Инструментальная система Visual Studio Team System 2008

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ

Ознакомление с инструментальными системами и технологией создания и отладки простейших процедурных и объектно-ориентированных программ на языках С, С++ и С# в интегрированных средах разработки приложений (integrated development environment, IDE) Microsoft Visual Studio.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Интегрированная среда разработки приложений Microsoft Visual Studio является удобной средой для разработки как консольных приложений, так и приложений MS Windows, имеющих стандартный графический интерфейс, известный также как GUI-интерфейс (GUI - Graphic User Interface).

ОБОРУДОВАНИЕ

Персональный компьютер: процессор с частотой 1, 6ГГц или выше, 1024 МБ ОЗУ, жесткий диск со скоростью 5400 об/мин, видеоадаптер с поддержкой DirectX 9 и с разрешением 1280 х 1024 (или более высоким), операционная система MS Windows 7, интегрированные среды разработки приложений Visual Studio 2010 и Visual Studio Team System 2008 с комплектами документации MSDN, каталог Tprog\Lab1, содержащий файл Labtprog1.doc (методические указания к данной лабораторной работе) и исходные файлы Add1.c, Add2.cpp, Add3.cpp, Add4.cs, не менее 200 Mб свободной памяти на логическом диске, содержащем каталог Tprog\Lab1.

ЗАДАНИЕ НА РАБОТУ

4.1 Ознакомиться с возможностями интегрированных систем разработки приложений MS Visual Studio.Net 2010 и Visual Studio Team System 2008.

4.2. Ознакомиться с перечнем и содержанием электронной документации, доступной из сред Visual Studio 2010 и Visual Studio Team System 2008.

4.3. Выполнить отладку приложений консольного типа на языках C, C++ и C# в средах Visual Studio Team System 2008 и Visual Studio 2010.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

5.2. Создать личный каталог, в котором будут размещаться создаваемые во время лабораторной работы проекты.

5.3. Создать в личном каталоге пустой проект консольного приложения Add1 и добавить сначала в каталог Add1/Add1, а затем в проект (через окно Solution Explorer) файл Add1.c. Откомпилировать проект и выполнить приложение в автоматическом и пошаговом режимах. Ознакомиться с набором файлов, создаваемых при создании проекта, а затем при компиляции и компоновке приложения. Искусственно внести ошибку в программу и ознакомиться с сообщениями в окнах Error List и Output, а также с протоколом в файле BuildLog.htm в подкаталоге Debug проекта.

5.4. Ознакомиться с перечнем и содержанием электронной документации, доступной из среды MS Visual Studio 2010, используя список Filtered by окна Contents. По документации MSDN ознакомиться с имеющимися средствами решения проблемы deprecated-функций.

5.5. Экспериментально (посредством приложения Add1) проверить работоспособность существующих средств решения проблемы deprecated-функций.

5.6. Повторить выполнение пункта 5.3 для файлов Add2.cpp, Add3.cpp, Add4.cs. Ознакомиться с возможностями менеджеров проектов, классов, свойств при добавлении методов в классы. Проверить функциональные возможности интегрированной среды разработки, появившиеся в системе Visual Studio 2010.

5.7. Повторить выполнение пункта 5.3 для программы, предложенной преподавателем. Если при отладке возникают проблемы с устранением ошибок в программе, необходимо выделить ошибку в окне Error List и нажать клавишу F1. В появившемся окне документации MSDN будет приведены примеры исправления ошибки.

ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА

Отчет должен содержать:

· цель работы и индивидуальное задание;

· перечень электронной документации, доступной из среды Visual Studio 2010;

· проверенные варианты решения проблемы deprecated-функций;

· ошибки в программах и выдаваемые при этом сообщения;

· описание методов (methods) одного из классов, полученное из MSDN;

· примеры окон Solution Explorer и Class View.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

7.1. Что такое SDK? Приведите примеры использования.

7.2. Перечислите окна, которые можно использовать в среде Visual Studio 2010?

7.3. Объясните назначение команд системы меню сред разработки Visual Studio 2010 и Visual Studio Team System 2008.

7.4. Перечислите основные глобальные и локальные акселераторы сред разработки?

7.5. Какая поддержка документов и приложений Microsoft Office предусмотрена?

7.6. Как изменяется меню главного окна после создания проекта, после добавления файлов в проект, после запуска отладчика?

7.7. Как программируется форматный консольный вывод в языке C#?

7.8. Какие операции и методы класса string вы знаете?

7.9. Какие виды параметров имеются у методов в языке C#?

7.10. Как реализуется сокрытие текста методов и/или классов в окне редактора?

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Пауэрс Л. Microsoft Visual Studio 2008 / Л. Пауэрс, М. Снелл: Пер. с англ. – СПб.: БХВ-Петербург, 2009. – 1200 с.

