für die Membervariablen
des aufrufenden Objekts
entziehen.
Objekt frac1
Objekt frac2
z
n
…
z
n
…
Adresse
C000
C100
Read-only Memberfunktion
Fraction Fraction::add(Fraction op2) const {
Fraction result;
z = z*op2.n+n*op2.z;
Geht nicht, weil Membervariablen
des aufrufen-
n = n*op2.n;
result.z = z*op2.n+n*op2.z;
den Objekts nun vor Veränderung
geschützt sind.
result.n = n*op2.n;
return result;
}
OK, weil hier nicht die
Membervariablen des
aufrufenden Objekts
geändert werden.
22.04.2013 8

Unified Modelling Language (UML)
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ermöglicht programmiersprachenunabhängige
‣Spezifikation
‣Visualisierung
‣Konstruktion
‣Dokumentation
objektorientierter Softwaresysteme
UML-Klassendiagramm
a) niedrigster Detaillierungsgrad
Fraction
Klasse
frac2
Objekt
UML kennt keine strenge visuelle Unterscheidung
zwischen Objekten und Klassen. Objektnamen sind
unterstrichen, Klassennamen nicht.
b) mittlerer Detaillierungsgrad
Fraction
-z_: int
- n_: int
Klassenname
Attribute oder Membervariable
+ Fraction()
+ ~Fraction()
+ add(op2:Fraction):Fraction
+ cancelDown():void
+ …
Methoden oder Memberfktn.
'+' bzw. '-' bedeutet public- bzw. private-
Deklaration. Dies hat Auswirkung auf die
Sichtbarkeit (kommt gleich)
22.04.2013 9

Pseudocode-Notation für Algorithmen
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Pseudocode
‣ soll das Wesentliche eines Algorithmus programmiersprachenunabhängig veranschaulichen
‣ verdeckt viele Implementierungsdetails
‣ soll intuitiv und leicht zu verstehen sein
‣ besteht aus Kontroll- und Schlüsselwörtern (meist in Englisch) und natürlicher Sprache
Beispiele für häufig verwendete Notationen
Module
program Programmname ... end Programmname
klasse Klassenname { ... }
Kommentare
// kommentar
# kommentar
/* kommentar */
Auswahl
if ... then ... else ... end if
if ... then ... fi
if ... then ... else ... fi
Anwendungsbeispiele
Schleifen
while Bedingung do ... od /* abweisend */
repeat ... until Abbruchbedingung /* annehmend */
for Bereichsanfang to Bereichsende step Schrittweite do … od
Definition von Funktionen
function Name ( Parameter ) ... end Name
Zusicherungen
assert …
function gcd(a,b)
// gibt größten gemeinsamen Teiler zurück
assert a>0; assert b>0; assert a0 or b mod try>0 do
try := try – 1
od
if Ampel rot oder gelb then
stoppe
else
fahre weiter
return try
fi22.04.2013 end gcd
10

Praktikumsaufgabe 2: string toString(int)
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Algorithmus in Pseudocode
Rohfassung (umgangssprachlich, weniger präzise) Verfeinerung ( präziser )
Algorithmus zur Umwandlung einer Ganzzahl n
in eine Zeichenkette s
falls n=0 gib "0" zurück
bestimme und merke Vorzeichen vz
erzeuge eine leere Zeichenkette s
mache n positiv
jetzt ist n positiv
solange n > 0
führe aus
bestimme Einerstelle e von n
erzeuge das e repräsentierende Zeichen z
verkette das Zeichen z mit s
streiche die Einerstelle in n
verkette vz und s
gib s zurück
function toString(n) -> s
// wandelt Zahl n in Zeichenkette s um
// Eingabe: Ganzzahl n
// Ausgabe: Zeichenkette s
if n=0 then return "0" fi
if n0 do
einer := n mod 10
ascii := ASCII-Code von einer
Typumwandlung ascii -> z
s := z + s
n := n/10 /* Ganzzahldivision! */
od
s := vz + s
return s
22.04.2013 11

Praktikumsaufgabe 2: int get_int(string prompt, int min, int max)
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Algorithmus in Pseudocode
function get_int(prompt,min,max) -> n
// Einlesen einer Ganzzahl n im Bereich min

Hörsaalübung "Eine Motorbootfahrt mit C++"
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// Zweck: Beispielanwendung "Motorboat"
// Datei: MotorboatApp.cpp
#include "Motorboat.h"
int main(void) {
Motorboat elsa; // Konstruktor
elsa.howDoYouDo();
elsa.castOff();
elsa.howDoYouDo();
elsa.faster(5);
elsa.howDoYouDo();
elsa.stop();
elsa.howDoYouDo();
elsa.dock();
elsa.howDoYouDo();
}
// Motorboat.h: Schnittstellendeklaration.
#pragma once
class Motorboat {
int speed_;
bool isCastOff_;
public:
Motorboat();
~Motorboat();
void howDoYouDo();
void castOff();
void faster( int soMuch );
void stop();
void dock();
};
Motorboat
- isCastOff_:bool = true
- speed_:int = 0
+ Motorboat()
+ ~Motorboat()
+ castOff():void
+ howDoYouDo():void
+ faster(soMuch:int):void
+ dock():void
22.04.2013
+ stop():void
13

