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POO, introdução II

………..Conversões de tipo primitivos
p.e.:
long l = 10;
int i = static_cast<int>(l);

………..Conversões de tipo de objectos das classes
de um tipo qualquer num objeto da nossa classe e é feito com construtores que aceitam um só argumento do tipo da origem quando é de um objecto da nossa classe num outro tipo são feitas com operadores de conversão e estas conversões podem ser implícitas ou explícitas.

p.e.:
conversão de um outro tipo num objecto da nossa classe
class Complexo {
double a; // parte real
double b; // coeficiente da parte imaginária
public:
// construtor que admite um argumento => conversão:
// argumento -> objecto da classe
Complexo(double aa = 0, double bb = 0);
Complexo & operator+=(const Complexo & x); //operador membro
// …
};
Complexo operator+(const Complexo & x, const Complexo & y);
ostream & operator<<(ostream & saida, const Complexo & x);
assim:
Complexo(double aa = 0, double bb = 0);
pode receber nenhum argumento
um argumento //-> esté o que interessa neste caso
ou dois argumentos

conversão implícita:
Complexo b = 2; // pois o que acontece é Complexo b = Complexo(2)
conversão explicita
a = b + Complexo(2); //

………..extra: operador + e – devem ser global, recomendado, são mais abrangentes
ERRO:
a = 4 + b ,
pois neste caso equivaleria a
a = 4.operator+( b).
sendo global:

………..Construtores e conversões , Construtores explicit
p.e.:
na classe String,
String(int n)
e é feito na iniclização:
String s = ‘a’; //estávamos a reservar bytes
então podemos ter um conversor com a palavra explicit ele só vai trabalhar quando quisermos
class String{
// …
String(const char * s); // construtor conversor, conversão implícita
explicit String ( int n); // construtor conversor, conversão explicita
};

………..operador de conversão
é uma função obrigatoriamente membro
tem o nome operator
tem o tipo de destino
não tem parâmetros
não tem tipo de retorno, pois retornar o tipo de destino
const não altera o objecto
p.e.:
class Relogio {
int hora; // 0 – 23
int minuto; // 0 – 59
int segundo; // 0 – 59
public:
Relogio( int hora = 0, int minuto = 0, int segundo = 0);
operator int( )const; //serve para converter em inteiro
//…
};
e o operator surgia como:
Relogio::operator int( )const{
return segundo+60*(minuto+60*hora);
}
eficiência:
int main( ){
Relogio t(2, 10, 5);
int s = static_cast<int>(t); // conversão explicita
cout << “\n Total de segundos: ” << s;
s = t; // conversão implícita
cout << “\n Total de segundos: ” << s;
}

assim as Conversões implícitas devem ser para:
argumento com que uma função é chamada para o tipo do correspondente parâmetro com que é definida;
valor de retorno de uma função para o tipo de retorno especificado no protótipo da função;
operandos em expressões;
inicializadores.

………..Operador e Opção recomendada
resumo:
operadores unários
funções membros

=()[] operadores de conversão
têm que ser funções membros

+= -= /= *= etc (observar a diferença de “estatuto” entre o 1º e o 2º operandos)
funções membros

outros operadores binários (operandos com “estatuto” análogo)
funções globais

operadores binários em que o 1º operando não pertence à classe em causa da classe em causa
não podem ser funções membros

(construtores por cópia, operador atribuição, .. )
………..composição
a associação (relacionamento de duas classes) de objectos pode ter duas formas:
ou agregação (ter, tem, agrega p.e.: classe A tem objecto classe B, sendo que os objectos da classe B existem sempre, mesmo que A seja destruída; p.e.: turma e alunos)
ou composição (tem mas, se a classe A uca objecto da classes B, se A desaparecer, B também desaparece)

composição vs agregação
p.e.:
existe um relação de composição
se o poema for destruído, os versos são destruídos
um objecto poema tem posso exclusiva dos seus versos
class Poema {
string titulo;
string * pVersos; // ponteiro para um array dinâmico de strings
int nVersos; // obrigatório se não for char *c: numero de elementos do array dinâmico
public:
Poema(const string & t);
~Poema(); // destrutor, para libertar antes
void acrescentaVerso(const string & verso);
void eliminaVerso(int ordem);
// . . .
string getAsString()const;
};

exame: não se pode usar vectores, para usar este tipo de notação

assim surge uma situação de a = b
a atribuição não pode funcionar por omissão, a solução é usar um operador atribuição, e desta forma tudo o que a atribuição faz vai ficar bloqueado
o operador atribuição vai surgir na classe
possibilitando que os objectos sejam fisicamente independentes
public:
Poema(const string & t);
void acrescentaVerso(const string & verso);
void eliminaVerso(int ordem);
Poema & operator=(const Poema & ob);//operador atribuição, operador membro
~Poema(); // destrutor
// . . .
string getAsString()const;
};