2. Макки А. Введение в.NET 4.0 и Visual Studio 2010 для профессионалов: Пер. с англ. – М.: ООО " И.Д. Вильямс", 2010. – 416 с.

3. Нэш Т. C# 2010: ускоренный курс для профессионалов: Пер. с англ. – М.: ООО " И.Д. Вильямс", 2010. – 592 с.

4. Онлайн-учебник по C++. - URL: http: //en.wikiversity.org/wiki/Introduction_to_C%2B%2B.. Дата последнего обращения: 1.02.13.

5. Онлайн-учебник по C++. - URL: http: //cplusplus.com/doc/tutorial/. Дата последнего обращения: 1.02.13.

6. Онлайн-учебник по С/C++. - URL:

http: //cplus.about.com/od/learning1/Learn_about_C_and_how_to_write_Programs_in_It.htm. Дата последнего обращения: 1.02.13.

Лабораторная работа № 2

Объектно-ориентированное программирование на управляемом и неуправляемом С++ в интегрированной среде Visual Studio 2010

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ

Ознакомление с технологией создания и отладки объектно-ориентированных программ на управляемом (managed) и неуправляемом (unmanaged) языке С++ в интегрированной среде разработки приложений Visual Studio 2010.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Язык С++ является гибридным языком, позволяющим при создании программ использовать как процедурное, так и объектно-ориентированное программирование (ООП). Известно, что одним из недостатков процедурных языков программирования является ограниченность их предопределенных типов данных. Например, если в программе необходимо выполнять сложение матриц, пользователь создает процедуру, например, с именем add, и будет обращаться к ней всякий раз, когда необходимо просуммировать массивы, например:

call add(A, B, C, size);

Решение той же задачи с использованием ООП заключается в создании нового (абстрактного) типа данных, например, matrix, для которого будет переопределен оператор сложения. В этом случае запись С=А+В решает задачу сложения матриц, причем используется форма записи, наиболее близкая к математической. В этой записи А, В и С - объекты типа (класса) matrix. Таким образом, создавая классы для конкретной предметной области, программист может адаптировать язык программирования под задачи этой предметной области.

Для иллюстрации перехода от процедурного к объектно-ориентированному программированию рассмотрим процедурный и объектно-ориентированный варианты реализации такой структуры данных, как стек. Обычно стек позволяет выполнять операции push, pop, top, empty и full. Оператор push помещает значение в стек. Оператор pop считывает и удаляет значение из вершины стека. Оператор top считывает верхнее значение стека. Оператор empty проверяет, пуст ли стек. Оператор full проверяет, полон ли стек.

Класс String платформы.NET

Объект класса System:: String инкапсулирует (скрывает внутри объектной оболочки или обертки) строку символов Unicode (типа __wchar_t *). Тип String представляет собой конечный (sealed) класс; это означает, что он не может быть базовым для другого класса. Сам класс String – производный от класса System:: Object, являющегося основой иерархии классов платформы.NET. Объект класса String является неизменяемым (константным), т.е. будучи однажды инициализированным, он не может быть изменен. Класс String содержит методы, которые можно использовать для изменения объекта, такие как Insert, Replace, PadLeft. Однако эти методы только возвращают измененный объект, не изменяя сам объект, для которого они вызываются. В отличие от String методы класса StringBuilder позволяют изменять сам объект.

В программе на рис. 11 показано, что метод Replace не влияет на содержимое исходного объекта класса String, но изменяет содержимое объекта класса StringBuilder.

#using < mscorlib.dll>

using namespace System; //for Console and String

using namespace System:: Text; //for StringBuilder

void main(void)

{

Console:: WriteLine(" String is immutable: " );

String *ps1 = S" Hello World";

String *ps2 = ps1-> Replace('H', 'J');

Console:: WriteLine(ps1);

Console:: WriteLine(ps2);

Console:: WriteLine(" StringBuilder can be modified: " );

StringBuilder *psb1 = new StringBuilder(S" Hello World" );

StringBuilder *psb2 = psb1-> Replace('H', 'J');

Console:: WriteLine(psb1);

Console:: WriteLine(psb2);

char *ps3 = " ASCII string literal"; // неуправляемый объект

__wchar_t *ps4 = L" Unicode string literal"; // неуправляемый объект

String *ps5 = S" String object literal"; // управляемый объект

Console:: WriteLine(ps3);

Console:: WriteLine(ps4);

Console:: WriteLine(ps5);

}

Рис.11. Программа StringReplace.cpp

В программе StringReplace используются строковые литералы (константы), определенные с префиксом S и без него. Строковый литерал, определенный с использованием только кавычек, является указателем на char (типом char*), т.е. указателем на последовательность символов ASCII, заканчивающуюся нулем. А строковый литерал, определенный с префиксом S, является указателем на управляемый объект класса String. Префикс L обозначает строку символов Unicode, имеющую тип __wchar_t *, которая также не является объектом класса String. Отметим, что

· операционные системы MS Windows 9x работают с ASCII (с однобайтовой кодировкой) и не поддерживают Unicode – двухбайтовую кодировку символов;

· существует технология компонентных объектов на базе платформы Win32 API (технология COM – Component Object Model), в которой строковые объекты инкапсулируют как строки ASCII, так и строки Unicode; тип этих объектов – BSTR (Basic STRing);

· существуют библиотеки различных сред разработки (например, библиотеки VCL, MFC), в которых имеются классы строковых объектов, обычно инкапсулирующие строки ASCII.

