Зміст
Вступ
. Тереотичні відомості
.1 Основи ООП
.2 Створення класів. Методи, властивості, поля
.3 Конструктори та деструктори. Успадкування класів
. Постановка завдання
. Опис предметної області
. Побудова об’єктної моделі
.1 Визначення об'єктів та класів і зв’язків між ними
.2 Побудова діаграми ієрархії класів
. Реалізація програми в середовищі Visual Studio C++
.1 Інтерфейс програми
.2 Тестування програми
Висновок
Список використаної літератури
Додаток 1. Лістинг Form1
Додаток 2. Лістинг Form2
Курсова робота - це перша самостійна наукова праця майбутнього програмного інженера. При її виконанні студент поглиблює знання з фундаментальних та професійно-орієнтованих дисциплін, засвоює методику експериментальних досліджень, оволодіває навичками співставлення результатів своїх досліджень із літературними даними, аналізу, узагальнення і літературного оформлення одержаних результатів з теми дослідження, набуває вміння вести науковий пошук, що розвиває в молодого інженера творчий підхід до роботи.
Курсова робота з об'єктно-орієнтованого програмування передбачає знання студентами об’єктно-орієнтованого проектування та програмування і є завершальним етапом вивчення у рамках курсу об'єктно -орієнтованє програмування підготовки студентів.
Метою курсової роботи є закріплення, поглиблення та узагальнення знань, якими студент оволодів під час вивчення курсу, в набутті навичок використання основ алгоритмізації та програмування на алгоритмічних мовах високого рівня з використанням принципів об’єктно-орієнтованого проектування та програмування, методики розробки програмних модулів та програмного забезпечення комп’ютерних систем управління, набуття студентами теоретичних знань та практичних навичок в області використання сучасних систем візуального проектування програмних засобів комп’ютерних систем управління та освоєння принципів та методів сучасних технологій програмування, набуття навичок професійних та практики наукових досліджень з оформленням відповідного текстового, програмного та ілюстративного матеріалу у формі наукового звіту.
Виконання курсової роботи (КР) направлено на закріплення знань, отриманих при вивченні теоретичної частини курсу, і набуття практичних навичок розробки об'єктно-орієнтованих програм. В результаті виконання курсової роботи студент повинен освоїти:
концепції об'єктно-орієнтованого програмування;
спеціалізовані засоби розробки програмного забезпечення мовою Java;
спеціалізовані засоби розробки програмного забезпечення мовою С ++;
знати: загальні питання побудови та використання сучасних систем об’єктно-орієнтованного та візуального проектування програмних засобів комп’ютерних систем управління; основні поняття та методи об’єктно-орієнтованного проектування та програмування, основні засоби розробки програм з використанням багато ієрархічних структур об’єктів та класів об’єктів;
вміти: самостійно вибирати середовище проектування програмних засобів, проектувати, розробляти, налагоджувати та супроводжувати сучасне програмне забезпечення комп’ютерних систем управління.
Під час виконання курсової роботи студент повинен продемонструвати:
- вміння збирати і аналізувати відповідні матеріали про об’єкт дослідження, використовуючи сучасні джерела інформації, включаючи Інтернет -ресурси;
- спроможність проводити необхідні обґрунтування для розробки програмних засобів систем управління різного призначення тощо;
- здатність доводити розв'язання поставленої задачі до логічного кінця;
вміння аналізувати отримані результати і робити з них висновки.
КР складається з двох взаємопов'язаних частин. Для виконання першої частини КР потрібно побудувати детальну об'єктну модель запропонованої предметної області. Друга частина КР передбачає безпосередню розробку об'єктно-орієнтованого програмного забезпечення, реалізує розроблену об'єктну модель.
програма облік магазин автоматизація
З розвитком програмування виникла ідея поєднати в межах однієї сутності дані і код, що безпосередньо опрацьовує ці дані. Така сутність отримала назву об’єкт, а відповідний підхід до створення програм називають об’єктно-орієнтованим програмуванням.
Об’єктно-орієнтоване програмування (ООП) - це парадигма програмування, яка розглядає програму як сукупність гнучко пов’язаних між собою об’єктів. Кожен об’єкт має суттєві характеристики, які відрізняють його від усіх інших об’єктів. Сукупність таких характеристик називається абстракцією. Розрізняють абстракції стану та поведінки об’єкта.
Стан (дані об’єкта) характеризується переліком та значенням певних ознак. Поведінка (функціонал об’єкта) визначається набором операцій, які виконуються об’єктом, або над об’єктом.
Кожен об’єкт є екземпляром (представником) певного класу. Відповідно, клас - це відповідна абстракція об’єктів.
Основні переваги концепції ООП:
· моделювання предметів та явищ реального світу;
· можливість створювати користувацькі типи даних (класи);
· приховування деталей реалізації (інкапсуляція);
· можливість повторного використання коду (наслідування);
· інтерпретація викликів процедур та функцій на етапі виконання (поліморфізм).
