Struktura
Jak dobrze wiemy, tablica pozwala nam przechować wiele zmiennych tego samego typu danych.
A co jeśli chcielibyśmy ugrupować elementy różnych typów np string, float i int?
Nie da się zrobić tego tablicą, ponieważ co wpiszemy w miejsce typu danych?
string, float, int tablica{}; //to nie zadziała :P
Musimy stworzyć własny typ danych! A oto sposób jak tego dokonać:
struct Czlowiek
{
string imie;
string nazwisko;
int wiek;
};
Stworzyliśmy własny typ danych.
Jak go użyć? Podobnie jak robimy to z typami int, double itd:
int main() {
Czlowiek nazwa_zmiennej = { "Adam", "Kowalski", 19 };
Czlowiek marek = {
"Marek",
"Nowak",
26
};
}Udało nam się pogrupować różne typy danych w coś większego - strukturę.
Jak możemy dostać się do jej elementów? Za pomocą operatora kropki:
cout << "Imie: " << marek.imie << endl;
cout << "Nazwisko: " << marek.nazwisko << endl;
cout << "Wiek: " << marek.wiek << endl;
marek.wiek = 10;
cout << "Nowy wiek: " << marek.wiek << endl;Imie: Marek Nazwisko: Nowak Wiek: 26 Nowy wiek: 10
Struktury są bardzo przydatne i używa się ich naprawdę wiele w większych projektach. Musisz zauważyć jak bardzo mogą być pomocne.
Używając ich zaoszczędzisz masę czasu, a twój kod będzie czytelniejszy.
Od innej strony - Klasy i Obiekty
Róża. Co stanęło ci przed oczami? Właściwości typu kolor, wysokość, wiek, zapach? Nie sądzę. Róża może mieś dziesiątki kolorów a my wyobrażamy sobie tylko jeden. Człowiek myśli obiektowo, to dlaczego nie miałby w taki sam sposób programować?
W programowaniu obiektowym istnieją dwa podstawowe pojęcia:
Klasa róży to będzie zbiór wszystkich jej cech (ale nie określonych dokładnie) takich jak np zapach czy kolor. Innymi słowy klasa to taki przepis na róże, czym ona może się charakteryzować.
Obiekt to coś, co powstało według klasy.
class Wojownik
{
public:
string imie;
string przydomek;
int zycie;
int atak;
int pancerz;
string OkrzykBojowy()
{
return "AAArgh!!";
}
int Atak()
{
//kod ataku
}
};Klasy i struktury kończy się nawiasem klamrowym i średnikiem! |
|---|
To co widzisz powyżej to przykład klasy. To trochę taka struktura, która potrafi wykonywać funkcje i wiele, wieele innych rzeczy ;). To również nowy typ danych.
Wojownik gracz1;
gracz1.imie = "Adalbert";
gracz1.przydomek = "Wielki";
gracz1.zycie = 100;
gracz1.atak = 25;
gracz1.pancerz = 50;
cout << gracz1.imie << " " << gracz1.przydomek << ": "
<< gracz1.OkrzykBojwy() << endl;Adalbert Wielki: AAArgh!!
Powyżej widzimy obiekt klasy Wojownik o nazwie gracz1. Jednak parę rzeczy jeszcze nie jest do końca jasnych: co to jest public i czy da się jakoś skrócić proces nadawania wartości atrybutów obiektu gracz1. Jeżeli byłoby ich więcej stracilibyśmy sporo czasu na samym pisaniu "gracz1.atrybut =".
Zmienne w klasie noszą nazwę atrybutów |
|---|
Public i Private
class Elf
{
string imie;
int zycie;
int szczescie;
int LosujLiczbe()
{
//kod losujący liczbę w zakresie od 0 do 100
return losowaLiczba;
}
int SzansaZadaniaCiosu()
{
int szansa = LosujLiczbe() * szczescie;
return szansa;
}
int Atak(int szansa)
{
//kod ataku
}
};Istnieje bardzo wiele sytuacji, w których to nie chcielibyśmy aby obiekt korzystał z danej metody czy atrybutu. Powyżej trywialny przykład - po co obiekt miałby mieć dostęp do losowania liczby i obliczania szansy zadania ciosu?
On potrzebuje tylko wykonać funkcje atak, reszta samoistnie nie ma sensu zostawać wywoływana.
Inny przykład: Piszemy program kryptograficzny, który posiada funkcję szyfrujące tajne dane. Obiekt nie może mieć dostępu (odczyt i zmiana) do atrybutów, które przechowują tajne algorytny czy sam szyfr ze względu na bezpieczeństwo:
szyfr1.tajnaZmienna = 69; //Każdy ma dostęp do tajnej zmiennej!
Jeżeli nie napiszemy ani private, ani public, wszystko w naszej klasie będzie domyślnie prywatne (Nasz obiekt nie będzie mógł nawet nazwać elfa czy wykonać metodę Atak!). Z tego względu wszystko co ma być używane wyłącznie przez klasę piszemy pod słowem private: a wszystko to do czego ma mieć również dostęp obiekt piszemy pod słowem public:
class Elf
{
private:
int LosujLiczbe()
{
//kod losujący liczbę w zakresie od 0 do 100
return losowaLiczba;
}
int SzansaZadaniaCiosu()
{
int szansa = LosujLiczbe() * szczescie;
return szansa;
}
public:
string imie;
int zycie;
int szczescie;
int Atak(int szansa)
{
//kod ataku
}
};Istnieje jeszcze typ: protected, jednak tym zajmiemy się przy dziedziczeniu. Teraz wszyscy są szczęśliwi. Prawie.