При работе со строковыми объектами необходимо различать операции сравнения указателей на объекты и операции сравнения самих объектов. В классе String метод Equals используется для сравнения содержания строковых объектов, заданных указателями (поскольку Equals является методом, т.е. member-функцией, сравниваемые объекты задаются this-указателем и указателем, переданным в Equals через явный аргумент). Операция == для указателей будет проверять только равенство адресов в указателях.

В программе на рис. 12 представлены различные варианты сравнения строковых объектов и указателей на объекты.

#using < mscorlib.dll>

using namespace System;

void main(void)

{

String *pstr1;

String *pstr2;

//comparing literal String objects

pstr1 = S" hello";

pstr2 = S" hello";

if (pstr1-> Equals(pstr2))

Console:: WriteLine(" equal" ); //executed

else

Console:: WriteLine(" not equal" ); //not executed

if (pstr1==pstr2)

Console:: WriteLine(" equal" ); // executed

else

Console:: WriteLine(" not equal" ); //not executed

//comparing new String objects (non literal)

pstr1 = new String(" hello" );

pstr2 = new String(" hello" );

if (pstr1-> Equals(pstr2))

Console:: WriteLine(" equal" ); // executed

else

Console:: WriteLine(" not equal" ); //not executed

if (pstr1==pstr2)

Console:: WriteLine(" equal" ); //not executed

else

Console:: WriteLine(" not equal" ); //executed

}

Рис.12. Программа StringLiteral.cpp

Управляемые строковые литералы String и неуправляемые строковые литералы ASCII и Unicode (благодаря автоматической упаковке) можно использовать в выражениях, в которых ожидается использование управляемого строкового объекта String. Однако управляемый строковый объект String нельзя использовать там, где ожидается появление переменных неуправляемых типов.

В программе на рис. 13 представлены примеры допустимых и недопустимых преобразований типов для аргументов функций.

#using < mscorlib.dll>

using namespace System;

#include < wchar.h> //for wchar_t

void ExpectingManagedString(String *str){}

void ExpectingASCIIString(char *str){}

void ExpectingUnicodeString(wchar_t *str){}

void main(void)

{

//expecting a managed type

ExpectingManagedString(S" hello" ); // совпадение типов

ExpectingManagedString(" hello" ); // автоматическое преобразование

ExpectingManagedString(L" hello" ); // автоматическое преобразование

//expecting an unmanaged type

ExpectingASCIIString(" hello" ); // совпадение типов

ExpectingASCIIString(S" hello" ); // ошибка!

ExpectingUnicodeString(L" hello" ); // совпадение типов

ExpectingUnicodeString(S" hello" ); // ошибка!

}

Рис.13. Программа MixingStringTypes.cpp

Класс Array платформы.NET

Обычные массивы являются простым типом указателя, например, int* (или, соответственно, int[]). Управляемые массивы являются управляемыми объектами, расположенными в динамически распределяемой области памяти. System:: Array – абстрактный класс, являющийся базовым для всех управляемых массивов. Для определения управляемого массива следует использовать либо ключевое слово __gc, либо указывать, что элементы массива относятся к управляемому типу.

В программе на рис. 14 представлены различные способы объявления массивов. Отметим, что неуправляемые данные можно создавать как в стековой, так и в динамически распределяемой области памяти. Обратите внимание на две закомментированные строки в программе, в которых при объявлении массива задается его размер. Размер массива при объявлении можно задавать только для неуправляемого массива, который располагается в стеке, но нельзя задавать для управляемого массива, поскольку он располагается в динамической памяти и эта память при объявлении еще не выделяется (размер будет указан при выделении памяти с помощью оператора new).

#using < mscorlib.dll>

using namespace System;

// уничтожить предупреждение о переменной, на которую нет ссылки

#pragma warning(disable: 4101)

void main(void)

{

// синтаксис традиционного неуправляемого массива

int *pintUnanagedArrayOnHeap = new int [5];

int intUnManagedArray[5]; //нет ошибки для unmanaged array

// синтаксис управляемого массива, используется __gc

int intManagedArrayOnHeap __gc[] = new int __gc[5];

//int intManagedArray __gc[5]; //ошибка для managed array

// синтаксис управляемого массива, используется

// управляемый тип элементов

String *strManagedArrayOnHeap[] = new String*[5];

//String *strManagedArray[5]; //ошибка для managed array

}

Рис.14. Программа ArraySyntax.cpp

Управляемые массивы наследуют от класса System:: Array методы Copy, GetLength, GetType и от класса System:: Object методы ToString и Eguals. Управляемые массивы, в отличие от неуправляемых (неконтролируемых) являются безопасными. При попытке доступа к элементу управляемого массива производится проверка принадлежности к диапазону индексов, т.е. контроль границ. При обращении по недопустимому индексу возникает исключение IndexOutOfRangeException.