//operador atribuição a=b
Poema& Poema::operator=(const Poema& ob) { //é o A, e é o *this, sendo B o op
if (this == &ob) { // prevenção da auto-atribuição
return *this;
}
// se os membros da atribuição forem objetos diferentes
titulo = ob.titulo;
nVersos = ob.nVersos;
// libertar a memoria dinâmica usada exclusivamente pelo primeiro membro
delete[] pVersos;
pVersos = nullptr;
// se a origem da copia for um poema sem versos …
if (ob.pVersos == nullptr || ob.nVersos == 0) {
return *this;
}
// reservar memoria dinâmica para conter uma copia exclusiva dos versos do segundo membro
pVersos = new string[ob.nVersos]; //array dinamico, reserar espaço em memória
// fazer essa copia
for (int i = 0; i < ob.nVersos; ++i) {
pVersos[i] = ob.pVersos[i];
}
return *this;
}
mesmo que a classe não tenha o construtor por cópia, ela existe sempre pois é gerada automaticamente como a atribuição.
e constrói por cópia membro a membro
neste caso copiar o ponteiro pVersos, ficando todos a apontar para a mesma zona de memória

………..construtor por cópia
análogo à atribuição

p.e.:
na classe Poema surge o construtor por cópia
class Poema {
string titulo;
string* pVersos; // ponteiro para um array dinamico de strings
int nVersos; // numero de elementos do array dinamico
public:
Poema(const string& t);
void acrescentaVerso(const string& verso);
void eliminaVerso(int ordem);
Poema& operator=(const Poema & ob);//operador atribuicao, operador membro
Poema(const Poema & ob); //construtor por cópia
~Poema(); // destrutor
// . . .
string getAsString()const;
};

e a função vem:
Poema::Poema(const Poema& ob):titulo(ob.titulo), nVersos(ob.nVersos) {
// titulo e nVersos inicializados com os mesmos valores de ob
// se a origem da copia for um poema sem versos …
if (ob.pVersos == nullptr || ob.nVersos == 0) {
pVersos = nullptr;
return;
}
// reservar memoria dinamica para onde copiar os versos de ob
pVersos = new string[ob.nVersos];
// copiar o conteudo do array dinamico
for (int i = 0; i < nVersos; ++i) {
pVersos[i] = ob.pVersos[i];
}
}

o construtor por cópia funciona:
quando se cria um objecto por cópia de outro;
quando passamos um objecto por valor a uma função (surge um novo objecto);
quando uma função retorna um objecto por valor, sendo que o que sair no return é a cópia;
assim
O construtor por cópia tem usualmente a forma
EstaClasse::EstaClasse( const EstaClasse & ob)

as diferenças entre Construtor por cópia / operador atribuição:
operador atribuição tem a prevenção da auto-atribuicao, que não aparece no construtor por cópia;
no construtor por cópia não é preciso tratar da memória velha, pois o objecto está a ser criado;
e no construtor por cópia não tem os retornos;

assim sendo podíamos escrever o construtor por cópia em função do operador atribuição:
(fazer um à custa do outro)

Poema::Poema(const Poema & ob):pVersos(nullptr){ // preparar pVersos para ser operando de delete
// preparar o objeto que esta a ser criado para ser alvo do operador atribuicao
*this = ob; // aplicar o operador atribuicao: operator=(s)
}
Poema & Poema::operator=(const Poema & ob){
if (this == &ob) {// prevencao da auto-atribuição
return *this;
}
// se os dois membros da atribuicao forem objetos diferentes
titulo = ob.titulo;
nVersos = ob.nVersos;
// libertar a memoria dinamica usada exclusivamente pelo primeiro membro
delete[] pVersos;
pVersos = nullptr;
// etc.
// . . .
}

