Завдання 21. Створити шаблонний клас vector з двома параметрами: перший є параметром типу, а другий – цілочисельним значенням. Визначити конструктор, деструктор, методи пошуку екстремуму, впорядкування, обчислення евклідової норми. Перевантажити операції +, =, [], < <, > > відповідно для додавання, присвоєння, контролю діапазону індексу, виведення та введення об’єктів. 2. Створити шаблонний клас для послідовного пошуку елемента масиву за ключем. Якщо елемент знайдено, то на екран виводиться уся інформація, що відповідає заданому ключу. В головній функції продемонструвати роботу класу з різними типами даних. 3. Створити шаблонний клас для визначення норми елемента заданого типу. Для комплексних чисел норма визначається як модуль комплексного, для вектора – як корінь квадратний із суми квадратів елементів, для матриці – максимальне значення за модулем. Застосувати клас для пошуку елементів різних типів. 4. Створити параметризований масив з конструкторами, деструктором і перезавантаженими операціями [], =, виведення у потік < < та введення з потоку > >. 5. Створити шаблонний клас для сортування одновимірного масиву за зростанням значень елементів. Застосувати цей клас для сортування масивів цілих та дійсних чисел, масивів символів та рядків символів. 6. Створити шаблонний клас для копіювання двовимірного динамічного масиву довільного типу. Передбачити операції копіювання за рядками, копіювання за стовпцями, копіювання вибраного рядка або стовпця, копіювання головної діагоналі. Розробити функції потокового введення і виведення масивів. 7. Створити параметризований шаблонний клас – множина, який призначений для збереження елементів і виконання операцій над ними. Реалізувати класичні операції над множинами – об’єднання, перетину, різниці, порівняння та операції введення та виведення. 8. Створити клас – стек, що базується на статичному масиві покажчиків. Тип елементів стеку визначається параметром шаблону. Передбачити функції для виконання таких операцій: занесення елемента у стек; вилучення значення із вершини стеку; виведення усіх значень стеку на екран; повернення кількості елементів стеку. 9. Створити клас – стек, що базується на структурі зв’язаного списку динамічної пам’яті. Тип елементів стеку визначається параметром шаблону. Передбачити функції для виконання таких операцій: занесення елемента у стек; вилучення значення із вершини стеку; виведення усіх значень стеку на екран; повернення кількості елементів стеку. 10. Створити клас – чергу, що базується на статичному масиві покажчиків. Тип елементів черги визначається параметром шаблону. Передбачити функції для виконання таких операцій: занесення елемента у чергу; вилучення елемента з черги; виведення усіх елементів черги на екран; визначення кількості елементів черги. 11. Створити параметризований клас бінарного дерева з методами – додати елемент до дерева проходження по дереву в спадному і висхідному порядку. Здійснити пошук за деревом. 12. Написати шаблонний клас, який знаходить контрольну суму елемента довільного типу. Контрольна сума – це кількість одиниць у машинному зображенні заданого елемента. 13. Створити параметризований клас однозв’язного списку. Тип елемента списку визначається параметром шаблона. Передбачити функції для виконання таких операцій: створення нового елемента списку на його початку, вилучення першого елемента, створення нового елемента списку в його кінці, вилучення останнього елемента списку, виведення списку на екран. 14. Створити шаблонний клас для роботи з одновимірними динамічними масивами. Передбачити методи або операції для конкатенації двох масивів та злиття двох впорядкованих масивів однакового типу. Застосувати шаблони так, щоб конкатенацію можна було виконати для масивів довільного типу. Розробити функції потокового введення-виведення масивів. 