В программе на рис. 15 показано, как можно использовать обработчик исключений при попытке доступа к несуществующему элементу управляемого массива. Обратите внимание, что массив содержит пять элементов, а в цикле производится попытка установить значение шестого. Программа в обычном С++ выполнила бы такое действие, изменив содержимое памяти за пределами массива.

#using < mscorlib.dll>

using namespace System;

void main ()

{

int intArray __gc[]= new int __gc[5];

for (int i=0; i< 6; i++) // неправильная граница цикла!!!

{

try

{

intArray[i] = i;

}

catch (IndexOutOfRangeException *piore)

{

// здесь надо сделать что-то для исправления ошибки

Console:: WriteLine(" Oooops! " );

Console:: WriteLine(piore-> get_Message());

}

Рис.15. Программа IndexOutOfRangeException.cpp

Как и для неуправляемых массивов, нумерация элементов в управляемых массивах начинается с нуля. Однако, в отличие от неуправляемых массивов, элементы управляемого массива автоматически инициализируются значением, принятым по умолчанию для каждого типа элемента массива. Переменным примитивных типов, таких, как int, char, float, double присваивается нуль. Элементам, указывающим на управляемые объекты, также по умолчанию присваивается нулевое значение (т.е. нулевой указатель). Элементы значимых типов (например, структур) инициализируются с помощью их принятого по умолчанию конструктора (т.е. конструктора, не имеющего аргументов для инициализации).

Программа на рис. 16 иллюстрирует работу с массивами. В ней сравниваются двумерные массивы – управляемый и неуправляемый. Отметим, что синтаксис [, ] предполагает истинно прямоугольный массив, в то время как в синтаксисе [][] каждый подмассив может иметь разный размер (т.н. массив с неровным правым краем). Назначение закомментированных строк будет приведено в следующем подразделе.

#using < mscorlib.dll>

using namespace System;

void main ()

{

//managed 1D array of int (using __gc)

Console:: WriteLine(" managed 1D array of int" );

int intArray __gc[]= new int __gc[5];

// array< int> ^ intArray = gcnew array< int> (5);

for (int i=0; i< intArray-> Length; i++)

{

intArray[i] = i;

Console:: Write(intArray[i]);

Console:: Write(" \t" );

}

Console:: WriteLine();

//managed 2D array of Strings (using managed type)

Console:: WriteLine(" managed 2D array of Strings" );

String *str2DArray[, ] = new String *[2, 3];

// array< String^, 2> ^ str2DArray = gcnew array< String^, 2> (2, 3);

for(int row=0; row< str2DArray-> GetLength(0); row++)

{

for(int col=0; col< str2DArray-> GetLength(1); col++)

{

str2DArray[row, col] = (row*10 + col).ToString();

Console:: Write(str2DArray[row, col]);

Console:: Write(" \t" );

}

Console:: WriteLine();

}

//unmanaged 2D array of int (for comparison)

Console:: WriteLine(" unmanaged 2D array of int" );

int int2DArray[2][3];

for(int row=0; row< 2; row++)

{

for(int col=0; col< 3; col++)

{

int2DArray[row][col] = row*10 + col;

Console:: Write(int2DArray[row][col]);

Console:: Write(" \t" );

}

Console:: WriteLine();

}

Рис.16. Программа Array1.cpp

В программе Array1 управляемый прямоугольный двумерный массив содержит эленты типа String*, а неуправляемый – элементы типа int. Однако управляемый массив может также содержать и элементы неуправляемых типов, между тем как неуправляемый массив – лишь элементы неуправляемых типов.

В программе на рис. 17 сравнивается использование массива массивов (синтаксис [][]) и прямоугольного двумерного массива (синтаксис [, ]). Для более корректного сравнения оба массива содержат элементы типа int.

#using < mscorlib.dll>

using namespace System;

void main(void)

{

Console:: WriteLine(" Rectangular array using [, ]" );

int rect2DArray [, ] = new int __gc [3, 4]; //managed

// array< int, 2> ^ rect2DArray = gcnew array< int, 2> (3, 4);

for(int row=0; row< rect2DArray -> GetLength(0); row++)

{

for(int col=0; col< rect2DArray-> GetLength(1); col++)

{

rect2DArray [row, col] = row*10 + col;

Console:: Write(rect2DArray[row, col]);

Console:: Write(" \t" );

}

Console:: WriteLine();

}

Console:: WriteLine(" Array of arrays using [][]" );

int arrayOfArray[3][4]; //unmanaged

for(int row=0; row< 3; row++)

{

for(int col=0; col< 4; col++)

{

arrayOfArray[row][col] = row*10 + col;

Console:: Write(arrayOfArray[row][col]);

Console:: Write(" \t" );

}

Console:: WriteLine();

}

Рис.17. Программа Array2.cpp

Язык Visual C++ 2005

Язык Visual С++ фирмы Microsoft основывается на трех стандартах: ISO C 95, ISO C++ 98 и Ecma C++/CLI 05.

