Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

--- cpp:interfaces [2017/04/25 13:04] – gthanos
+++ cpp:interfaces [Unknown date] (current) – external edit (Unknown date) 127.0.0.1
@@ Line 1: / Line 1: @@
 ====== Interfaces ======
-Η C++ δεν διαθέτει //interfaces// με τον αυστηρά ορισμένο τρόπο που αυτά ορίζονται στη Java. Αντ' αυτού υλοποιεί την λειτουργικότητα των //interfaces// μέσω //[[cpp:polymorphism#pure_virtual_συναρτήσεις_και_abstract_κλάσεις|abstract]]// κλάσεων, δηλαδή κλάσεων που δεν μπορούν να δώσουν αντικείμενα. Στο παράδειγμα που ακολουθεί ορίζουμε το interface
+Η C++ δεν διαθέτει //interfaces// με τον αυστηρά ορισμένο τρόπο που αυτά ορίζονται στη Java. Αντ' αυτού υλοποιεί την λειτουργικότητα των //interfaces// μέσω //[[cpp:polymorphism#pure_virtual_συναρτήσεις_και_abstract_κλάσεις|abstract]]// κλάσεων, δηλαδή κλάσεων που δεν μπορούν να δώσουν αντικείμενα. Στο παράδειγμα που ακολουθεί ορίζουμε το interface Stack το οποίο μπορεί να αποθηκεύει ακεραίους.
+Η //abstract base class Stack// έχει δύο υποκλάσεις την κλάση //ArrayStack// που υλοποιεί τη στοίβα μέσω ενός πίνακα και την κλάση //LinkedStack// που υλοποιεί τη στοίβα μέσω απλά συνδεδεμένης λίστας.
+<code cpp Stack.h>
+#include <iostream>
+using namespace std;
+#ifndef __STACK_H__
+#define __STACK_H__
+class Stack {
+  public:
+    virtual int size()=0;
+    virtual void push(int o)=0;
+    virtual int pop()=0;
+    virtual int top()=0;
+};
+#endif
+</code>
+<code cpp ArrayStack.h>
+#include <iostream>
+using namespace std;
+#include "Stack.h"
+#ifndef __ARRAYSTACK_H__
+#define __ARRAYSTACK_H__
+class ArrayStack : public Stack {
+  int *array;
+  int stackSize, capacity;
+  public:
+    ArrayStack(int capacity=16);
+    int size();
+    void push(int o);
+    int pop();
+    int top();
+};
+#endif
+</code>
+<code cpp ArrayStack.cpp>
+#include "ArrayStack.h"
+ArrayStack::ArrayStack(int cap) {
+  capacity = cap;
+  stackSize = 0;
+  array = new int[capacity];
+}
+int ArrayStack::size() {
+  return stackSize;
+}
+void ArrayStack::push(int o) {
+  if(stackSize==capacity) {
+    int *_array = new int[2*capacity];
+    for(int i=0; i<stackSize; i++)
+      _array[i] = array[i];
+    delete[] array;
+    array = _array;
+  }
+  array[stackSize++] = o;
+}
+int ArrayStack::pop() {
+  return array[--stackSize];
+}
+int ArrayStack::top() {
+  return array[stackSize];
+}
+</code>
+<code cpp LinkedStack.h>
+#include <iostream>
+using namespace std;
+#include "Stack.h"
+#ifndef __LINKEDSTACK_H__
+#define __LINKEDSTACK_H__
+class LinkedNode {
+  int element;
+  LinkedNode *next;
+public:
+  LinkedNode(LinkedNode *nxt, int e);
+  LinkedNode(int e);
+  int getElement();
+  LinkedNode* getNext();
+  void setElement(int e);
+  void setNext(LinkedNode *nxt);
+};
+class LinkedStack : public Stack {
+  int stackSize;
+  LinkedNode *head;
+public:
+  LinkedStack();
+  int size();
+  void push(int o);
+  int pop();
+  int top();
+};
+#endif
+</code>
+<code cpp LinkedStack.cpp>
+#include "LinkedStack.h"
+/* LinkedNode function
+ * */