15. Створити параметризований лінійний кільцевий список з подвійними зв’язками. Тип елемента списку визначити параметром шаблону. Передбачити функції для виконання таких операцій: занесення елемента до списку, вилучення елемента із списку, виведення елементів списку на екран і визначення кількості елементів списку. 8.6. Контрольні запитання 1. Яка функція називається шаблонною (узагальнюючою)? 2. З якого ключового слова визначення оголошення шаблонної функції? 3. Що таке спеціалізація чи конкретизація шаблонної функції? 4. Що таке породжена функція? 5. Скільки типів можна визначити в шаблонній функції і від чого це залежить? 6. Що таке безпосередня спеціалізація? 7. Чи можна перезавантажувати шаблонну функцію і якщо можна то як? 8. Як у шаблонних функціях використовують поряд із узагальненими стандартні параметри? Приклад. 9. Які обмеження є на застосування шаблонних функцій? 10. Як записати конкретний примірник узагальненого класу? Приклад. 11. Чи є функції-члени узагальненого класу узагальненими і як записують їх визначення? Приклад. 12. В яких випадках доцільно створювати узагальнені класи? 13. Чи можна створювати узагальнені класи з декількома узагальненими типами даних і як це зробити, якщо можна? Приклад. 14. Які обмеження накладаються при використанні аргументу в узагальнених класах, який не є типом? 15. Як визначити в шаблонних класах аргумент за замовчуванням для узагальненого типу? Приклад. 16. Як визначити в шаблонних класах аргумент за замовчуванням для неузагальненого типу? Приклад. 17. Що таке спеціалізація класу? Приклад.
Лабораторна робота №9. засоби ОПРА МЕТА РОБОТИ: навчитись перехоплювати і обробляти різного роду виняткові ситуації, які виникають в процесі розроблення програм з використанням об’єктно-орієнтованого підходу. 9.1. Програма роботи 9.1.1. Отримати завдання. 9.1.2. Написати програми відповідних класів, основну та відповідні допоміжні функції, згідно з вказівками до виконання роботи. 9.1.3. Підготувати власні коректні вхідні дані (вказати їх формат і значення) і проаналізувати їх. 9.1.4. Оформити електронний звіт про роботу та захистити її. 9.2. Вказівки до виконання роботи 9.2.1. Студент, згідно з індивідуальним номером, вибирає своє завдання з розд. 9.5 і записує його до звіту. 9.2.2. Оголошення класу (структури), основну та відповідні допоміжні функції необхідно запрограмувати так, як це показано у розд. 9.4. 9.2.3. Власних вхідних даних необхідно підготувати не менше двох комплектів. Їхні значення мають бути коректними, знаходитися в розумних межах і відповідати тим умовам, які стосуються індивідуального завдання. 9.2.4. Звіт має містити такі розділи: ● мету роботи та завдання з записаною умовою задачі; ● коди всіх використовуваних.h і.ccp файлів, а також пояснення до них; ● результати реалізації програми; ● діаграму класів та діаграму варіантів використання з поясненням; ● висновки, в яких наводиться призначення програми, обмеження на її застосування і можливі варіанти удосконалення, якщо такі є. 9.3. Теоретичні відомості Оброблення винятків – це системні засоби, за допомогою яких програма може справитися з помилками часу виконання. Керування С++-механізмом оброблення винятків тримається на трьох ключових словах: try, catch і throw. Програмні настанови, які Ви вважаєте за потрібне проконтролювати на предмет винятків, поміщаються в try -блок. Якщо виняток (тобто помилка) таки виникає у цьому блоці, то він дає знати про себе шляхом викидання певного роду інформації (за допомогою ключового слова throw). Цей викинутий виняток можна перехопити програмним шляхом за допомогою catch -блоку і оброблений відповідним чином. Загальний формат try - і catch -блоків має такий вигляд: try { // try-блок (блок коду програми, що підлягає перевірці // на наявність помилок) } catch (aType arg) { // catch-блок (обробник винятків типу aType) } catch (bType arg) { // catch-блок (обробник винятків типу bType) } catch (cType arg) { // catch-блок (обробник винятків типу cType) } //.... catch (nType arg) { // catch-блок (обробник винятків типу nType) } Блок try повинен містити програмний код, який, на Вашу думку, повинен перевірятися на предмет виникнення помилок. Цей блок може містити тільки декілька настанов деякої функції або охоплювати весь код функції main (). Виконується та catch -настанова, тип винятку якої (тобто тип даних, що задається в catch -настанові) збігається з типом згенерованого винятку (а всі інші будуть проігноровані). Після перехоплення винятку параметр arg прийме його значення. Таким шляхом можуть перехоплюватися дані будь-якого типу, в т.ч. об'єкти класів, що були створені програмістом. Щоб виняток було перехоплено, необхідно забезпечити його " викид" в try -блоці. Загальний формат настанови throw має такий вигляд: throw exception; У цьому записі за допомогою елемента exception задається виняток, що згенерується настановою throw. Якщо цей виняток підлягає перехопленню, то настанова throw повинна бути виконана або в самому блоці try, або в будь-якій функції, які викликається з нього (тобто прямо або опосередковано). int main () { cout < < " Початок.\n"; try { // Початок try-блоку cout < < " B try-блоці\n"; throw 99; // Генерування помилки cout < < " Ця настанова не буде виконана."; } catch (int izm) { // Перехоплення помилки ● cout < < " Значення перехопленого винятку дорівнює: " < < izm < < " \n"; } cout < < " Кінець програми"; return 0; } Розглянемо уважно код цієї програми. Як бачите, тут try -блок містить три настанови, а настанова catch (int izm) призначена для оброблення винятку цілочисельного типу. У цьому try -блоці виконуються тільки дві з трьох настанов: cout і throw. Після генерування винятку керування передається catch -виразу, при цьому виконання try -блоку припиняється. Необхідно розуміти, що catch -настанова невикликається, а просто з неї продовжується виконання програми після " викиду" винятку. У загальному випадку try -блок відновлює своє функціонування під час кожного входу в нього. Функції exit() і abort() забезпечують завершення роботи програми. Для використання функції цих функцій потрібно залучити до програми заголовок < cstdlib >. Виклик функції exit () негайно приводить до " правильного" припинення роботи програми[2]. Зазвичай цей спосіб завершення роботи використовують для зупинки програми під час виникнення непоправної помилки, яка робить подальше її виконання безглуздим або небезпечним. Її прототип має такий вигляд: void exit (int status); Функція abort () викликає негайне завершення роботи програми, проте вона не повертає операційній системі ніякої інформації про статус завершення роботи програми і не виконує стандартної (" правильної") послідовності дій під час зупинки програми. Її прототип має такий вигляд: void abort (); Виняток може мати будь-який тип, у тому числі і тип класу, створеного програмістом. Ймовірно, тип класу найбільше підходить для опису помилки, яка потенційно може виникнути у програмі. як це показано у наведеному нижче прикладі, інформація, що міститься в об'єкті класу винятків, дає змогу спростити процес оброблення винятків. Розглянемо приклад в якому після запуску програми користувачу пропонується ввести чисельник і знаменник. Якщо знаменник дорівнює нулю, то створюється об'єкт класу myException, який містить інформацію про спробу ділення на нуль. class myException { public: char strMas[80]; myException() { *strMas = 0; } myException(char *s) { strcpy (strMas, s); } };
