дз. Программа курса ооп с использованием
 Скачать 164.51 Kb.
|
|
Программа курса ООП с использованием языка C++ Об’єктно-орієнтоване програмування з використанням мови С++ Object-Oriented Programming using C++ Для групп стационара. Версия 4.0.1 Продолжительность курса: 60 пар (30 дней) Цель курса Обучить слушателя разработке приложений с использованием объектно-ориентиро- ванного подхода, заложенного в язык программирования С++. Научить выбирать правильные механизмы для решения той или иной задачи. Ознакомить с тонкостями использования инкапсуляции, наследования, полиморфиз- ма, динамических структур данных, библиотеки STL. По окончании курса слушатель будет: • понимать базовые и расширенные концепции ООП; • реализовывать пользовательские конструкторы копирования; • грамотно перегружать операторы методами-членами класса и внешними функциями; • разбираться в тонкостях динамических структур данных; • уметь проектировать иерархии классов; • программировать с использованием шаблонов и виртуальных методов; • использовать библиотеку стандартных шаблонов STL; • перехватывать исключения и строить собственные иерархии пользовательских исключений; • взаимодействовать с файловыми потоками и потоками данных. По окончании данного курса студент сдает практический и теоретический экзамен по материалам курса. Для допуска к экзамену должны быть сданы все домашние и прак- тические задания. Перед началом данного предмета необходимо предоставить студентам доступ к сле- дующим курсам Cisco Networking Academy: • Programming Essentials in C++; • Advanced Programming in C++. 2 Программа курса «ООП с использованием языка C++» Для групп стационара. Версия 4.0.1 Тематический план Модуль 1.Введение в объектно-ориентированное программирование на С++ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 пар Модуль 2. Указатель this и конструктор копирования . . . . . . . . . . . 4 пары Модуль 3. Константные методы, explicit конструктора. . . . . . . . . . . 2 пары Модуль 4.Перегрузка операторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 пар Модуль 5. Шаблоны классов, класс string . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 пар Модуль 6. Динамические структуры данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 пар Модуль 7.Агрегация, композиция и наследование . . . . . . . . . . . . . 4 пары Модуль 8.Виртуальные методы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 пар Модуль 9. Обработка исключительных ситуаций . . . . . . . . . . . . . . . 4 пары Модуль 10. Пространства имен . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 пары Модуль 11.Преобразования типов в C++ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 пары Модуль 12. Работа с потоками в языке С++ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 пары Модуль 13. Умные указатели, работа со стандартной библиотекой C++, лямбда-функции . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 пар Модуль 14.Экзамен . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 пары 3 Программа курса «ООП с использованием языка C++» Для групп стационара. Версия 4.0.1 Модуль 1 Введение в объектно-ориентированное программирование на С++ 1. Вступление. 2. История и этапы развития языка С++. 3. Сравнительный анализ языка C++ с другими языками программирования (C, PASCAL, BASIC). 4. Три принципа объектно-ориентированного программирования. ■ Инкапсуляция. Определение, примеры использования в повседневной среде. ■ Полиморфизм. Определение, примеры использования в повседневной среде. ■ Наследование. Определение, примеры использования в повседневной среде. 5. Класс и объект. 6. Классы. ■ Понятие класса. ■ Синтаксис объявления. ■ Спецификаторы доступа: • public; • private; • protected. 7. Переменные-члены класса. 8. Методы-члены. ■ Реализация тела метода внутри класса. ■ Вынос тела метода за класс. 9. Практические примеры работы с классами. ■ Использование спецификаторов доступа. ■ Реализация практических примеров (Студент, Прямоугольник, Точка, Машина и так далее). 10. Понятие аксессора, инспектора, модификатора. ■ Определение. ■ Реализация. 