Інкапсулювання - це механізм в програмуванні, який пов’язує в одне ціле функції і дані, якими вони маніпулють, а також захищає їх від зовнішнього доступу і неправильного застосування. В об’єктно-орієнтованій мові функції і всі необхідні дані можуть пов’язуватись таким способом, що створюється автономна структура - об’єкт. Іншими словами, об’єктом є структура, яка підтримує інкапсулювання. В межах об’єкта функції, дані або і функції, і дані можуть бути або закритими для інших об’єктів (private), або відкритими (public).
Модифікатори доступу:
Модифікатор private - забороняє доступ до полів і методів класу ззовні самого класу. Поля і методи, оголошені з модифікатором private, будуть доступні тільки в межах самого класу.
Якщо поле і метод класу визначені з модифікатором public, вони доступні ззовні оголошення базового класу чи похідних класів. Це в деякій мірі означає, що метод оголошений із зовнішнього класу може вільно звертатись до таких полів і методів. З допомогою модифікатора protected можна доступитись до полів і методів базового класу тільки для похідних класів, але не для зовнішніх по відношенню до класу методів.
Успадкування - це властивість, з допомогою якої один об’єкт може набувати властивостей іншого. При цьому підтримується концепція ієрархічної класифікації. Без використання успадкування кожний об’єкт повинен явно визначати всі свої характеристики; використовуючи наслідування, об’єкт повинен визначати тільки ті якості, які роблять його унікальним в межах свого класу. Визначення нового класу (породжений клас, підклас) може базуватись на визначенні вже існуючого (базовий клас). В такому випадку, новий клас отримає властивості та поведінку базового класу, та доповнить їх своїми власними. У випадку одиничного успадкування, у кожного класу може бути лише один безпосередній базовий клас. У випадку множинного успадкування, дозволяється існування декількох безпосередніх надкласів. Застосування методів успадкування дозволяє покращити повторне використання коду шляхом використання вже визначених властивостей та методів (поведінки) базових класів.
Разом з інкапсуляцією і успадкуванням поліморфізм також являє собою одну із важливих концепцій ООП. Застосування цієї концепції дозволяє значно полегшити розробку складних програм.
Термін поліморфізм має грецьке походження і означає «наявність багатьох форм». З поліморфізмом тісно пов’язані такі поняття, як абстрактні класи, віртуальні методи, перевантаження методів і властивостей.
Віртуальні методи - один із найважливіших прийомів реалізації поліморфізму. Вони дозволяють створювати загальний код, який може працювати разом з об’єктами базового класу, так і з об’єктами будь-якого його класу-нащадка. При цьому базовий клас визначає спосіб роботи з об’єктами і будь-які його нащадки можуть представляти конкретну реалізацію цього способу. Базовий клас може і не представляти реалізацію віртуального методу, а тільки оголошувати про його наявність. Такі методи без реалізації називаються абстрактними. Клас, який містить хоча б один такий метод називається абстрактним. Об’єкт такого класу створювати не можна. Нащадки абстрактного класу повинні обов’язково представити реалізацію для всіх його абстрактних методів, інакше, вони в свою чергу будуть абстрактними. Можливість присвоювати різну функціональність одному методу називається перевантаженням методу.
Клас є основою для створення об’єктів. В класі визначаються дані і функціонал, який працює з цими даними. Об’єкти являються екземплярами класу. Ініціалізація змінних екземпляру відбувається в конструкторі. В класі можуть бути декілька конструкторів, тобто клас являється набором проектів, які визначають як будувати об’єкт. Дуже важливо розуміти різницю між класом і об’єктом: клас являється логічною абстракцією до тих пір, поки не буде створений об’єкт і не появиться фізична реалізація цього класу в пам’яті комп’ютера. Методи і змінні, які складають клас називаються членами класу.
Функції-члени. Функції, визначені всередині опису класу (до речі, структура - це один з видів класу), називаються функціями-членами, і їх можна викликати тільки для змінної відповідного типу, використовуючи стандартний синтаксис доступу до членів структури.
Оскільки різні структури можуть мати функції-члени з однаковими назвами, то, визначаючи функцію-член треба вказати ім’я структури:
void Date::int(int dd, int mm, int yy)
{…}
Визначенням класу є конструкція class C {…}
Контроль доступу. Розглянемо приклад:
class X
{:init();getITnow();:x,y,z;px,py,pz;
};
Імена в закритій private частині можна використовувати тільки у функціях-членах класу. Відкрита public частина утворює відкритий інтерфейс об’єктів класу. (Структура - клас, члени якого відкриті за замовчуванням). Крім того, існує мітка protected (захищений), тобто всі змінні будуть доступні тільки прямим "спадкоємцям" цього класу.
Захист закритих даних базується на обмеженні використання імен членів класу. Цей захист можна обійти, маніпулюючи з адресами і явним перетворенням типу. Захист проти зловмисного доступу до закритих даних мовою високого рівня можна забезпечити тільки на апаратному рівні, хоча навіть це - досить складне завдання в реальній системі.