Hörsaalübung "Eine Motorbootfahrt mit C++"
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// Motorboot.cpp: Implementation.
#include "Motorboot.h"
#include
#include
using namespace std;
Motorboat::Motorboat() {
isCastOff_ = false;
speed_ = 0;
cout

Hörsaalübung "Eine Motorbootfahrt mit C++"
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void Motorboat::faster(int soMuch)
{
if ( soMuch

Struktur und Syntax einfacher OO-Programme in C++
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1 Systemprogrammierung, Teil 1: Klassendeklaration
(Schnittstellenbeschreibung; enthält Prototypen)
// Datei: NeueKlasse.h
class NeueKlasse {
private:
attribut1;
attribut2;
...
attributN;
public:
NeueKlasse();
~NeueKlasse();
methode1();
methode2();
...
methodeM();
};
22.04.2013
Privater Schnittstellenteil (default: private)
Zugriffsschutz von aussen
keine Speicherplatzreservierung,
nur Bauplan
// öffentlicher (public) Schnittstellenteil beginnt hier
// Konstruktor: Kein Ergebnistyp; wird vom System auch
// automatisch erzeugt.
// Destruktor: Kein Ergebnistyp,
// wird automatisch aufgerufen
Counter
- value_: int
+
+ Destruktor
+ set(int): void
+ higher(): void
+ lower(): void
+ show(): void
{0≤value≤10}
// File: Counter.h
// Class-Declaration
class Counter {
private:
int value_;
public:
Counter();
~Counter();
void set(int);
void higher();
void lower();
void show();
};

Struktur und Syntax einfacher OO-Programme in C++
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2 Anwendungsprogrammierung:
Arbeiten mit problemangepassten Datentypen und Objekten
// Datei: main.cpp
#include "NeueKlasse.h"
void main(void)
{
NeueKlasse einObjekt;
NeueKlasse einAnderesObjekt;
einObjekt.methode1();
einObjekt.methode2();
einAnderesObjekt.methode1();
}
// Hier werden die Destruktoren automatisch aufgerufen
// Methode1 arbeitet mit den Membervariablen von einObjekt
// Methode1 arbeitet mit den Membervar von einAnderesObjekt
// Std-Konstruktoraufruf; Achtung: ohne "( )"
// hier wird Objekt namens "einObjekt" definiert
// Memberfunktionen gibt es nur einmal
// pro Klasse im Speicher
// Datei: main.cpp
#include "Counter.h"
int main(void) {
Counter myCounter;
myCounter.higher();
myCounter.show();
myCounter.lower();
myCounter.show();
Counter yourCounter();
yourCounter.show();
int i=yourCounter.value_;
return 0;
}
22.04.2013 //Fehler: Zugriffschutz 17

Struktur und Syntax einfacher OO-Programme in C++
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3 Systemprogrammierung, Teil 2: Klassendefinition (Implementierung der Methoden)
// Datei: NewClass.cpp
#include " NeueKlasse.h"
NeueKlasse::NeueKlasse(){
[]
}
NeueKlasse::~NeueKlasse() {
[]
Bezeichner (Name)
}
Namensbereich der Methode
NeueKlasse::methode1(){
Namensbereichauswahloperator
...
}
...
// File: Counter.cpp
// Class-Implementation
#include "Counter.h"
#include
using namespace std;
Counter::Counter() { // Konstruktor
value_ = 0;
cout

Ein einfaches Beispiel - Datentyp Counter
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Counter
- value: int
+ Konstruktor
+ Destruktor
+ higher():void
+ lower(): void
+ show(): void
// Datei: main,cpp
#include "Counter.h"
int main(void) {
Counter myCounter;
myCounter.higher();
myCounter.show();
myCounter.lower();
myCounter.show();
// File: Counter.h
// Class-Declaration
class Counter{
private:
int value_;
public:
Counter();
~ Counter();
void higher();
void lower();
void show();
};
// File: Counter.cpp
// Class-Implementation
#include "Counter.h"
#include
using namespace std;
Counter::Counter() { // Konstruktor
value_ = 0;
cout

