Archiwum kategorii: C++ kurs programowania obiektowego

Oddaję w Wasze ręce kurs programowania obiektowego w C++. Dzięki temu kursowi wejdziesz na nowy poziom programowania (po podejściu proceduralny).

C++ kurs programowania obiektowego (#4) zacznij myśleć obiektowo, obiekty

Zacznij myśleć obiektowo

Co to w ogóle jest programowanie obiektowe? To taki wzorzec (sposób) tworzenia kodu (programu), który polega na definiowaniu przez programistę obiektów i zarządzaniu komunikacją tych obiektów w celu wykonania jakiegoś konkretnego zadania (osiągnięcia założonego celu).

Po co nam w ogóle ta obiektowość? Kiedy zaczynamy swoją przygodę z programowaniem, najczęściej zaczynamy od podejścia proceduralnego i często przy małych projektach na początku nie widzimy potrzeby korzystania z programowania obiektowego. W miarę upływu czasu kiedy nasze potrzeby rosną ale rośnie także nasza świadomość programisty, zaczynamy zauważać pewne ograniczenia i szukamy innych rozwiązań. Nie będę w tym miejscu w punktach wymieniał zalet jakie zyskujesz dzięki programowaniu obiektowemu, będziemy je odkrywać z każdą kolejną częścią tego kursu i sam zauważysz zalety takiego podejścia.

Najfajniejsze w tym wszystkim jest to, że zasady dotyczące „obiektowości” przedstawione w tym kursie będą miały zastosowanie wszędzie nie tylko w C++.

Jeżeli nie zrozumiesz „obiektowości” od razu, nie zrażaj się tylko przeczytaj daną część nawet kilkukrotnie do pełnego zrozumienia danego tematu a uwierz mi Twoja cierpliwość będzie nagrodzona J Może nawet uznasz, że wiedza którą próbujesz przyswoić zupełnie nie jest do niczego potrzebna a poszczególne jej fragmenty nie łączą się ze sobą, to nie zniechęć się, bo w trakcie pracy z tym kursem dojdziesz do wniosku, że to jednak ma sens, że nagle poszczególne kawałki zaczynają się łączyć w większą całość jak układanie puzzli. Tego Ci życzę 🙂

Obiekty

Pierwszym pojęciem jakie poznamy to obiekt. Kiedy mówimy obiekt od razu staje nam przed oczami jakiś realny przedmiot np. smartfon, telewizor, auto itd. Jest to jak najbardziej poprawne skojarzenie bo to są dobre przykłady obiektów. Każdy z tych obiektów ma jakieś właściwości które go cechują (opisują). Te właściwości nazywamy cechami, rzadziej atrybutami lub po prostu właściwościami. Poniżej przykład cech  opisujących obiekt smartfon.

Obiekt: smartfon

Cechy:

  • waga
  • szerokosc
  • wysokosc
  • grubosc
  • ile_cali
  • bateria

Poprzestańmy na tylu cechach, oczywiście moglibyśmy pewnie znaleźć jeszcze kilka ale myślę, że na nasze potrzeby to wystarczy.

Taki opis wystarczy nam ludziom bo my wiemy jakie dane (typy danych) można by było przypisać  tym cechom, ale dla komputera nie jest to wystarczające i musimy mu określić jakie typy danych mogą się znaleźć w poszczególnych cechach np.

  • int waga; // wyrażona w g
  • szerokosc;  // wyrażona w mm
  • wysokosc;  // wyrażona w mm
  • grubosc;  // wyrażona w mm
  • ile_cali;  // wyrażone w calach
  • bateria;  // pojemnosc baterii mierzona w mAh

gdzie int oznacza liczbę całkowitę a float liczbę zmiennoprzecinkową. PAMIĘTAJ w C++ po określeniu cechy dajemy znak średnika ‘;’.

Ktoś powie,  że niektóre z ww. wymiarów powinny być typu float np. szerokość, przecież szerokośc smartfona może być liczbą zmiennoprzecinkową. Tak to prawda jeżeli chcemy aby szerokość była wyrażona w centymetrach, ale jeżeli chcemy ją już wyrazić w milimetrach to już możemy korzystać z typu int. Widzisz więc, że typ danych dla poszczególnej cechy będzie uzależniony od jednostek w jakich będziemy wyrażać jej wartość.