4 Программа курса «ООП с использованием языка C++» Для групп стационара. Версия 4.0.1 11. Встроенные (inline) методы в классах. ■ Необходимость использования. ■ Примеры объявления и использования. ■ Ограничения при использовании inline методов. 12. Сравнительный анализ структур и классов. 13. Конструктор. ■ Проблемы, возникающие при использовании неинициализированных переменных. ■ Понятие конструктора. ■ Синтаксис объявления. ■ Конструктор по умолчанию. ■ Конструктор, принимающий параметры. ■ Перегруженные конструкторы. ■ Примеры использования (например: классы Студент, Точка, Машина и так далее). 14. Деструктор. ■ Утечки ресурсов. Причины их возникновения и плачевные последствия данного явления. ■ Понятие деструктора. ■ Синтаксис объявления. ■ Примеры использования (например: классы Студент, Массив, Строка и так далее). 15. Указатели на объекты. 16. Массивы объектов. 17. Инициализаторы. ■ Синтаксис объявления. ■ Примеры практического использования (инициализация поля класса, константы члена класса, инициализация внутреннего объекта). 18. Унифицированная инициализация объектов. 19. Инициализация членов класса. 20. Делегирование конструкторов. 21. Статические переменные-члены и статические функции-члены класса. ■ Необходимость использования статических членов (показать на практическом примере, например: подсчет количества объектов и так далее). 5 Программа курса «ООП с использованием языка C++» Для групп стационара. Версия 4.0.1 ■ Синтаксис объявления статических переменных-членов класса. ■ Синтаксис объявления статических функций-членов класса. ■ Отличие статистических функций-членов класса от функций-членов класса. Модуль 2 Указатель this и конструктор копирования 1. Указатель this. ■ Понятие указателя this. ■ Практические примеры использования указателя this. 2. Конструктор копирования. ■ Понятие побитового копирования. ■ Проблемы, связанные с побитовым копированием. ■ Проблемные ситуации, требующие конструктора копирования (передача по значению объекта, возврат объекта по значению, создание объекта в форме присваивания другого объекта). ■ Синтаксис конструктора копирования. ■ Примеры использования конструктора копирования (классы Вектор, Строка, Матрица и так далее): • обсуждение тонкостей конструктора копирования; • спецификатор const; • необходимость передачи по ссылке. Модуль 3 Константные методы, explicit конструктора 1. Константный метод. ■ Синтаксис объявления. ■ Особенности указателя this в константном методе. ■ Примеры использования. 2. Объявление конструктора с использованием ключевого слова explicit. ■ Примеры ситуации, иллюстрирующие неявное создание объекта. ■ Ключевое слово explicit и его использование. ■ Объявление конструктора с использованием ключевого слова explicit. 6 Программа курса «ООП с использованием языка C++» Для групп стационара. Версия 4.0.1 Модуль 4 Перегрузка операторов 1. Необходимость использования перегрузки операторов. ■ Примеры кода (реализация классов, например таких как дробь, матрица, через обычные методы члены типа Sum, Mult и так далее). ■ Логичность использования стандартных символов (+, – , >,< и так далее). 2. Перегрузка операторов. ■ Общие понятия перегрузки операторов: • классификация операторов на основании количества операндов (бинарные, унарные, триадный); • определение перегрузки операторов; • различные виды перегрузки (метод-член, функция-друг, глобальная функ- ция). ■ Синтаксис перегрузки операторов методом-членом (унарный, бинарный вид). ■ Примеры перегрузки операторов: • перегрузка арифметических операторов: ◉ перегрузка операторов +,-, * и так далее; ◉ перегрузка инкремента и декремента: ӽ цели и задачи перегрузки инкремента и декремента; ӽ синтаксис перегрузки; ӽ отличия перегрузки постфиксной и префиксной формы. • перегрузка логических операторов; • возврат по ссылке; • перегрузка оператора присваивания. 3. Конструктор переноса. ■ Что такое конструктор переноса. ■ Цели и задачи конструктора переноса. ■ Примеры реализации. 4. Применение переноса при перегрузке оператора присваивания. 