Gettery i Settery - Hermetyzacja danych
Nasze atrybuty dalej są całkowicie odsłonięte a w dodatku ktoś kto pierwszy raz widzi nasz kod nie wie czy zmienna szczecsie może być modyfikowana. Po upływie czasu wy sami nie będziecie pamiętali co w waszym programie może być ruszane przez obiekt. Dlatego znakomitym pomysłem jest zabezpieczenie zmiennych tak aby były prywatne jednocześnie dając możliwość używania ich przez obiekt. W tym celu stworzymy najprostsze w świecie funkcje:
Getter to metoda pozwalająca pobrać wartość atrybutu.
Setter to metoda pozwalająca zmienić wartość atrybutu.
class Elf
{
private:
string imie;
int zycie;
int szczescie;
int LosujLiczbe()
{
//kod losujący liczbę w zakresie od 0 do 100
return losowaLiczba;
}
int SzansaZadaniaCiosu()
{
int szansa = LosujLiczbe() * szczescie;
return szansa;
}
public:
int Atak(int szansa)
{
//kod ataku
}
string getImie()
{
return imie;
}
void setImie(string noweImie)
{
imie = noweImie;
}
int getZycie()
{
return zycie;
}
void setZycie(int noweZycie)
{
zycie = noweZycie;
}
int getSzczescie()
{
return zycie;
}
void setSzczescie(int noweSzczescie)
{
szczescie = noweSzczescie;
}
};Teraz jeżeli chcemy aby coś było nieosągalne z poziomu obiektu po prostu kasujemy jego getter czy setter w zależności od sytuacji. Jednocześnie takim sposobem wyraźnie widać, które atrybuty mogą być modifikowane, które mogą pobrać wartość np do wyświetlenia jej na ekranie, a których kompletnie nie można tykać.
Elf gracz1;
gracz1.setImie("Legolas");
gracz1.setZycie(100);
gracz1.setSzczescie(8);
gracz1.setSzczescie(10);
cout << gracz1.getImie();Znów "gracz.bleble(bleble)"x100 w kodzie. Zajmijmy się tym.
Konstruktory i Destruktory
Praktycznie w każdym przypadku tworząc obiekt chcemy nadać jego atrybutom początkowe wartości. Do tej pory robiliśmy to linijka po linijce. Lepszym rozwiązaniem jest konstruktor, czyli po prostu specjalna funkcja, która wywoływana jest wraz ze stworzeniem obiektu. Konstruktor ma taką samą nazwę jak klasa i zawsze powinien być dostępny publicznie:
class Elf
{
private:
string imie;
int zycie;
int szczescie;
//Metody prywatne (LosujLiczbe, SzansaZadaniaCiosu)
public:
Elf() //<- to jest konstruktor.
{
cout << "Obiekt zostal stworzony!";
}
//Metody publiczne (Atak)
//Gettery i Settery
};Elf gracz1, gracz2, gracz3;Obiekt zostal stworzony! Obiekt zostal stworzony! Obiekt zostal stworzony!
Jak można zauważyć, po stworzeniu każdego obiektu został automatycznie wywołany konstruktor.
Teraz zajmijmy się nadawaniem wartości:
Elf(string _imie, int _zycie, int _szczescie)
{
imie = _imie;
zycie = _zycie;
szczescie = _szczescie;
}Elf gracz1("Edgard", 100, 12);
cout << "Imie: " << gracz1.getImie() << endl;Imie: Edgard
Destruktor to funkcja odwrotna do konstruktora, uruchamia się przy niszczeniu obiektu. Dzięki temu możemy oczyścić pamięć ze śmieci. Jednak tym zajmiemy się w przyszłości gdzy poznamy dynamiczne alokowanie pamięci. Na razie zapamiętaj, że destruktor również ma taką samą nazwę jak jego klasa plus przed nazwą znajduje się tylda: "~".
Dodatki
Hermetyzacja (enkapsulacja) – jedno z założeń programowania obiektowego. Hermetyzacja polega na ukrywaniu pewnych danych składowych lub metod obiektów danej klasy tak, aby były one dostępne tylko metodom wewnętrznym danej klasy lub funkcjom zaprzyjaźnionym.
Przyczyny stosowania hermetyzacji
- uodparnia tworzony model na błędy
- lepiej oddaje rzeczywistość
- umożliwia rozbicie modelu na mniejsze elementy
Kompletny kod klasy Elf (click)
Zadania
1. Pobaw się obiektowością. Zrób jakieś proste RPG z prymitywnym systmem walki, parę itemów itp.
2. Zrób kalkulator redukujący funkcje trygonometryczne (obiektowo oczywiście)
Przykład:
sin(160) = sin(180-20) = cos(20)