Do tej pory zajmowaliśmy się obiektami rzeczywistymi, czyli realnymi przedmiotami. Może się zdziwisz ale obiekty mogą być także abstrakcyjne, czyli nienamacalne. Przykładem takiego obiektu może być np. sen. Czy jest to coś namacalnego? Nie. A czy może być obiektem który posiada  cechy? Tak. Cechami snu mogą być np. właściciel snu, treść snu, częstotliwość powtarzania się snu, ładunek emocjonalny snu itd. Pewnie dużo częściej będziesz spotykał się z tymi realnymi obiektami ale chcę żebyś wiedział, że te abstrakcyjne także istnieją.

Na razie poznaliśmy cechy obiektów czyli określenie ich stanu. Oprócz tego możemy określić jego zachowanie, czyli wykonywanie przez ten obiekt jakichś czynności, zadań np. smartfon: dzwonienie, odbieranie SMS-ów, budzenie (funkcja budzika); np. pralka: pranie, wirowanie, suszenie itd. Określenie takich zadań nazywamy metodami. Metoda to nic innego jak funkcja wewnątrz klasy, która służy do zdefiniowania zadania wykonywanego przez nasz obiekt z wykorzystaniem cech, które ma ten obiekt.

Przykład metody dla obiektu Smartfon

int CzasPracy(parametry)

{

   // obliczenia na parametrach

   return czas;

}

Spójrz na powyższy przykład. Zdefiniowaliśmy metodę CzasPracy, która ma za zadanie, na podstawie pobranych parametrów, obliczyć (oczywiście szacunkowo) jak długo będzie działał nasz smartfon. Na razie w miejsce parametrów i obliczeń nic nie podstawiam. Chcę żebyś zrozumiał najpierw zasadę technikaliami zajmiemy się w dalszej części kursu.

Teraz trzeba to ubrać w jaką bardziej formalną postać (definicję). Taką definicją jest klasa, to taki opis (schemat) za pomocą którego komputer wie później jak utworzyć dany obiekt.

W kolejnej części dowiesz się jak się tworzy klasę i jak później za pomocą tej klasy tworzymy konkretny egzemplarz danego obiektu.


c++ kurs programowania obiektowego spis treści  c++ kurs programowania obiektowego spis treścic++ kurs programowania obiektowego spis treści

C++ kurs programowania obiektowego (#3) pierwszy program, omówienie kodu

Co w trawie piszczy, czyli objaśnienie kodu programu "Hello world!".

No tak, wszystko fajnie ale skąd w zasadzie wzięły się te wszystkie linie kodu w pliku main.cpp w naszym pierwszym projekcie i co one oznaczają?

cpp c++ hello world code

Przy tworzeniu projektu Code::Blocks wyręcza nas i tworzy główny plik projektu z domyślną (default-ową) treścią, żeby programista sam nie musiał już „klepać” tego kodu od początku. A co oznaczają te poszczególne linie? Prześledźmy kod linia po linii. Wyjaśnienia do poszczególnych linii będę umieszczał w komentarzach, czyli za znakami „//” które w C++ oznaczają komentarz jednoliniowy. Znaczy to tyle, że wszystko co znajdzie się po prawej stronie tych znaków będzie komentarzem i do końca linii będzie pomijane przez kompilator, komputer to po prostu zignoruje np.

// treść komentarza

Code::Blocks oznacza komentarze na szaro. Z reguły komentarze w innych środowiskach są oznaczane na zielono, więc jeżeli spotkasz się z takim kolorem w innych IDE to nie będziesz już zdziwiony. Skoro jesteśmy już przy komentarzach i opisałem komentarz jednoliniowy to zapewne się domyślasz, że istnieje również komentarz wieloliniowy, do zdefiniowania którego używamy znaków /* treść komentarza */. Przykład komentarza wieloliniowego poniżej.

/* treść komentarza wiersz 1

treść komentarza wiersz 2

treść komentarza wiersz 3

treść komentarza wiersz 4

treść komentarza wiersz 5 */

 

Zgodnie z tym co napisałem powyżej wszystko co znajdzie się pomiędzy znakami  /**/ zostanie pominięte (zignorowane) przez kompilator. Tylko nadmienię, że ogólnie przyjęła się niepisana zasada, że komentarze umieszczamy nad kodem który komentujemy.

 

OK, przejdźmy do analizy kodu naszego pliku main.cpp.