void Poema::acrescentaVerso(const string & verso){
// reserva espaço para mais um
string * aux = new string[nVersos + 1];
// copia os versos existentes
for (int i = 0; i < nVersos; ++i) {
aux[i] = pVersos[i];
}
// o novo verso está em último lugar
aux[nVersos] = verso;
++nVersos; // incrementa o número de versos
delete[] pVersos; // liberta array dinâmico anterior
// pVersos aponta para o novo array dinamico
pVersos = aux;
}

void Poema::eliminaVerso(int ordem) {
if (ordem < 0 || ordem >= nVersos){ return; } //fora dos limites
if (nVersos == 1) {// se retirar o ultimo
delete[] pVersos;
pVersos = nullptr;
nVersos = 0;
return;
}
// reserva espaço ajustado para menos um
string * aux = new string[nVersos – 1]; //nao for o ultimo, aloco novo espaço
// copia os versos anteriores ao verso a eliminar
for (int i = 0; i < ordem; ++i) {
aux[i] = pVersos[i];
}
// copia os versos posteriores ao verso a eliminar
for (int i = ordem; i < nVersos – 1; ++i) {
aux[i] = pVersos[i + 1];
}
–nVersos; // decrementa o número de versos
delete[] pVersos; // liberta array dinâmico anterior
pVersos = aux; // pVersos aponta para o novo array dinamico
}

………..composição de objectos
um objecto dentro de outro objecto
quando o objecto for criado, antes funcionam todos os construtores dos sub-objectos. funcionam porque nos especificamos ou então é por omissao.
p.e.:
class String {
char* p;
void setString(const char * s);
public:
String(); // construtor por defeito
String(const char * s); // construtor conversor
String(const String & s); // construtor por copia
~String(); // destrutor

const char* getString()const;
ostream & imprime(ostream & saida)const;
String & operator=(const String & x); // operador atribuicao
String & operator+=(const String & x);

static int strTam(const char * s);
};
String::String() {
p = 0;
cout << “Constr. string nula” << endl;
}

String::String(const char * s) {
setString(s);
cout << “Constr. string ” << (p ? p : “nula”) << endl;
}

String::String(const String & s) {
setString(s.p);
cout << “Constr. por copia string ” << (p ? p : “nula”) << endl;
}

String::~String() {
cout << “Destr. string ” << (p ? p : “nula”) << endl;
delete[] p;
}

void String::setString(const char * s) {
int t = strTam(s);
if (!t) {
p = 0;
return;
}
p = new char[t + 1];
if (!p) {
cout << “\nMemoria insuficiente”;
return;
}
strcpy_s(p, 5 ,s);
}

const char* String::getString()const { return p; }

ostream& String::imprime(ostream & saida) const {
if (p) saida << ” ” << p;
else saida << ” String nula”;
return saida;
}

String& String::operator=(const String & x) {
if (this != &x) {
delete[] p;
setString(x.p);
}
cout << “Oper. atrib. string ” << (p ? p : “nula”) << endl;
return *this;
}
String& String::operator+=(const String & x) {
char * aux = new char[strTam(p) + strTam(x.p) + 1];
if (!aux) {
cout << “\nMemoria insuficiente”;
return *this;
}
if (p) strcpy(aux, p);
if (x.p) strcpy(aux + strTam(p), x.p);
delete[] p;
p = aux;
return *this;
}
int String::strTam(const char * s) {
return (s ? strlen(s) : 0);
}
ostream& operator<<(ostream & saida, const String & x) {
return x.imprime(saida);
}

class Data {
int dia;
int mes;
int ano;
public:
Data(int d = 1, int m = 1, int a = 2000);
~Data();
int getDia() const;
int getMes() const;
int getAno() const;
void setDia(int d);
void setMes(int m);
void setAno(int a);
void anosDepois(int n);
};
Data::Data(int d, int m, int a) {
cout << “Constr. data ” << d << “/” << m << “/” << a << endl;
dia = d; mes = m; ano = a;
}
Data::~Data() {
cout << “Destr. data ” << dia << “/” << mes << “/” << ano << endl;
}
int Data::getDia() const { return dia; }
int Data::getMes() const { return mes; }
int Data::getAno() const { return ano; }
void Data::setDia(int d) { dia = d; }
void Data::setMes(int m) { mes = m; }
void Data::setAno(int a) { ano = a; }
void Data::anosDepois(int n) { ano += n; }

class Pessoa {
String nome;
String endereco;
String telefone;
Data nascimento;
public:
Pessoa(const char* n, const char* end, const char* tel, int d, int m, int a);
Pessoa(const char* n);
~Pessoa();
int getAnoNascimento()const;
};