5. Заданные по умолчанию методы (default) и удаленные методы (delete). 6. Специальные перегрузки. ■ Перегрузка []. ■ Перегрузка (). 7 Программа курса «ООП с использованием языка C++» Для групп стационара. Версия 4.0.1 ■ Перегрузка оператора преобразования типов. ■ Использование explicit для преобразований, определяемых классом. 7. Список операторов, которые невозможно перегрузить. 8. Статический полиморфизм и перегрузка операторов как частный случай. 9. Перегрузка операторов дружественными и глобальными функциями. ■ Перегрузка операторов глобальными функциями: • отличия синтаксиса; • примеры использования (классы Вектор, Матрица, Строка и так далее). ■ Дружественные функции: • понятие дружественной функции; • цели и задачи дружественных функций; • ключевое слово friend; • отличия дружественных функций от методов класса; • примеры использования дружественных функций; • перегрузка операторов с использованием дружественных функций; • список операторов, которые невозможно перегрузить не методами- членами классов. ■ Перегрузка ввода-вывода: • потоковые классы ostream и istream; • синтаксис перегрузки ввода-вывода; • примеры использования (классы Вектор, Матрица, Строка и так далее). ■ Дружественные классы: • цели и задачи; • синтаксис и примеры использования. Модуль 5 Шаблоны классов, класс string 1. Статический полиморфизм и шаблоны как частный случай. 2. Шаблоны классов. ■ Шаблоны классов. ■ Полная специализация. ■ Частичная специализация. ■ Примеры создания шаблонов классов (например: Вектор, Матрица и так далее). 3. Шаблоны с переменным числом аргументов. 8 Программа курса «ООП с использованием языка C++» Для групп стационара. Версия 4.0.1 4. Использование std::initializer_list. 5. Класс string. ■ Что такое string. ■ Цели и задачи класса string. ■ Анализ устройства класса string. ■ Примеры использования класса string. Модуль 6 Динамические структуры данных 1. Понятие динамической структуры данных. 2. Стек. ■ Понятие стека. ■ Принцип LIFO. ■ Пример создания и практического использования стека. 3. Очереди. ■ Понятие очереди. ■ Типы очередей: • обычная очередь. Принцип FIFO; • кольцевая очередь; • очередь с приоритетами; • примеры создания и использования очередей. ■ Списки: • понятие списка; • односвязный список: ◉ добавление элементов в список; ◉ обход списка; ◉ удаление элементов; ◉ замена элементов; ◉ показ элементов списка; ◉ поиск элемента в списке; ◉ примеры создания и использования списков. • двусвязный список: ◉ добавление элементов в список; ◉ обход списка; 9 Программа курса «ООП с использованием языка C++» Для групп стационара. Версия 4.0.1 ◉ удаление элементов; ◉ замена элементов; ◉ показ элементов списка; ◉ поиск элемента в списке; ◉ примеры создания и использования списков; ◉ сравнительный анализ типов списка. ■ Деревья: • понятие дерева; • бинарное дерево поиска; • сортирующее дерево; • красно-черное дерево; • операции, выполняемые над деревом: ◉ добавление элемента; ◉ получение значения элемента; ◉ удаление элемента; ◉ показ дерева; ◉ поиск элемента; ◉ уничтожение дерева; ◉ примеры создания и использования бинарных деревьев поиска, сортирующих деревьев, красно-черных деревьев. ■ Сравнительный анализ изученных динамических структур данных. Модуль 7 Агрегация, композиция и наследование 1. Вложенный класс. ■ Синтаксис объявления. ■ Цели и задачи вложенных классов. ■ Примеры использования (например: связанный список и так далее). 2. Агрегация и композиция. ■ Понятие агрегации. ■ Понятие композиции. ■ Отличие агрегации от композиции. 3. Наследование. ■ Цели и задачи наследования. 