// dodanie biblioteki iostream która jest odpowiedzialna za operacje wejścia/wyjścia
#include <iostream>              

Ale co to jest ta biblioteka i co to są operacje wejścia/wyjścia. Biblioteka w programowaniu to taki zbiór gotowych funkcji, takich podprogramów, które w każdym momencie możemy wykorzystać do własnych celów. To tak jak w bibliotece z książkami. Jeżeli potrzebujemy przeczytać jakąś książkę to idziemy do biblioteki wypożyczamy odpowiednią książkę, korzystamy z niej (czytamy) i odnosimy do z powrotem do biblioteki. Przy bibliotece programistycznej nie ma tylko „fizycznych” elementów wypożyczenia i oddania książki do biblioteki ale cała reszta jest identyczna. Jeżeli potrzebujemy, odwołujemy się do konkretnego podprogramu (funkcji) w bibliotece, korzystamy z niej i tyle. Nie musimy nawet wiedzieć jak jest skonstruowany środek tego podprogramu. Musimy tylko wiedzieć do czego służy i jak z niego skorzystać.

Żeby dodać bibliotekę do naszego programu używamy słówka include po którym umieszczamy nazwę dodawanej biblioteki pomiędzy znakami <> co oznacza, że kompilator będzie szukał tej biblioteki w standardowych bibliotekach Code::Blocks’a.

Operacje wejścia/wyjścia to nic innego jak mechanizm porozumiewania się z naszego komputera z urządzeniami wejścia, czyli np. klawiaturą i z urządzeniami wyjścia, czyli np. z monitorem. No przecież w jakiś sposób musimy powiedzieć naszemu komputerowi, że w danym momencie oczekujemy, że użytkownik napisze coś na klawiaturze (wprowadzi jakieś dane) i czekamy na to co on wpisze a w innym przypadku chcemy coś wyświetlić naszemu komputerowi. Ot cała filozofia.

 

// zdefiniowanie przestrzeni nazw
using namespace std;

O co chodzi z tymi przestrzeniami nazw. Wyobraźmy sobie, że mamy duży projekt i dołączyłeś do niego już kilka bibliotek z różnych źródeł. W pewnym momencie dochodzisz do sytuacji dublowania się nazw jakichś obiektów np. funkcji. Rozwiązaniem takiej sytuacji jest stworzenie przestrzeni nazw i umieszczenie wszystkich potrzebnych nam obiektów w tej przestrzeni. Następnie poprzez jej nazwę, możemy odwołać się do danego obiektu (np. funkcji) umieszczonego w tej przestrzeni i dzięki temu kompilator wie, że chcemy skorzystać właśnie z tej konkretnej funkcji (jeżeli jest kilka funkcji o tej samej nazwie w programie). Linia using namespace std;  oznacza, że w naszym programie będziemy korzystali z przestrzeni nazw o nazwie std. Ta przestrzeń zawiera wiele przydatnych elementów m.in. różne funkcje do sortowania, wyszukiwania lub definicje klas takich jak string, vector itd.

// główna funkcja programu
int main()
{

// ciało funkcji

return 0;

}

W końcu doszliśmy do pierwszej funkcji w naszym programie. Składnia powyżej to główna funkcja o nazwie main, która zawsze jest uruchamiana podczas startu programu, no bo przecież program musi wiedzieć z którego miejsca w kodzie ma wystartować. Na początku określamy co ma zwracać funkcja, czyli słówko int. Nie poznaliśmy jeszcze typów danych ale na razie wystarczy żebyś wiedział, że int oznacza liczbę całkowitą, czyli nasza funkcja powinna zwrócić jakąś liczbę całkowitą. Do określenie co zwraca funkcja, używamy słówka return. W tym momencie mówimy naszemu kompilatorowi, że zwracamy określoną wartość (w naszym przypadku wartość 0 bo u nas jest zapis return 0) i program się kończy. Dzięki nawiasom {} kompilator wie gdzie zaczyna się nasza funkcja, nawias { , i gdzie się kończy }. Wszystko co się znajduje wewnątrz naszych nawiasów tworzy ciało naszej funkcji, czyli polecenia do wykonania przez komputer. To tutaj będziemy pisali „główny” kod programu który będzie wykonywany przez komputer.

// funkcja cout służy do wyświetlania ciągów znaków na ekranie
cout << ”Hello world!” << endl ;

To funkcja z obiektowej biblioteki iostream pozwalająca nam na przesłanie na ekran dowolnego ciągu znaków, w naszym przypadku Hello world!. Zobacz jakie to proste, używasz jej nie widząc nawet jej środka. Słówka cout  i endl to odwołanie się do funkcji które znajdują się w bibliotece iostream i żebyśmy mogli odwołać się do nich musieliśmy na początku dodać tą bibliotekę poleceniem #include <iostream>. Ale żeby kompilator wiedział dokładnie o którą dokładnie funkcję chodzi musimy mu także wskazać że chodzi nam o przestrzeń nazw  std i zrobiliśmy to już wcześniej poleceniem using namespace std; Teraz już nie ma możliwości żeby kompilator pomylił funkcje. Gdybyśmy na początku nie zdefiniowali, że chcemy używać właśnie tej przestrzeni nazw (std), musielibyśmy przy każdym użyciu funkcji cout i endl (i każdej innej która należy do tej przestrzeni) określać o jaką przestrzeń nazw nam chodzi w ten sposób std::cout.