+LinkedNode::LinkedNode(LinkedNode *nxt, int e) {
+  next = nxt;
+  element = e;
+}
+LinkedNode::LinkedNode(int e) : LinkedNode(NULL,e) { }
+int LinkedNode::getElement() { return element; }
+LinkedNode* LinkedNode::getNext() { return next; }
+void LinkedNode::setElement(int  e) { element = e; }
+void LinkedNode::setNext(LinkedNode *nxt) { next = nxt; }
+/* LinkedStack function
+ * */
+LinkedStack::LinkedStack() {
+  stackSize = 0;
+  head = NULL;
+}
+int LinkedStack::size() { return stackSize; }
+void LinkedStack::push(int o) {
+  LinkedNode *node = new LinkedNode(head, o);
+  head = node;
+  stackSize++;
+}
+int LinkedStack::pop() {
+  if(size()==0)
+    return -1;
+  LinkedNode *node = head;
+  head = head->getNext();
+  int ptr = node->getElement();
+  delete node;
+  stackSize--;
+  return ptr;
+}
+int LinkedStack::top() {
+  return head->getElement();
+}
+</code>
+<code cpp StackUsage.cpp>
+#include "ArrayStack.h"
+#include "LinkedStack.h"
+#define ARRAY_SIZE 10
+void invertArray(int array[], int arraySize, Stack &stack) {
+  for(int i=0; i<arraySize; i++)
+    stack.push(array[i]);
+  for(int i=0; i<arraySize; i++)
+    array[i] = stack.pop();
+}
+int main() {
+  //ArrayStack st;
+  LinkedStack st;
+  int array[] = { 100, 99, 98, 97, 96, 95, 94, 93, 92, 91 };
+  for(int e:array)
+    cout << e << endl;
+  cout << endl;
+  invertArray(array, ARRAY_SIZE, st);
+  for(int e:array)
+    cout << e << endl;
+}
+</code>
+Το Makefile που μεταγλωττίζει τον παραπάνω κώδικα είναι το εξής:
+<code makefile Makefile>
+StackUsage: ArrayStack.o LinkedStack.o
+	g++ -Wall -g -std=c++11 StackUsage.cpp ArrayStack.o LinkedStack.o -o StackUsage
+ArrayStack.o: ArrayStack.cpp ArrayStack.h
+	g++ -Wall -g -std=c++11 ArrayStack.cpp -c
+LinkedStack.o: LinkedStack.cpp LinkedStack.h
+	g++ -Wall -g -std=c++11 LinkedStack.cpp -c
+clean:
+	rm *.o StackUsage
+</code>
+Από τον παραπάνω κώδικα παρατηρούμε ότι η abstract κλάση //Stack// παρέχει μία σειρά από //virtual// μεθόδους οι οποίες υλοποιούνται από τις κλάσεις //ArrayStack// και //LinkedStack//. Η μέθοδος //invertArray// χρησιμοποιεί την abstract κλάση //Stack// ως //interface//. Ανάλογα με το είδος του αντικειμένου τύπου //Stack// με το οποίο θα κληθεί ο παραπάνω κώδικας η εσωτερική υλοποίηση της στοίβας θα είναι διαφορετική. Ο κώδικας όμως που χρησιμοποιεί το //interface// της στοίβας παραμένει αμετάβλητος, ανεξάρτητα από την εσωτερική υλοποίηση.
+<WRAP center round tip 80%>
+Τα //interfaces// στη C++ υλοποιούνται αποκλειστικά μέσω //abstract// κλάσεων που περιέχουν //pure virtual// συναρτήσεις. Είναι προφανές ότι μία //abstract// κλάση εκτός από //pure virtual// συναρτήσεις μπορεί να περιέχει και //virtual// συναρτήσεις και κανονικές συναρτήσεις, αλλά και μεταβλητές (πεδία). Η παραπάνω παραδοχή "θολώνει" λίγο την έννοια του //interface// στη C++, καθώς επιτρέπει να υπάρχουν δεδομένα και default υλοποιήσεις σε ένα //interface//. Σε κάθε περίπτωση, εάν μία κλάση περιέχει μόνο //pure virtual// συναρτήσεις μπορείτε να θεωρήσετε ότι αντιπροσωπεύει ένα //interface//.
+</WRAP>