Bài giảng Ngôn ngữ lập trình C/C++ - Phạm Hồng Thái - Chương 7: Lớp và đối tượng

n lý.
Chúng ta hãy phân tích các khiếm khuyết của chương trình này:
Khi chương trình gọi tới một phương thức toán tử để thực hiện các phép tính cộng, trừ, nhân đa thức, thì một đối tượng trung gian được tạo ra. Một vùng nhớ được cấp phát và giao cho nó (đối tượng trung gian) quản lý.
Khi thực hiện xong phép tính sẽ ra khỏi phương thức. Đối tượng trung gian bị xoá, tuy nhiên chỉ vùng nhớ của các thuộc tính của đối tượng này được giải phóng. Còn vùng nhớ (chứa các hệ số của đa thức) mà đối tượng trung gian đang quản lý thì không hề bị giải phóng. Như vậy số vùng nhớ bị chiếm dụng vô ích sẽ tăng lên.
Nhược điểm trên dễ dàng khắc phục bằng cách đưa vào lớp DT hàm hủy trong mục 3 ở trên.
Ví dụ 
Phần này chúng tôi trình bày một ví dụ tương đối hoàn chỉnh về lớp các hình tròn trong chế độ đồ họa. Chương trình gồm:
Lớp HT (hình tròn) với các thuộc tính:
int r; 	// Bán kính
int m; 	// Mầu hình tròn
int xhien, yhien; 	// Vị trí hiển thị hình tròn trên màn hình
char *pht; 	// Con trỏ trỏ tới vùng nhớ chứa ảnh hình tròn
int hienmh; 	// Trạng thái hiện (hienmh = 1), ẩn (hienmh = 0)
Các phương thức 
Hàm tạo không đối thực hiện việc gán giá trị bằng 0 cho các thuộc tính của lớp. HT(); 
Hàm tạo có đối. HT(int n, int m1 = 15); 
Thực hiện các việc:
Gán r1 cho r, m1 cho m
Cấp phát bộ nhớ cho pht
Vẽ hình tròn và lưu ảnh hình tròn vào vùng nhớ của pht
Hàm hủy: ~HT(); 
Thực hiện các việc:
Xoá hình tròn khỏi màn hình (nếu đang hiển thị)
Giải phóng bộ nhớ đã cấp cho pht
Phương thức: void hien(int x, int y); 
Có nhiệm vụ hiển thị hình tròn tại (x, y)
Phương thức : void an()
Có nhiệm vụ làm ẩn hình tròn 
Các hàm độc lập:
void ktdh(); 	// Khởi tạo đồ họa
void ve_bau_troi(); 	// Vẽ bầu trời sao
void ht_di_dong_xuong(); 	// Vẽ một cặp 2 hình tròn di chuyển xuống
void ht_di_dong_len(); 	// Vẽ một cặp 2 hình tròn di chuyển lên trên
Nội dung chương trình là tạo ra các chuyển động xuống và lên của các hình tròn.