No to chyba już wszystko jasne i możemy przejść do kolejnego zagadnienia jakim będzie obiekt a później klasa.


c++ kurs programowania obiektowego spis treści  c++ kurs programowania obiektowego spis treścic++ kurs programowania obiektowego spis treści

C++ kurs programowania obiektowego (#2) pierwszy program „Hello World!”

Tworzymy nasz pierwszy projekt „Hello World!”.

Przyszedł czas na stworzenie Twojego pierwszego projektu i tutaj chyba nie będzie niespodzianki, będzie to projekt wyświetlający napis „Hello World!” w konsoli. To klasyka gatunku. Chyba każdy programista zaczynał od takiego projektu i ja nie zamierzam zmieniać tej tradycji. No to zaczynamy!

Uruchamiamy naszego Code::Blocks’a i klikamy na ikonę Create a new project. Ten sam efekt uzyskamy klikając w menu File -> New -> Project… ale sposób z ikonką jest po prostu szybszy.

cpp c++ course kurs create new project

Rysunek 4. Ikona „Create a new project”.

W kolejnym oknie o nazwie New from template mamy możliwość wybrać szablon projektu. Na początku będziesz pracował w konsoli, dlatego wybierz opcję Console application, czyli będziemy tworzyć aplikację konsolową. Zaznacz więc tą opcję i potwierdź swój wybór przyciskiem Go.

cpp c++ course kurs create new project

Rysunek 5. Wybór szablonu projektu.

Kolejne okno to wybór języka w którym chcesz pisać kod. Ty będziesz programował w C++ więc wybierasz tą opcję z dostępnych języków programowania i przechodzisz dalej klikając w przycisk Next.

cpp c++ course kurs create new project

Rysunek 6. Wybór języka programowania.

Teraz przyszedł czas żebyś nazwał swój projekt i określił gdzie będziesz przechowywał pliki swojego projektu. Zacznijmy od pola Folder to create project in gdzie wpisujemy ścieżkę dostępu do katalogu w którym chcemy przechowywać pliki naszego projektu. Klikając w przycisk […] otworzysz okno dialogowe gdzie na drzewie katalogów możesz wskazać interesujący Cię katalog. Po wskazaniu i potwierdzeniu Twojego wyboru przyciskiem OK wrócisz do poprzedniego okna z wpisaną automatycznie ścieżką dostępu w polu Folder to create project in. Pamiętaj, że finalnie w katalogu który wskazałeś powstanie jeszcze dodatkowy katalog o nazwie takiej samej jaką wpiszesz w polu Project title i tam dopiero znajdą się pliki Twojego projektu. Jak przed chwilą napisałem nazwę Twojego projektu wprowadzasz w pole Project title. Zwróć uwagę, że nazwa ta pojawi się automatycznie w polu Project filename z rozszerzeniem .cbp (o plikach składowych projektu za chwilę).

cpp c++ course kurs create new project

Rysunek 7. Wybór nazwy projektu i jego lokalizacji.

I ostatnie okno gdzie możesz wybrać kompilator dla twojego projektu. W tym oknie wszystko zostaje tak jak na poniższym rysunku. Potwierdzasz tylko Twój wybór przyciskiem Finish.

cpp c++ course kurs create new project

Rysunek 8. Wybór kompilatora.

Jeszcze tylko słówko wyjaśnienia co to jest ten kompilator. Otóż jest to program służący do przetłumaczenia tego do napisałeś, w naszym przypadku w C++, na język zrozumiały przez komputer, żeby komputer zrozumiał czego my tak w ogóle od niego chcemy J i co on ma zrobić.

Po zatwierdzeniu wszystkiego Code::Blocks wróci do okna głównego aplikacji. Zobaczymy dwie nowe rzeczy. Po lewej stronie w zakładce Projects zobaczymy drzewko przedstawiające strukturę naszego projektu. Zwróć uwagę, że po rozwinięciu gałęzi Sources znajduje się plik main.cpp. To główny plik naszego projektu. Dwukrotne kliknięcie go na drzewku spowoduje wyedytowanie tego pliku w głównym oknie po prawej stronie od drzewka projektu (patrz rysunek). Treść którą widzisz poniżej na rysunku powstaje automatycznie przy tworzeniu projektu i pliku main.cpp (listing 1).

cpp c++ course kurs create new project

Rysunek 9. Drzewo projektu i edycja pojedynczego pliku projektu.