Pessoa::~Pessoa() {
cout << “Fim\n”;
}

Pessoa::Pessoa(const char * n, const char * end, const char * tel, int d, int m, int a) : nome(n), endereco(end), telefone(tel), nascimento(d, m, a) {
cout << “Inicio\n”;
}

Pessoa::Pessoa(const char* n) : nome(n) {
cout << “Inicio\n”;
}

int Pessoa::getAnoNascimento()const {
return nascimento.getAno();
}

int main() {
Pessoa a(“Pedro Sousa”, “Rua do La Vai Um, 1, Coimbra”, “11111”, 1, 11, 1980);
Pessoa b(“Teresa Oliveira”);
cout << “Pedro Sousa nasceu em ” << a.getAnoNascimento() << endl;
cout << “Teresa Oliveira nasceu em “<< b.getAnoNascimento() << endl;
Pessoa c = a; // construção por cópia
c = a; // atribuição

}

POO, introdução IV

………..enumerações
enum class Letras {a,b,c,d,e};
para se usar ou atribuir
Letras x = Letras::A;
x = Letras::C;
if (x == Letras::C) cout << ” x == C \n”;

………..conversões explicitas
para Conversões implícitas
double d = 0.0;
int x = static_cast<int>(d); // Mais explícita

………..Excepções
O tratamento de exceções geralmente é usado quando uma parte de um programa detecta um problema (excepção) que não pode resolver e …
ou precisa de uma maneira de sinalizar que algo aconteceu e que não pode continuar;
ou depois de sinalizar a condição excepcional, pára o processamento.

assim:
a instrução throw que a parte de um programa que detecta a excepção utiliza para lançar a excepção – sinalizar a situação que não consegue resolver
blocos try e cláusulas catch – as excepções lançadas do código executado dentro de um bloco try geralmente são tratadas por uma das cláusulas catch.

em que:
quando é lançado um throw o bloco de código fica interrompido (será lançada e não é tratada)
mas pode ser usado algo similar ao seguinte:
try {
// …
// Código que pode gerar excepções
// …
} catch( Erro1 e1 ) {
// Trata excepções do tipo Erro1
} catch( Erro2 e2 ) {
// Trata excepções do tipo Erro2
} catch( Erro3 e3 ) {
// Etc…
} catch( ErroN eN ){
// Trata excepções do tipo ErroN
}
// Continua a execução “normal”…
se existir pelo menos uma cláusula catch que possa corresponder ao tipo da excepção lançada
se não existir nenhuma cláusula catch que possa corresponder ao tipo da excepção lançada, a situação de erro continua
quando temos um try:
no throw nome(), nome() siginfica para procurar um catch com esse nome()
o catch (…), significa qualquer outro erro que não seja dos contemplados

p.e.:
class Excep {
public:
string what()const { return string(“Excep\n”); }
};
class A {
public:
A() { cout << “Construtor de A\n”; }
~A() { cout << “Destrutor de A\n”; }
};
void f() {
A obF;
cout << “–>f: antes de lancar a excepcao\n”;
throw Excep();
cout << “–>f: depois de lancar a excepcao\n”;
}
int main() {
try {
cout << “main:antes de chamar f()\n”;
f();
cout << “main:depois de chamar f()\n”;
}
catch (Excep & ex) { //é criado menos um objecto, porque a passagem é por referência
cout << ex.what();
}
cout << “main:depois de tratar a excepcao\n”;
}

Para relançar uma excepção capturada numa cláusula catch, utiliza-se a instrução throw sem argumentos. As cláusulas catch seguintes (correspondendo ao mesmo bloco try) são ultrapassadas apesar deste relançamento, sendo a excepção remetida para o próximo contexto envolvente.
Mesmo com o relançamento de uma excepção, nunca é executada mais do que uma cláusula catch de entre as que correspondem a um mesmo bloco try.
p.e.:
throw;