// Lop do hoa
// Ham huy
// Trong ham huy co the goi PT khac
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
void ktdh(); 	// Khởi tạo đồ họa
void ve_bau_troi(); 	// Vẽ bầu trời sao
void ht_di_dong_xuong(); 	// Vẽ một cặp 2 hình tròn di chuyển xuống
void ht_di_dong_len(); 	// Vẽ một cặp 2 hình tròn di chuyển lên trên
int xmax, ymax; 
class HT
{
private:
	int r, m ; 
	int xhien, yhien; 
	char *pht; 
	int hienmh; 
public:
	HT(); 
	HT(int n, int m1 = 15); 
	~HT(); 
 	void hien(int x, int y); 
	void an(); 
}; 
HT:: HT()
{
	r = m = hienmh = 0; 
	xhien = yhien = 0; 
	pht = NULL; 
}
HT::HT(int n, int m1)
{
	r = n; m = m1; hienmh = 0; 
	xhien = yhien = 0; 
	if (r<0) r = 0; 
	if (r = = 0) pht = NULL; 
	else
	{
int size; char *pmh; 
size = imagesize(0, 0, r+r, r+r); 
pmh = new char[size]; 
getimage(0, 0, r+r, r+r, pmh); 
setcolor(m); 
circle(r, r, r ); 
setfillstyle(1, m); 
floodfill(r, r, m); 
pht = new char[size]; 
getimage(0, 0, r+r, r+r, pht); 
putimage(0, 0, pmh, COPY_PUT); 
delete pmh; 
pmh = NULL; 
}
}
void HT::hien(int x, int y)
{
	if (pmh! = NULL && !hienmh) // Chua hien
	{
	hienmh = 1; 
	xhien = x; yhien = y; 
	putimage(x, y, pht, XOR_PUT); 
	}
}
void HT::an()
{
	if (hienmh) // Dang hien
	{
	hienmh = 0; 
	putimage(xhien, yhien, pht, XOR_PUT); 
	}
}
HT::~HT()
{
	an(); 
	if (pht! = NULL)
	{
	delete pht; 
	pht = NULL; 
	}
}
void ktdh()
{ 
	int mh = 0, mode = 0; 
	initgraph(&mh, &mode, " "); 
	xmax = getmaxx(); 
	ymax = getmaxy(); 
}
void ve_bau_troi()
{
	for (int i = 0; i<2000; ++i) 
putpixel(random(xmax), random(ymax), 1+random( 15)); 
}
void ht_di_dong_xuong()
{
	HT h(50, 4); 
	HT u(60, 15); 
	h.hien(0, 0); 
	u.hien(40, 0); 
	for (int x = 0; x< = 340; x+ = 10)
	{
h.an(); 
u.an(); 
h.hien(x, x); 
delay(200); 
u.hien(x+40, x); 
delay(200); 
	}
}
void ht_di_dong_len()
{
HT h(50, 4); 
HT u(60, 15); 
h.hien(340, 340); 
u.hien(380, 340); 
for (int x = 340; x> = 0; x- = 10)
	{
h.an(); 
u.an(); 
u.hien(x, x); 
delay(200); 
u.hien(x+40, x); 
delay(200); 
	}
}; 
void main()
{
ktdh(); 
ve_bau_troi(); 
ht_di_dong_xuong(); 
ht_di_dong_len(); 
getch(); 
closegraph(); 
}
Các nhận xét:
Trong thân hàm hủy gọi tới phương thức an().
Điều gì xẩy ra khi bỏ đi hàm hủy:
Khi gọi hàm ht_di_dong_xuong() thì có 2 đối tượng kiểu HT được tạo ra. Trong thân hàm sử dụng các đối tượng này để vẽ các hình tròn di chuyển xuống. Khi thoát khỏi hàm thì 2 đối tượng (tạo ra ở trên) được giải phóng. Vùng nhớ của các thuộc tính của chúng bị thu hồi, nhưng vùng nhớ cấp phát cho thuộc tính pht chưa được giải phóng và ảnh của 2 hình tròn (ở phía dưới màn hình) vẫn không được cất đi.
Điều tương tự xẩy ra sau khi ra khỏi hàm ht_di_dong_len(): vùng nhớ cấp phát cho thuộc tính pht chưa được giải phóng và ảnh của 2 hình tròn (ở phía trên màn hình) vẫn không được thu dọn.
CÁC HÀM TRỰC TUYẾN (inline)
Một số mở rộng của C++ đối với C đã được trình bày trong các chương trước như biến tham chiếu, định nghĩa chồng hàm, hàm với đối mặc định … Phần này ta xem một đặc trưng khác của C++ được gọi là hàm trực tuyến (inline).
Ưu nhược điểm của hàm
Việc tổ chức chương trình thành các hàm có 2 ưu điểm rõ rệt:
Thứ nhất là chia chương trình thành các đơn vị độc lập, làm cho chương trình được tổ chức một cách khoa học dễ kiểm soát, dễ phát hiện lỗi, dễ phát triển và mở rộng.
Thứ hai là giảm được kích thước chương trình, vì mỗi đoạn chương trình thực hiện nhiệm vụ của hàm được thay bằng một lời gọi hàm.