Управляемый (Managed) Visual С++, входящий в состав Visual Studio 2003 (MC++ 2003 в дальнейшем) значительно изменился в новой редакции, которая входит в Visual Studio 2005, т.е. в MC++ 2005. Поэтому в проекте приложения, использующего старую версию управляемого языка С++, необходимо использовать опцию компилятора /clr: oldSyntax. Опция /clr определяет использование новой редакции языка С++.

Синтаксис языка MC++ 2005 соответствует спецификации C++/CLI (Common Language Infrastructure, Общеязыковая Инфраструктура). Он заменяет старый синтаксис языка MC++ 2003, известный как Managed Extensions for C++.

Наиболее полная информация об этих языках представлена в документации MSDN. Для обращения к ней необходимо выбрать опцию Contents в меню Help (или нажать кнопку Contents), установить в окне Contents фильтр Visual C++, а затем выбрать следующую последовательность опций: Development Tools and Languages -> Visual Studio -> Visual C++ -> Getting Started -> How Do I in Visual C++ -> C++ Language -> Managed Extensions for C++ Syntax Upgrade Checklist (или опции Development Tools and Languages -> Visual Studio -> Visual C++ -> Getting Started -> Reference -> C/C++ Language -> C++ Language Reference -> New C++ Language Features). В окне просмотра документации целесообразно установить фильтр для языков программирования: Language Filter -> C++.

В С++ 2005 появились ключевые слова, состоящие из двух слов, разделенных пробелом, например ref class (класс, используемый в библиотеках DLL). Некоторые из новых возможностей пришли в MC++ 2005 из языка C#, который в области объектно-ориентированного программирования имеет значительно больше возможностей, а также из библиотеки STL (Standard Template Library) языка С++, имеющей богатые возможности по использованию шаблонов классов и функций.

На рис. 18 приведен пример программы на языке MC++ 2005, в которой функция Test1() создает и инициализирует управляемый массив целых чисел, а затем этот массив возвращается как значение функции Test1().

// Test1.cpp

// compile with: /clr

using namespace System;

#define ARRAY_SIZE 10

// Returns a managed array of Int32.

array< Int32> ^ Test1() {

int i;

array< Int32 > ^ local = gcnew array< Int32 > (ARRAY_SIZE);

for (i = 0; i < ARRAY_SIZE; i++)

local[i] = i + 10;

return local;

}

int main() {

int i;

// Declares an array of value types and initializes with a function.

array< Int32 > ^ IntArray;

IntArray = Test1();

for (i = 0; i < ARRAY_SIZE; i++)

Console:: WriteLine(" IntArray[{0}] = {1}", i, IntArray[i]);

Console:: WriteLine();

}

Рис.18. Пример программа на языке MC++ 2005

Для того, чтобы программы Array1.cpp и Array2.cpp перевести с синтаксиса MC++ 2003 на синтаксис MC++ 2005, достаточно заменить строки объявления массивов с использованием __gc на строки с ключевым словом array (на рис. 16 и 17 эти строки закомментированы).

ОБОРУДОВАНИЕ

Персональный компьютер: процессор с частотой 1, 6ГГц или выше, 1024 МБ ОЗУ, жесткий диск со скоростью 5400 об/мин, видеоадаптер с поддержкой DirectX 9 и с разрешением 1280 х 1024 (или более высоким), операционная система MS Windows 7, интегрированные среды разработки приложений Visual Studio 2010 и Visual Studio Team System 2008 с комплектами документации MSDN, каталог Tprog\Lab2, содержащий файл Labtprog4.doc (методические указания к данной лабораторной работе) и исходные файлы Stack1.h, Stack1.cpp, Stack2.h, Stack2.cpp, Str.h, Str.cpp, Strprog.cpp, Fstatic.cpp, HelloWorld.cpp, Some.cpp, StringReplace.cpp, StringLiteral.cpp, MixingStringTypes.cpp, ArraySyntax.cpp, IndexOutOfRangeException.cpp, Array1.cpp, Array2.cpp, не менее 200 Mб свободной памяти на логическом диске, содержащем каталог Tprog\Lab2.