10 Программа курса «ООП с использованием языка C++» Для групп стационара. Версия 4.0.1 ■ Примеры использования наследования в окружающей среде. ■ Типы наследования. ■ Понятия базового и дочернего класса. ■ Одиночное наследование: • синтаксис одиночного наследования; • спецификатор доступа protected; • спецификаторы доступа при одиночном наследовании; • поведение конструкторов и деструкторов при одиночном наследовании; • примеры использования одиночного наследования (например: иерархии Человек-Студент, Человек-Милиционер и так далее). ■ Множественное наследование: • синтаксис множественного наследования; • спецификаторы доступа при множественном наследовании; • поведение конструкторов и деструкторов при множественном наследова- нии; • примеры использования множественного наследования; • недостатки использования множественного наследования. ■ Обсуждение плюсов и минусов наследования. ■ Наследование шаблонов: • виртуальный базовый класс; • пример проблемы ромба; • спецификатор virtual и виртуальное наследование; • пример использования виртуального базового класса. Модуль 8 Виртуальные методы 1. Указатель на базовый класс. 2. Виртуальные методы. 3. Ранее и позднее связывание. 4. Статический и динамический полиморфизм. 5. Таблица виртуальных функций. 6. Использование спецификаторов override и final. 7. Примеры использования виртуальных методов. 11 Программа курса «ООП с использованием языка C++» Для групп стационара. Версия 4.0.1 8. Абстрактный класс. ■ Чисто виртуальный метод. ■ Абстрактный класс. 9. Виртуальный деструктор. 10. Чисто виртуальный деструктор. Модуль 9 Обработка исключительных ситуаций 1. Понятие исключительной ситуации. 2. Необходимость обработки исключительных ситуаций. 3. Типы исключительных ситуаций. 4. Базовые понятие обработки исключительных ситуаций. ■ Ключевое слово try. ■ Ключевое слово catch. ■ Ключевое слово throw. ■ Примеры использования обработки исключительных ситуаций. 5. Понятие необработанного исключения. 6. Специальная форма catch(…). 7. Исключения и функции. 8. Описание списка исключений генерируемых функцией. 9. Раскрутка стека вызовов. 10. Повторная генерация исключения. 11. Построение иерархии пользовательских классов исключений. 12. Стандартный класс exception и его потомки. 13. Обработка ошибок при выделении памяти. 14. Обработка не пойманных и неожидаемых исключений. Модуль 10 Пространства имен 1. Причины возникновения пространств имен. 2. Синтаксис объявления. 12 Программа курса «ООП с использованием языка C++» Для групп стационара. Версия 4.0.1 3. Оператор using. 4. Вложенные пространства. 5. Тонкости использования пространств имен. Модуль 11 Преобразования типов в C++ 1. Оператор typeid. 2. Преобразования типов в C++. ■ dynamic_cast. ■ static_cast. ■ reinterept_cast. ■ const_cast. Модуль 12 Работа с потоками в языке С++ 1. Понятие потока. 2. Виды потоков. 3. Ввод и вывод в языке C++. 4. Файловый ввод-вывод в С++. ■ Класс ofstream. ■ Класс ifstream. ■ Класс fstream. 5. Файловые операции. ■ Открытие файла. ■ Закрытие файла. ■ Чтение данных. ■ Запись данных. ■ Позиционирование по файлу. ■ Перегрузка <<,>> для чтения, сохранения данных в файл. 13 Программа курса «ООП с использованием языка C++» Для групп стационара. Версия 4.0.1 Модуль 13 Умные указатели, работа со стандартной библиотекой C++, лямбда-функции 1. Умные указатели. ■ Что такое умный указатель. ■ Классы умных указателей: • auto_ptr; • shared_ptr; • unique_ptr; • концептуальные отличия классов умных указателей. ■ Особенности использования auto_ptr. ■ Особенности использования unique_ptr. ■ Особенности использования shared_ptr. 2. Стандартная библиотека шаблонов (STL). ■ Что такое STL. ■ История возникновения STL. ■ Цели и задачи стандартной библиотеки шаблонов. 3. Основные понятия STL. ■ Контейнер. ■ Итератор. ■ Алгоритм. ■ Функтор. 4. Контейнер. ■ Что такое контейнер. ■ Типы контейнеров. ■ Пример использования контейнера vector. 5. Итератор. ■ Что такое итератор. ■ Типы итераторов. ■ Почему так много типов итераторов. ■ Пример использования итераторов. 6. Подробно о контейнерах. 7. Анализ и использование классов list, map, multimap. 14 Программа курса «ООП с использованием языка C++» Для групп стационара. Версия 4.0.1 8. Практические примеры использования классов контейнеров. 9. Использование функторов. 10. Использование алгоритмов. 11. Практические примеры использования функторов, алгоритмов. 12. Лямбда-функции. ■ Что такое лямбда-функция. ■ Цели и задачи лямбда-функций. ■ Примеры использования. Модуль 14 Экзамен |