Memberfunktionen mit Parametern
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Funktionserweiterung: Zähler auf bestimmten Wert setzen
// Datei: main,cpp
#include "Counter.h"
int main(void) {
Counter myCounter;
myCounter.set(10); //10 -> myCounter.value
myCounter.show();
}
Counter yourCounter();
yourCounter.set(5); //10 -> yourCounter.value
yourCounter.show();
return 0;
// File: Counter.h
// Class-Declaration
class Counter
{
private:
int value_;
public:
// … ommitted
void set( int init );
};
Kopie
// File: Counter.cpp
// Class-Implementation
// … ommitted
myCounter::value_
yourCounter::value_
Counter::set( int init ) {
//PRE: 0

Überladene Methoden/Funktionen
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sind mehrere Methoden/Funktionen mit gleichem Namen, aber
unterschiedlichem Parameterprofil (= Signatur)
Parameterprofil ist bestimmt durch Anzahl, Typ und Reihenfolge der Parameter.
Achtung: Der Rückgabetyp gehört nicht dazu!
Beispiel
//Deklaration
class Counter {
int value_;
public:
Counter();
Counter(int);
void higher();
void higher(int);
…
};
int
higher(int);
überladene Memberfunktionen
ruft auf
Fehler:
Hat gleiche Signatur
wie void higher(int)
Auswahl durch Compiler;
in Zusammenhang mit
Typkonvertierung diejenige,
die am besten passt.
//Anwendung
void main() {
Counter c1, c2(5);
c1.higher();
c2.higher(5);
}
//Impementation
void Counter::higher() { value_ = (value_

Objekte als Parameter
Beispiel
//Deklaration
class Counter
{
int value_;
public:
// Konstruktoren
void higher();
void higher(int);
void higher(Counter);
};
überladene Memberfunktionen
Objekt als
Parameter!
//Implementation
void Counter::Counter() { /* … */ }
void Counter::Counter( int v ) {/* … */}
void Counter::higher() {/* … */}
void Counter::higher( int soViel ) {/* … */}
19.04.2012
//Anwendung
void main() {
Counter c1, c2(10);
c1.higher( c2 );
}
ruft auf
Was ist hier falsch?
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Aktion?
Copy-Konstruktor
wird implizit aufgerufen,
um Kopie auf
dem Stack zu erzeugen.
void Counter::higher( Counter c ) {
value_ = value_ + c.value_;
}
Zugriffschutz?
oder besser
void Counter::higher( Counter c ) {
higher(c.value_); // Wiederverwendeter Code
}
22.04.2013 22

Vorgegebene Parameterwerte und variable Parameterzahl /113/
FB Informatik
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Beispiel 1
class Counter {
int value;
Counter( int init = 0 );
…
optionaler Parameter mit default-Wert
}
Konsequenz: Dieser Konstruktor
• kann mit 0 oder 1 Parameter aufgerufen werden!
• ersetzt Counter() und Counter(int)
• ermöglicht schmalere Schnittstelle
int main() {
Counter c1(10);
Counter c2;
…
}
Aktueller Parameter (=10) wird benutzt
Default-Wert (=0) wird benutzt
//Implementation
Counter::Counter( int init )
{ value_ = init; }
Achtung: hier (bei Implementierung) ist kein opt. Parameter erlaubt!
22.04.2013 23

Überladene Methoden/Funktionen mit vorgegebenen Parametern
FB Informatik
Prof. Dr. R.Nitsch
Beispiel 2
enum Color {red, yellow, green};
class Circle {
int x, y;
float radius;
Color c;
…
public:
Circle();
//Standard-Konstruktor
Circle(int xn, int yn, float radius = 1.0f, Color f = red);
Circle(int xn, int yn, Color = red, float radius = 2.0f);
};
// 2. Konstruktor
// 3. Konstruktor
//Anwendung
Circle myCircle(3, 7, 2.0f, green);
Circle c1(4, 26, 3.7f);
Circle c2(4, 17, yellow);
Circle c3;
Circle c4(5);
Circle c5(10,10);
// 2. Konstruktor
// 2. Konstruktor mit Farbe red
// 3. Konstruktor mit radius= 2.0f
//Standard-Konstruktor
// Fehler: kein passender Konstruktor vorhanden
// 2. und 3. Konstruktor würden passen.
Nicht entscheidbar, deshalb Fehler!
22.04.2013 24

Methoden verwenden (andere) Methoden und Attribute
FB Informatik
Prof. Dr. R.Nitsch
Methode ruft Methode derselben Klasse auf
‣Ohne Objektname
‣Mit Objektname
Bezugsbereich ist dasselbe Objekt
Bezugsbereich ist das andere Objekt (z.B. als
Parameter übergeben; kein Zugriffschutz)
Methode ruft Methode einer anderen Klasse auf
‣Mit Objektname
‣Ohne Objektname
Bezugsbereich ist das Objekt der anderen Klasse
(Zugriffschutz bei privaten Methoden und
Attributen!)
geht nur in bestimmten Fällen (Statische Methoden;
kommt später)
22.04.2013 25