ЗАДАНИЕ НА РАБОТУ

4.1. Ознакомиться с технологией создания и отладки объектно-ориентированных программ на управляемом (managed) и неуправляемом (unmanaged) языке С++ в интегрированной среде разработки приложений Visual Studio 2010 в процессе создания приложений Stack1, Stack2, Strprog, Fstatic, HelloWorld, Some, StringReplace, StringLiteral, MixingStringTypes, ArraySyntax, IndexOutOfRangeException, Array1, Array2, Test1, Array1_05, Array2_05.

4.2. Разработать и отладить объектно-ориентированную программу на управляемом (managed) и неуправляемом (unmanaged) языке С++ в интегрированной среде разработки приложений Visual Studio 2010 в соответствии с заданием преподавателя. Примерами заданий могут быть следующие:

Разработать и реализовать класс Complex, позволяющий использовать его в следующей программе:

Complex x(1.3, 4.2), y(4.0, 8.1), z(y); z.assign(plus(x, y)); print(plus(y, z));

Разработать и реализовать класс Complex, позволяющий использовать его в следующей программе:

Complex x(1.3, 4.2), y(4.0, 8.1), z(y); x.add(y); z.assign(plus(x, y)); z.print();

Разработать и реализовать класс Point, позволяющий использовать его в следующей программе:

Point p1(10, 20), p2(40, 25), p3; p3.assign(p2); p3.mul(2); (move(p2, 40, 20)).print();

Разработать и реализовать класс Point, позволяющий использовать его в следующей программе:

Point p1(10, 20), p2(40, 25), p3(p1); assign(p1, p2); mul(p3, 2); print(p2.(move(40, 20));

Разработать и реализовать класс Circle, позволяющий использовать его в следующей программе:

Circle c1(1, 1, 5), c2; assign(c2, (c1.mul(5))); c2.move(10, 20); resize(c1, 10, 20, 30); c1.print();

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

5.1. Проверить наличие на компьютере необходимого аппаратного оборудования и программного обеспечения, наличие 200 Мб свободной памяти на логическом диске, содержащем каталог Tprog\Lab2, наличие файла Labtprog2.doc и исходных файлов Stack1.h, Stack1.cpp, Stack2.h, Stack2.cpp, Str.h, Str.cpp, Strprog.cpp, Fstatic.cpp, HelloWorld.cpp, Some.cpp, StringReplace.cpp, StringLiteral.cpp, MixingStringTypes.cpp, ArraySyntax.cpp, IndexOutOfRangeException.cpp, Array1.cpp, Array2.cpp, Test1.cpp, Array1_05.cpp, Array2_05.cpp в каталоге Tprog\Lab2.

5.2. Создать личный каталог, в котором будут размещаться создаваемые во время лабораторной работы проекты.

5.3. Создать в личном каталоге пустой проект неуправляемого консольного приложения, выбирая в IDE-среде в меню File следующую последовательность опций: New-> Project-> Other Language -> Visual C++ -> Win32 -> Win32 Console Application -> Empty Project, а затем добавить в него файлы Stack1.h и Stack1.cpp, предварительно выполнив копирование в каталог проекта исходных файлов приложения. По команде Ctrl+F5 откомпилировать проект и выполнить приложение. Проверить правильность работы приложения.

5.4. Повторить выполнение пункта 5.3 для приложений Stack2, Strprog, Fstatic. Для смены файлов в проекте необходимо в окне Solution Explorer удалить файлы проекта из разделов Header Files и Source Files (выбирая в контекстном меню Exclude From Project), а затем добавить в эти разделы файлы нового приложения (выбирая в контекстном меню Add -> Existing Item).

5.5. Создать в личном каталоге пустой проект управляемого консольного приложения, выбирая в IDE-среде в меню File следующую последовательность опций: New-> Project-> Other Language -> Visual C++ -> CLR -> CLR Empty Project, а затем добавить в него файл HelloWorld.cpp, предварительно выполнив копирование в файл проекта исходных файлов приложения. Установить свойство проекта – запись операторов программы в старом стиле. Для этого перед компиляцией проекта необходимо выделить имя проекта в окне Solution Explorer и выбрать в меню Project последовательность опций: Properties-> Configuration Properties -> General -> Common Language Runtime support -> Common Language Runtime Support, Old Syntax (/clr: oldSyntax) -> OK. По команде Ctrl+F5 откомпилировать проект и выполнить приложение. Проверить правильность работы приложения.

5.6. Повторить выполнение пункта 5.4 для приложений Some, StringReplace, StringLiteral, MixingStringTypes, ArraySyntax, IndexOutOfRangeException, Array1, Array2. Для смены файлов в проекте необходимо в окне Solution Explorer удалить файлы проекта из разделов Header Files и Source Files (выбирая в контекстном меню Exclude From Project), а затем добавить в эти разделы файлы нового приложения (выбирая в контекстном меню Add -> Existing Item).