Teraz uwagę, że zakładka w której edytujesz plik main.cpp ma taką samą nazwę jak ten plik. W ten sposób będziesz się poruszał pomiędzy poszczególnymi plikami, jeżeli w danym momencie będziesz miał ich otwartych więcej niż jeden a uwierz mi będziesz miał J

Teraz o oknie głównym możesz dowolnie modyfikować treść tego pliku. Już w tym momencie program powinien zadziałać i na ekranie konsoli powinien pojawić się napis Hello world! Żeby uruchomić projekt (program) wciśnij przycisk F9.

cpp c++ course kurs create new project

Rysunek 10. Uruchomienie projektu "Hello world!".

Z powyższego rysunku wynika, że nasz program działa prawidłowo. Na ekranie został wyświetlony napis „Hello world!”. Zwróć uwagę, że poniżej napisu zostały wyświetlone jeszcze dwie dodatkowe linie z informacją o czasie wykonania programu i prośba o wciśnięcie jakiegoś przycisku na klawiaturze. Code:Blocks jest na tyle pomocny, że na samym końcu wstrzymuje nasz program i wyświetla te dodatkowe informację (my sami nie musimy o tym pamiętać) i dopiero po przyciśnięciu jakiegoś przycisku na klawiaturze zamknie okno konsoli. Widzisz jeszcze nie napisałeś nawet kawałka kodu a już uruchomiłeś pierwszy program 🙂


c++ kurs programowania obiektowego spis treści  c++ kurs programowania obiektowego spis treścic++ kurs programowania obiektowego spis treści

C++ kurs programowania obiektowego (#1) Środowisko programistyczne IDE

Oddaję dzisiaj w Twoje ręce pierwszy odcinek serii (mam nadzieję) o obiektowym programowaniu w C++. W dzisiejszym odcinku dowiemy się jak zacząć. Dowiesz się co Ci jest potrzebne do programowania w C++? Skąd masz ściągnąć narzędzia potrzebne do programowania? itd.

Nie tracąc Twojego i mojego cennego czasu zaczynamy!

Czego potrzebuję żeby zacząć programować i co to jest IDE?

Aby rozpocząć swoją przygodę z programowaniem w C++ musisz gdzieś pisać swoje programy. Do tego celu musisz mieć środowisko programistyczne, w skrócie nazywane IDE od angielkich słówek Integrated Development Environment. IDE to aplikacja (lub zbiór aplikacji) w której będziesz pisał kod i dzięki której będzie mógł go uruchomić w celu przetestowania poprawności zaprogramowanych funkcjonalności. Do celów naszego kursu wykorzystamy IDE o nazwie Code::Blocks.

Skąd moge pobrać IDE Code::Blocks?

Środowisko Code::Blocks możemy pobrać ze strony www.codeblocks.org gdzie menu głównym strony klikamy w opcję download. Dzięki temu przejdziemy na stronę skąd możemy pobrać naszego Code::Blocks'a. Aby to zrobić po lewej stronie widzimy menu main w którym klikamy na opcję download a później na binaries.

c++ kurs programowania obiektowego środowisko programistyczne codeblocks

Rysunek 1. Strona codeblocks.org i wybór wersji środowiska programistycznego IDE CodeBlocks

c++ kurs programowania obiektowego środowisko programistyczne codeblocks

Rysunek 2. Wybór źródła pliku instalatora.

W zależności od potrzeb wybieramy odpowiednią opcję. Ja polecam wybranie opcji codeblocks-17.12mingw-nosetup.zip (w nazwie pliku jest zaszyta także wersja IDE więc widać, że w trakcie tworzenia tego kursu aktualną wersją tego IDE jest wersja 17.12). Jest to wersja bez instalacyjna, która zawiera już w sobie kompilator i debuger.

Po kliknięciu w link sourceforge.net przy odpowiedniej wersji CodeBlocks'a uruchomimy ściąganie pliku instalatora w postaci archiwum. Po ściągnięciu i rozpakowaniu archiwum uruchamiamy plik o nazwie codeblocks.exe i już możemy cieszyć się tworzeniem kodu. Acha, nie napisałem chyba chyba najważniejszego plusa tego środowiska, JEST ONO DARMOWE 🙂 więc bez obaw możesz zacząć bawić się w programistę.

c++ kurs programowania obiektowego środowisko programistyczne codeblocks

Rysunek 3. Widok ogólny środowiska programistycznego (IDE) CodeBlocks.


c++ kurs programowania obiektowego spis treści  c++ kurs programowania obiektowego spis treści