p.e.:
class Avaria {
string mensagem;
public:
Avaria(const char* msg = “”) :mensagem(msg) {}
string what() const { return mensagem; }
};
class AvariaLigeira : public Avaria {
public:
AvariaLigeira() : Avaria(“Avaria ligeira:\n”) {}
};
class AvariaGrave : public Avaria {
public:
AvariaGrave() : Avaria(“Avaria grave:\n”) {}
};
void assistenciaEmViagem(int avaria) {
try {
cout << “\n…assistencia em viagem…\n”;
switch (avaria) {
case 0: cout << “tudo em ordem!\n”;
break;
case 1: throw AvariaLigeira();
break;
case 2: throw AvariaGrave();
break;
}
}
catch (AvariaLigeira & e) {
cout << e.what() << “…resolvida no local\n”;
}
catch (AvariaGrave & e) {
cout << e.what() << “…rebocar para a oficina\n”;
throw; //relançar a excepção
}
cout << “…fim de etapa!\n”;
}

int main() {
try {
assistenciaEmViagem(0);
assistenciaEmViagem(1);
assistenciaEmViagem(2); //chamada à função que termina em erro
assistenciaEmViagem(0);
}
catch (AvariaGrave& e) {
cout << “\nmain()-> ” << e.what() << ” -> Avaria reparada na oficina\n” << ” -> canceladas etapas seguintes\n”;
}
}

………..Smart pointers
Permitem gerir de forma mais fácil e segura objectos em memória dinâmica.
Encapsulam ponteiros de tipo primitivo.

tres tipos:
unique_ptr (posso exclusiva do objecto apontado)
shared_ptr (objectos apontados por mais do que um ponteiro)
weak_ptr ()

exemplo de unique_ptr:
#include <string>
#include <iostream>
#include <sstream>
#include <vector>
#include <regex>
#include <initializer_list>
#include <fstream>

using namespace std;

class Produto
{
string nome;
int preco;
public:

Produto(string nome0, const int preco0)
: nome(nome0),
preco(preco0)
{
cout << ” construtor ” << getAsString() << endl;
}
~Produto()
{
cout << ” destrutor ” << getAsString() << endl;
}
string getAsString() const
{
ostringstream oss;
oss << nome + ” preco: ” + to_string(preco);
return oss.str();
}
};

int main()
{
//smart pointer
unique_ptr<Produto> prod = make_unique<Produto>(“Arroz”,1);
//make_unique cria o objecto em mem dinamica
//make_unique cria o smart_pointer na stack
cout << prod->getAsString();

//versao2, dá erro porque não tem construtor por cópia nem atribuir
//unique_ptr<Produto> prod2 = make_unique<Produto>(“Maria”, 22);
//unique_ptr<Produto> prod3(prod2);
//cout << prod2->getAsString();

cout << “\nfim do main” << endl;
}

mas o unique_ptr Não dispõe de:
Construtor por cópia
Operador atribuição

o unique_ptr pode ser movido mas não copiado, existe um construtor move

exemplo de unique_ptr semantica move:
#include <string>
#include <iostream>
#include <sstream>
#include <vector>
#include <regex>
#include <initializer_list>
#include <fstream>

using namespace std;

class Produto
{
string nome;
int preco;
public:

Produto(string nome0, const int preco0)
: nome(nome0),
preco(preco0)
{
cout << ” construtor ” << getAsString() << endl;
}
~Produto()
{
cout << ” destrutor ” << getAsString() << endl;
}
string getAsString() const
{
ostringstream oss;
oss << nome + ” preco: ” + to_string(preco);
return oss.str();
}
};

unique_ptr<Produto> cria_Produto() {
unique_ptr<Produto> local_ptr = make_unique<Produto>(“Bolachas”, 2);
return local_ptr; // local_ptr entrega a posse do objecto
}
void f() {
cout << “constr move:\n”;
unique_ptr<Produto> p1(cria_Produto()); // constructor move,
// recebe um objeto retornado por valor, um rvalue
// p1 tem agora a posse do objecto
cout << “atribuicao move:\n”;
unique_ptr<Produto> p2; // constructor por omissão, p2 não possui nada
p2 = cria_Produto(); // atribuição move
// o segundo membro da atribuicao é um objeto retornado por valor, um rvalue
// p2 tem agora a posse do objecto, o segundo objecto criado
}

int main()
{
unique_ptr<Produto> a = make_unique<Produto>(“Cafe”, 2); // a possui um objecto Produto
unique_ptr<Produto> b; // b não possui nada
// invocar atribuição move explicitamente
b = std::move(a); // move retorna uma referência rvalue para a
// funciona o operador atribuição move
// agora b possui o objecto Produto, a não possui nada
// invocar construção move explicitamente
unique_ptr<Produto> c(std::move(b)); // move retorna uma referência rvalue para b
cout << b->getAsString();

cout << “\nfim do main” << endl;
}