Статичні члени. Змінну, яка є частиною класу, а не частиною об’єкта цього класу, називають статичним членом і позначають специфікатором static.
Константні функції-члени. Нехай у класі Х існують функції, які надають і змінюють значення об’єкта типу Х. Але, на жаль, не існує способу для перевірки значення об’єкта Х. Проте цю проблему можна легко вирішити, описавши ці функції як константні функції-члени, тобто функції, які не змінюють стан Х:
class Date {d,m,y;:day() const {return d;}month() const {return m;}year() const {return y;}
//…
};
Коли константна функція-член описується зовні, а не всередині класу, то потрібно додати суфікс const:
inline int Date::year() const //правильно
{ return y;}
Константну функцію-член можна викликати як для константного, так і для неконстантного об’єкта, тоді як неконстантну функцію-член можна викликати тільки для об’єкта, який не є константою.
Підкласи. Підкласи - це класи, які успадковують усі "властивості" суперкласу ("батьківського класу") (рис. 1.2.1).
Віртуальні функції. Віртуальні функції визначаються специфікатором virtual і дозволяють програмісту описати в базовому класі функції, які можна було б замінити у кожному наступному класі.
Ієрархія класів. Об’єкти різних класів і самі класи можуть перебувати у відношенні успадкування, за якого формується ієрархія об’єктів, що відповідає заздалегідь передбаченій ієрархії класів.
Рис. 1.2.1. Суперклас та підкласи
Ієрархія класів дозволяє визначати нові класи на основі вже існуючих.
Існуючі класи зазвичай називають базовими (інколи породжувальними),
а нові класи, що формуються на основі базових, - похідними (породженими),
інколи класами-нащадками або спадкоємцями. Похідні класи “отримують спадок” -
дані і методи своїх базових класів - і, крім того, можуть поповнюватись
власними компонентами (даними і власними методами).
Наприклад, за таким визначенням class S: X{…}; клас S породжений класом X, звідки він успадковує компоненти.
Методи - це підпрограми, які управляють даними, визначені в класі, і в багатьох випадках забезпечують доступ до даних. За допомогою методів здійснюється взаємодія зовнішнього середовища з класом. Метод містить один і більше операторів. Назвою метода може бути будь-який існуючий ідентифікатор. Ключові слова не можуть бути іменами методів. При оголошенні кожної змінної і методу можна встановлювати певний модифікатор доступу (за замовчуванням private).
Поле - це член даних, який містить екземпляр значущого типу або посилання на вказівниковий тип. Загальномовне середовище (CLR) підтримує поля які належать як класу (статичні) так і екземпляру (нестатичні). Динамічна пам'ять для зберігання статичного поля виділяється в межах об’єкта класу, який створюється при його завантаженні. Динамічна пам'ять для збереження екземплярних полів виділяється при створенні екземпляра даного типу.[1]
Конструктори. Одне з основних завдань об’єктно-орієнтованого програмування полягає у тому, щоб об’єкти описаного раз і назавжди класу працювали «правильно» - тобто так, як це визначає модель. Кожний об’єкт перед тим як почати роботу, потрібно створити, тобто перевести в якийсь початковий стан. Отже, треба якимось чином описати можливі механізми створення об’єктів даного класу. Для цього в мові C++ існують конструктори. Це особливі методи класу, які й повинні перевести об’єкт у той самий початковий стан. Конструктор описується як метод, ім’я якого збігається з іменем класу, а тип поверненого значення опущений.
Приклад:
class Point
{:(int x0, int y0);:x, y;
};::Point(int x0, int y0)
{=x0;=y0;
}
Тепер для створення об’єкта класу Point потрібно після імені змінної вказати параметри, як для виклику функції:
Point A(1, 1), B(2, 0);
Типи конструкторів. Існують деякі типи конструкторів, які, крім безпосереднього використання, автоматично викликаються у деяких особливих ситуаціях.
Конструктор за замовчуванням. Це конструктор, що викликається без параметрів:
Point();(int a=5);
Його використовують для створення масиву об’єктів, оскільки не зрозуміло, які конструктори і з якими параметрами треба викликати для кожного елемента масиву. Наприклад:
Point A[10];* B=new Point[10];
Конструктор за замовчуванням викликається також тоді, якщо не вказано параметри для ініціалізації об’єкта, як у цьому випадку:
Point p;
Конструктор копіювання. Цей конструктор викликається тоді, коли потрібно створити копію об’єкта. Аргументом цього конструктора має бути посилання на об’єкт цього самого класу:
Point(Point& p);
Важливим випадком, коли викликається конструктор копіювання, є передавання об’єкта у функцію як параметра за значенням. Тоді створюється новий об’єкт і для нього автоматично викликається конструктор копіювання. Створення конструкторів копіювання потрібне у випадку, якщо об’єкт потребує якихось спеціальних операцій при копіюванні, оскільки під час стандартного копіювання вміст одного об’єкта просто побайтно переноситься в інший.