5.7. Создать в личном каталоге пустой проект управляемого консольного приложения, выбирая в IDE-среде в меню File следующую последовательность опций: New-> Project-> Other Language -> Visual C++ -> CLR -> CLR Empty Project, а затем добавить в него файл Test1.cpp, предварительно выполнив копирование в файл проекта исходных файлов приложения. Проверить свойство проекта – запись операторов программы в новом стиле. Для этого перед компиляцией проекта необходимо выделить имя проекта в окне Solution Explorer и выбрать в меню Project последовательность опций: Properties-> Configuration Properties -> General -> Common Language Runtime support -> Common Language Runtime Support (/clr) -> OK. По команде Ctrl+F5 откомпилировать проект и выполнить приложение. Проверить правильность работы приложения.

5.8. Повторить выполнение пункта 5.4 для приложений Array1_05, Array2_05. Для смены файлов в проекте необходимо в окне Solution Explorer удалить файлы проекта из разделов Header Files и Source Files (выбирая в контекстном меню Exclude From Project), а затем добавить в эти разделы файлы нового приложения (выбирая в контекстном меню Add -> Existing Item).

5.9. Разработать и отладить объектно-ориентированную программу на управляемом (managed) и неуправляемом (unmanaged) языке С++ в интегрированной среде разработки приложений Visual Studio 2010 в соответствии с заданием преподавателя. Если при отладке возникают проблемы с устранением ошибок в программе, необходимо выделить ошибку в окне Error List и нажать клавишу F1. В появившемся окне документации MSDN будет приведены примеры исправления ошибки.

ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА

Отчет должен содержать:

· цель работы и индивидуальное задание;

· тексты исходных файлов, содержащие описание и реализацию классов, используемых в лабораторной работе;

· файлы *.h и *.cpp, содержащие описание и реализацию классов в соответствии с заданием преподавателя;

· текст тестовой программы и результаты работы программы;

· краткая информация о создании управляемых программ и данных.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

7.1. В чем преимущества объектно-ориентированной реализации абстрактного типа stack перед процедурной реализацией?

7.2. Какие действия может выполнять конструктор?

7.3. К каким разделам класса имеет доступ функция main программы?

7.4. В каких случаях в классы вводят деструкторы?

7.5.В каких случаях используется конструктор копии?

7.6. Какой конструктор называется конструктором по умолчанию? Его основное назначение?

7.7. Данные каких типов необходимо инициализировать с помощью списка инициализации конструктора?

7.8. Как используются статические элементы класса?

7.9.Какие объекты называются управляемыми? Как их создать?

7.10.Какие строковые литералы используются в управляемых программах?

7.11. Можно ли использовать неуправляемые строковые литералы ASCII и Unicode в выражениях, в которых ожидается использование управляемого строкового объекта String?

7.12. Можно ли задавать размер массива при объявлении управляемого массива?

7.13. От каких базовых классов и какие методы наследуют управляемые массивы?

7.14. Как инициализируются управляемые массивы при создании?

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Оберг Р. Дж., Торстейнсон П. Архитектура.NET и программирование с помощью Visual C++. – М.: Издательский дом " Вильямс", 2002. – 656 с.

3. Троелсен Э. Язык программирования C# 2005 и платформа.NET 2.0. Библиотека программиста. 3-е изд. – М.: ООО «И.Д. Вильямс», 2007. – 1168 с.

3. Гарнаев А.Ю. Самоучитель Visual Studio.Net 2003. – СПб.: БХВ-Петербург, 2003. – 688 с.

4. Дубовцев А.В. Microsoft.NET в подлиннике. – СПб.: БХВ-Петербург, 2004. – 704 с.

5. Уоткинз Д., Хаммонд М., Эйбрамз Б. Программирование на платформе.NET. – М.: Издательский дом " Вильямс", 2003. – 368 с.

6. MSDN 2010. Электронная документация Microsoft для разработчиков программного обеспечения. – 500000 с.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 3

Использование перегрузки операций при создании

абстрактных типов на языке C++

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ

Ознакомление с технологией создания абстрактного типа и перегрузки операций с использованием свойств, member- и friend-функций, а также получение практических навыков разработки и отладки объектно-ориентированных программ на языке С++ в интегрированной среде разработки приложений Visual Studio 2010.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

В языке С++ классы можно рассматривать как строительный материал и одновременно инструмент, с помощью которого программист создает свой тип данных, называемый абстрактным типом. Тип может быть создан с помощью одного класса или с помощью целой иерархии классов.

Понятие " тип" включает в себя не только представление объекта, но и операции над таким объектом. Если тип реализуется посредством одного класса, то функции, объявленные в описании класса, определяют множество допустимых для данного типа операций. Эти функции подразделяются на функции-элементы класса (функциональные компоненты класса) и дружественные функции. Они имеют неограниченный доступ к элементам-данным класса и образуют интерфейс класса. Если элементы-данные обычно являются приватными, то функции интерфейса в большинстве случаев являются общедоступными, и только через функции интерфейса пользователь получает доступ к приватным (скрытым) элементам класса.