dasselbe
Objekt (A1)
anderes Objekt derselben
Klasse (ObjA)
Beispiele
void main(void)
{
KlasseA a1,a2;
KlasseB b1,b2;
a1.publicMethode1vonA(a2, b1)
}
// Datei: KlasseA.cpp
void KlasseA::publicMethode1vonA
( KlasseA objA, KlasseB objB )
{ ...
// ohne Objektname
publicMethode2vonA();
privateMethode2vonA();
publicAttributVonA = ...;
privatesAttributVonA= ...;
// mit Objektname der gl. Klasse
objA.publicMethode2vonA();
objA.privateMethode2vonA();
objA.publicMethode1vonB();
objA.publicAttributVonA = ...;
objA.privatesAttributVonA= ...;
// Anwendung
Objekt a1
KlasseA
Objekt a2
Objekt b1
KlasseB
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Prof. Dr. R.Nitsch
Objekt b2
// Objekte a1 und a2 werden erzeugt
// Objekte b1 und b2 werden erzeugt
// publicMethode1vonA wird aufgerufen für Objekt a1 und
// Parameter a2 und b1 werden übergeben.
// Definition von publicMethode1vonA
// verarbeitet Daten des (aufrufenden) Objekts a1
// obwohl private ok, weil gleiche Klasse
// Zugriff auf public-Attrib. des (aufrufenden) Obj. a1
// obwohl private ok, weil gleiche Klasse
// verarbeitet Daten des übergebenen objA derselben Klasse
// auch ok, weil gleiche Klasse (kein Zugriffsschutz)
// nicht ok, weil verschiedene Klassen
// ok, weil public und gleiche Klasse
// auch ok, weil gleiche Klasse (kein Zugriffsschutz)
// Fortsetzung auf nächster Seite
22.04.2013 26

Beispiele
Objekt a1
KlasseA
Objekt a2
Objekt b1
KlasseB
FB Informatik
Prof. Dr. R.Nitsch
Objekt b2
Objekt einer anderen
Klasse (objB)
objB.publicMethode1vonB();
objB.privateMethode1vonB();
objB.publicAttributVonB = ...;
objB.privateAttributVonB= ...;
}
// verarbeitet Daten des objB einer anderen Klasse
// private! Geht nicht (Zugriff von "außen" auf geschützte
// Elemente der anderen Klasse)
// ok, weil public und gleiche Klasse
// private! Geht nicht (Zugriff von "außen" auf geschützte
// Elemente der anderen Klasse)
22.04.2013 Statische Datenelemente 27

Membervariable oder lokale Variable? – Beispiel class Fraction
FB Informatik
Prof. Dr. R.Nitsch
class Fraction
{
private:
int z_,n_;
Fraction result;
// ...
};
// Falsch: nur von lokaler temporärer Bedeutung in add(Fraction b)
Fraction Fraction::multiply(Fraction b)
{
Fraction result;
result.z_ = … ;
result.n_ = … ;
return result;
}
Merke: Membervariable sollen nicht nur von lokaler und/oder temporärer
Bedeutung sein
Dies ist eine Ausprägung des Problemlösungsprinzips
KISS (Keep It Small and Simple)
22.04.2013 28

Konzept der friend-Funktionen
FB Informatik
Prof. Dr. R.Nitsch
Die globale Funktion Fraction get_Fraction(string prompt) ist eng mit der
Klasse Fraction verbunden, gehört aber nicht zu ihrem Namensbereich. Deshalb
schützt die Klasse auch ihre privaten Attribute vor dem Zugriff dieser Funktion.
Eine erfolgreiche Beziehung zwischen einem Subunternehmer und seinem
Generalunternehmer ist auf enge, direkte Zusammenarbeit angewiesen. So wird i.A.
der Subunternehmer direkten Zugriff auf bestimmte Informationen des
Gerneralunternehmers haben.
Das gleiche Erfolgsrezept wird im Bereich der Klassen mit dem friend-Konzept
verwirklicht.
Durch eine friend-Deklaration kann der Zugriffschutz selektiv für bestimmte
Funktionen (oder Klassen) aufgehoben und der direkte Zugriff auf alle Attribute
gewährt werden.
Beispiel:
class Fraction {
private:
int z_, n_;
public:
friend Fraction get_Fraction(string prompt);
friend class TestFraction;
Fraction get_Fraction(string prompt){
Fraction frac;
cout frac.z_>>frac.n_;
// …
}
Zugriff von "aussen"
möglich durch friend-Eigenschaft!
gewährt der bezeichneten Funktion direkten
Zugriff auf alle privaten Attribute (hier: z_, n_).
…
};
gewährt der Klasse TestFraction, d.h.allen Memberfunktionen dieser
Klasse direkten Zugriff auf alle privaten Attribute (hier: z_, n_).
22.04.2013 Klassen-Schnittstelle 29