Datastructuren Werkcollege Intro

Transcriptie

1 Bart Hijmans, Universiteit Leiden. Universiteit Leiden The Netherlands

2 Focus 1 19 ˆ Ervaring in gebruik en implementatie van datastructuren ˆ Kennis van mogelijkheden ˆ Programmeren voor andere programmeurs ˆ Twee nieuwe concepten: ˆ Templates ˆ Inheritance

3 Template classes 2 19 ˆ Templates worden gebruikt voor functies en datastructuren die op willekeurige datatypen werken. ˆ Kies een type bij instantiatie ˆ Maak een datastructuur 1 keer en het werkt voor alle types

4 Template Classes: Voorbeeld Klasse 3 19 template <class T> class datastructuur{ void insert(t item); }; template <class T> void datastructuur<t>::insert(t item){...} ˆ T is een naam voor het type van de variabele "item" ˆ Zet bij gebruik van templates de implementatie in de header le!

5 Template Classes: Voorbeeld Gebruik 4 19 #include <datastructuur.h> void functie(){ datastructuur<int> ds1; ds1.insert(3); } datastructuur<konijn> ds2; konijn Stampertje; ds2.insert(stampertje);

6 Overerving 5 19 ˆ Overerving of "inheritance" wordt gebruikt om: ˆ Functionaliteit te hergebruiken ˆ Eenheid te creëren tussen classes ˆ Kindclasses nemen memberfuncties en -variabelen over van de ouders, behalve private members ˆ Kinderen kunnen members overschrijven ˆ Naast public en private, nu ook protected members ˆ Protected: Variabele / functie niet bereikbaar van buiten, wél bereikbaar vanuit kinderen

7 Overerving, Syntax 6 19 class rechthoek{ public: rechthoek(int l, int b) void setlengte(int l); void setbreedte(int b); int getlengte(); int getbreedte(); protected: int lengte, breedte; }; class gekleurderechthoek : public rechthoek { public: gekleurderechthoek(int l, int b, int k); private: int kleur; };

8 Overerving en templates 7 19 ˆ Kies bij overerving of je de templates wil overerven of alleen voor een speciek datatype template <class T> class ouder{... }; template <class T> class templatedkind : public ouder<t>{... }; class integerkind : public ouder<int>{... };

9 Netjes Programmeren 8 19 ˆ Korte, herbruikbare en leesbare functies ˆ Eciënte code ˆ Consequent inspringen ˆ Consequente naamgeving voor variabelen ˆ Gebruik geen Nederlands en Engels door elkaar ˆ Overweeg bijvoorbeeld camel case: maaknaamvoorfunctie() ˆ of lage streepjes: maak_naam_voor_functie() ˆ gebruik geen using namespace std; in een.h ˆ Dring je namespace niet op aan de gebruiker ˆ Gebruik std::string, std::cout, std::endl etc.

10 Files 9 19 ˆ Iedere klasse een eigen header (.h) met klassedenitie ˆ Een andere programmeur ziet alleen de.h! ˆ Iedere klasse een eigen source (.cc of.cpp) met uitwerking ˆ Uitzondering: bij templates mag de uitwerking in de.h ˆ Voor header les, gebruik preprocessor operaties om dubbele denities te voorkomen: #ifndef Bestandsnaam_h #define Bestandsnaam_h // normale code hier #endif

11 Abstractie ˆ private, public en protected functies en variabelen ˆ Public: alleen functies die voor de gebruiker bedoeld zijn ˆ Private: alle variabelen (gebruik public get en set functies) ˆ Private: interne hulpfuncties ˆ Protected is vergelijkbaar met private, maar ook toegankelijk vanuit afgeleide klasses door inheritence. ˆ Zorg dat een gebruiker een datastructuur niet kapot kan maken ˆ Beschermt data en programmeurs ˆ Geef nooit interne pointers terug!

12 Output ˆ Gebruik ostream voor output ˆ Ostream is de ouderklasse van o.a. cout, ofstream en ostringstream ˆ Laat de gebruiker kiezen wat hij er mee doet datastructuur::output(ostream & out){ out << data; } datastructuur ds; ds.output(cout); ofstream outfile("example.txt"); ds.output(outfile);

13 Commentaar Boven Files /** * klassenaam: beschrijving van klasse/programma naam (studentnummer) naam (studentnummer) filenaam datum laatste wijziging **/

14 Commentaar Boven Functies ˆ Boven (member)functiedeclaraties ˆ Programmeurs die een library gebruiken zien alleen de header! class dinges{ public: // commentaar hier! void doeiets(); } // Niet hier! void dinges::doeiets(){ }

15 Commentaar Boven Functies (2) /** functienaam beschrijving wat de functie doet, inclusief hulpfuncties. Noem hulpfuncties niet! parameternaam beschrijving rol parameter beschrijving van het resultaat exacte beschrijving preconditie exacte beschrijving postconditie wat is er veranderd na het uitvoeren van de functie? **/ ˆ Er is niet altijd een pre- of postconditie ˆ Beschrijf wat een functie doet, niet hoe!

16 Precondities ˆ Wat moet er gelden voor een functie kan worden aangeroepen? ˆ Voorbeelden: ˆ De datastructuur mag niet leeg zijn ˆ Er moeten minstens n elementen in de datastructuur zitten ˆ De operator "<" (of "<<" voor output) moet gedenieerd zijn op type T ˆ precondities moeten testbaar zijn!

17 Const Correctness ˆ Laat de programmeur weten welke functies niks veranderen aan de datastructuur en welke parameters zeker niet worden aangepast. ˆ const voor een parameter betekent dat dat parameter niet wordt aangepast ˆ const aan het eind van een functiedeclaratie betekent dat de datastructuur niet wordt aangepast bool zetinlijst(const int & waarde); bool haaluitlijst(const int & plaats, int & waarde); bool isinlijst(const int & waarde) const; ˆ const call-by-reference is ecienter voor grotere datatypes dan call-by-value ˆ static functies kunnen niet const zijn

18 Const Correctness (2) ˆ Let op de verschillen tussen: ˆ int const * p; // p is pointer to const int ˆ int * const p; // p is const pointer to int ˆ int const * const p;//p is const pointer to const int ˆ Lees van rechts naar links ˆ Het is niet in alle gevallen mogelijk alles te verbieden, zorg wel dat je je er aan houdt!

19 Uitzonderlijke Gevallen ˆ Wat gebeurt er als: ˆ een datastructuur vol is? ˆ een datastructuur leeg is? ˆ er een lege string wordt meegegeven? ˆ er een nullpointer wordt meegegeven? ˆ Let op dat postcondities alle gevallen beslaan ˆ Stel eisen aan parameters waar nodig ˆ Return booleans als een operatie kan falen! ˆ Gebruik nooit cout (of cerr) in een memberfunctie voor errors

20 Standard Template Library datastructuren ˆ Bevat veel standaard datastructuren, waaronder vectors, lists, stacks, maps, queues en deques ˆ De interne werking is bijna altijd onbelangrijk. ˆ Toegevoegd als include, bv #include <stack> ˆ Datastructuren zijn templates, ze werken voor elk type data, maar voor maar 1 tegelijk ˆ vector<string> myvector; //een vector met strings ˆ list<int> mylist; //een list met ints