В языке С++ по сравнению с языком С используется новый вид функций - операторные функции. Их назначение - дать возможность переопределить стандартные операторы языка С++ для новых (абстрактных) типов данных. Другими словами, операторные функции используются для перегрузки операций. При описании класса операторные функции могут быть объявлены как функции-элементы класса (member-функции) и как дружественные классу функции (friend-функции).

Функции с результатом ссылочного типа

Язык С++ предоставляет возможность использования ссылок при передаче аргументов и при получении результатов выполнения функции. Ссылки-аргументы функции позволяют не создавать локальные копии объектов-аргументов внутри функции, что особенно важно для объектов, содержащих большие массивы данных. Вызовы функции с результатом ссылочного типа являются именами переменных и, следовательно, могут использоваться с левой стороны операции присваивания. Однако в качестве возвращаемой переменной не должна использоваться локальная переменная, которая существует только внутри функции.

В программе на рис.1 запись Set(Arr, 2) - это имя элемента Arr[2], которому присваивается значение 13. Функцию Set() можно использовать как слева, так и справа от оператора присваивания. В последнем случае имя переменной (адрес переменной) разыменовывается. Функцию Set1(), возвращающую значение, можно использовать только справа от оператора присваивания.

#include < iostream>

using namespace std;

int& Set(int *Vec, int index)

{

return Vec[index];

}

int Set1(int *Vec, int index)

{

return Vec[index];

}

/*int& Set2(void)

{

int a=1;

return a; // ошибка

} */

int Arr[]={10, 20, 30};

int main(void)

{

Set(Arr, 2)=13;

cout< < Arr[2]< < endl;

int b=Set(Arr, 1);

int c=Set1(Arr, 2);

cout< < b< < " " < < c< < endl;

//Set2()=5; // ошибка

return 0;

}

Рис.1. Программа Refer.cpp

ОБОРУДОВАНИЕ

Персональный компьютер: процессор с частотой 1, 6ГГц или выше, 1024 МБ ОЗУ, жесткий диск со скоростью 5400 об/мин, видеоадаптер с поддержкой DirectX 9 и с разрешением 1280 х 1024 (или более высоким), операционная система Windows 7, интегрированные среды разработки приложений Visual Studio 2010 и Visual Studio Team System 2008 с комплектами документации MSDN, каталог Tprog\Lab3, содержащий файл Labtprog3.doc (методические указания к данной лабораторной работе) и исходные файлы Refer.cpp, Vect.h, Vect.cpp, Vectprog.cpp, Circle.h, Circle.cpp, Circleprog.cpp, не менее 200 Mб свободной памяти на логическом диске, содержащем каталог Tprog\Lab3.

ЗАДАНИЕ НА РАБОТУ

4.1. Ознакомиться с технологией создания и отладки абстрактных (пользовательских) типов на неуправляемом (unmanaged) языке Visual С++ в интегрированной среде разработки приложений Visual Studio 2010 в процессе создания приложений Refer, Vect, Circle.

4.2. Разработать и отладить объектно-ориентированную программу на неуправляемом (unmanaged) языке С++ в интегрированной среде разработки приложений Visual Studio 2010 в соответствии с заданием преподавателя. Примерами заданий могут быть следующие.

1. Разработать классы (h-файлы и cpp-файлы) Complex и Array (массив комплексных чисел), позволяющие использовать их в следующей программе:

Complex x(1.3, 4.2), y(4.0, 8.1), z(y); x.add(y); z.assign(plus(x, y)); print(z);

Array a1(10), a2(10); (a1[0]).assign(y); a2+=a1; a1=a2; a2.print();

Проверить согласованность операций классов Complex и Array, ввести свойства в абстрактные типы. Расширить приведенный фрагмент программы и проверить правильность его выполнения.

2. Разработать классы (h-файлы и cpp-файлы) Point и Array (массив точек), позволяющие использовать их в следующей программе:

Point p1(10, 20), p2(40, 25), p3=p1; p3.assign(p2); mul(p3, 2); print(move(p2, 40, 20));

Array a1(10), a2(10); (a1[0]).assign(p1); (a1[1]).assign(p2); a2.assign(a1); print(a2);

Проверить согласованность операций классов Point и Array, ввести свойства в абстрактные типы. Расширить приведенный фрагмент программы и проверить правильность его выполнения.

3. Разработать классы (h-файлы и cpp-файлы) Complex и Array (массив комплексных чисел), позволяющие использовать их в следующей программе:

Complex x, y(4.0, 8.1), z(5.2, 6.0); x=5*y+z; x.print();

Array a1(10), a2(10); a1[0]=y; a2= -(a1); a1.assign(a2); a1.print();

4. Написать тексты h-файлов и cpp-файлов для классов Point и Rect (прямоугольник). Описание классов:

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