int main () { int a, b; try { ● cout < < " Введіть чисельник і знаменник: "; ● cin > > а > > b; ● if (! b) throw myException(" Ділити на нуль не можна! "); ● else cout < < " Частка дорівнює " < < a/b < < " \n"; } catch (myException e) { // Перехоплення помилки ● cout < < e.strMas < < " \n"; } return 0; } Перехоплення винятків базового класу. Catch-вираз для базового класу " відреагує збігом" на винятки будь-якого похідного типу (тобто типу, виведеного з цього базового класу). Отже, якщо потрібно перехоплювати винятки як базового, так і похідного типів, то у catch-послідовності catch-настанову для похідного типу необхідно помістити перед catch-настановою для базового типу. Інакше catch-вираз для базового класу перехоплюватиме (крім " своїх") і винятки всіх похідних класів. Розглянемо, наприклад, наведену нижче програму class bClass{ // Оголошення класового типу}; class dClass: public bClass{ // Оголошення класового типу};
int main () { dClass derived;
try { throw derived; } catch (bClass b_ob) ● { cout < < " Перехоплення винятку базового класу.\n"; } catch (dClass d_ob) ● { cout < < " Це перехоплення не відбудеться.\n"; } return 0; } Оскільки тут об'єкт derived – це об'єкт класу dClass, який виведений з базового класу bClass, то виняток типу derived завжди перехоплюватиметься першим catch -виразом; друга ж catch -настанова при цьому ніколи не виконається. Одні компілятори відреагують на такий стан речей застережливим повідомленням, інші можуть видати повідомлення про помилку. У будь-якому випадку, щоб виправити ситуацію, достатньо поміняти порядок слідування цих catch -настанов на протилежний. Для перехоплення всіх винятків достатньо використовувати такий формат catch -блоку: catch (...) { // Оброблення всіх винятків } Повторне генерування винятку. Для цього необхідно скористайтися throw -настановою без вказання типу винятки. У цьому випадку поточний виняток буде передано в зовнішню try / catch -послідовність. Найчастіше причиною для такого виконання настанови throw слугує прагнення дати змогу доступ до одного винятку декільком обробникам. Наприклад, перший обробник винятків повідомлятиме про один аспект винятку, а другий – про інше. Винятки можна повторно згенерувати тільки в catch -блоці (або в будь-якій функції, які викликається з цього блоку). При повторному генеруванні виняток не перехоплюватиметься тією ж catch -настановою. Воно розповсюдиться на найближчу try / catch -послідовність. void Xhandler() { try { ● throw " Привіт"; // Генерує винятки типу char * } catch (char *) { // Перехоплює винятки типу char * ● cout < < " Перехоплення винятку у функції Xhandler.\n"; ● throw; // Повторне генерування винятку типу char *, ● // яке буде перехоплене поза функцією Xhandler. } }
int main () { cout < < " Початок.\n";
try { ● Xhandler(); } catch (char *) { ● cout < < " Перехоплення винятку у функції main ().\n"; } cout < < " Кінець програми"; return 0; } Оброблення винятків, пов’язаних з динамічним виділенням пам’яті. У випадку неможливості задовольнити запит на виділення пам'яті, потрібної оператором new, генерується виняток типу bad_alloc. Якщо Ваша програма не перехопить його, то вона буде достроково завершена. Щоб отримати доступ до винятку типу bad_alloc, потрібно залучити до програми заголовок < new>. int main () { int *p, i; try { ● p = new int [32]; // Запит на виділення пам'яті // для 32-елементного int -масиву } catch (bad_alloc ха) { ● cout < < " Пам'ять не виділена.\n"; ● return 1; }
for (i=0; i< 32; i++) p[i] = i; for (i=0; i< 32; i++) cout < < p[i] < < " "; delete [] p; // Звільнення пам'яті return 0; } Під час невдалого виконанні оператора new виняток у цій програмі буде перехоплено catch -настановою. Стандарт мови C++ при невдалій спробі виділення пам'яті замість генерування винятку також дає змогу оператору new повертати значення NULL, для цього використовують такий формат оператора new (nothrow) Приклад: int main () { int *p, i; p = new (nothrow) int [32]; // Використання nothrow -версії if (! p) { ● cout < < " Пам'ять не виділена.\n"; ● return 1; } for (i=0; i< 32; i++) p[i] = i; for (i=0; i< 32; i++) cout < < p[i] < < " "; delete [] p; // Звільнення пам'яті return 0; } 9.4. Зразок виконання роботи Завдання. Клас В с похідним від класу А. Визначити обробник виняткової ситуації при спробі перетворення об'єкта базового класу А в об'єкт похідного класу В.
|