Tuy nhiên hàm cũng có nhược điểm là làm chậm tốc độ chương trình do phải thực hiện một số thao tác có tính thủ tục mỗi khi gọi hàm như: cấp phát vùng nhớ cho các đốivà biến cục bộ, truyền dữ liệu của các tham số cho các đối, giải phóng vùng nhớ trước khi thoát khỏi hàm.
Các hàm trực tuyến trong C++ có khả năng khắc phục được các nhược điểm nói trên.
Các hàm trực tuyến
Để biến một hàm thành trực tuyến ta viết thêm từ khoá inline vào trước khai báo nguyên mẫu hàm. Nếu không dùng nguyên mẫu thì viết từ khoá này trước dòng đầu tiên của định nghĩa hàm.
:
inline float f(int n, float x); 
float f(int n, float x)
{
	// Các câu lệnh trong thân hàm
}
hoặc
inline float f(int n, float x)
{
	// Các câu lệnh trong thân hàm
}
Chú ý: Trong mọi trường họp, từ khoá inline phải xuất hiện trước các lời gọi hàm thì trình biên dịch mới biết cần xử lý hàm theo kiểu inline.
Ví dụ hàm f trong chương trình sau sẽ không phải là hàm trực tuyến vì từ khoá inline viết sau lời gọi hàm:
#include 
#include 
void main()
{
int s ; 
s = f(5,6); 
cout << s ; 
getch(); 
}
inline int f(int a, int b)
{
	return a*b; 
}
Chú ý: Trong C++, nếu hàm được xây dựng sau lời gọi hàm thì bắt buộc phải khai báo nguyên mẫu hàm trước lời gọi. Trong ví dụ trên, trình biên dịch C++ sẽ bắt lỗi vì thiếu khai báo nguyên ngẫu hàm f .
 Cách biên dịch và dùng hàm trực tuyến
Chương trình dịch xử lý các hàm inline như các macro (được định nghĩa trong lệnh #define), nghĩa là nó sẽ thay mỗi lời gọi hàm bằng một đoạn chương trình thực hiện nhiệm vụ của hàm. Cách này làm cho chương trình dài ra, nhưng tốc độ chương trình tăng lên do không phải thực hiện các thao tác có tính thủ tục khi gọi hàm.
Phương án dùng hàm trực tuyến rút ngắn được thời gian chạy máy nhưng lại làm tăng khối lượng bộ nhớ chương trình (nhất là đối với các hàm trực tuyến có nhiều câu lệnh). Vì vậy chỉ nên dùng phương án trực tuyến đối với các hàm nhỏ.
Sự hạn chế của trình biên dịch
Không phải khi gặp từ khoá inline là trình biên dịch nhất thiết phải xử lý hàm theo kiểu trực tuyến.
Có một số hàm mà các trình biên dịch thường không xử lý theo cách inline như các hàm chứa biến static, hàm chứa các lệnh chu trình hoặc lệnh goto hoặc lệnh switch, hàm đệ quy. Trong trường hợp này từ khoá inline lẽ dĩ nhiên bị bỏ qua.
Thậm chí từ khoá inline vẫn bị bỏ qua ngay cả đối với các hàm không có những hạn chế nêu trên nếu như trình biên dịch thấy cần thiết (ví dụ đã có quá nhiều hàm inline làm cho bộ nhớ chương trình quá lớn)
: Chương trình sau sử dụng hàm inline tính chu vi và diện tích của hình chữ nhật:
Cách 1: Không khai báo nguyên mẫu. Khi đó hàm dtcvhcn phải đặt trước hàm main.
#include 
#include 
inline void dtcvhcn(int a, int b, int &dt, int &cv)
{
	dt=a*b; 
	cv=2*(a+b); 
}
void main()
{
	int a[20],b[20],cv[20],dt[20],n; 
	cout << "\n So hinh chu nhat: '' ; 
	cin >> n; 
	for (int i=1; i<=n; ++i)
	{
	cout <<"\n Nhap 2 canh cua hinh chu nhat thu " << i << ": "; 
	cin >> a[i] >> b[i]; 
	dtcvhcn(a[i],b[i],dt[i], cv[i]); 
	}
	clrscr(); 
	for (i=1; i<=n; ++i)
	{
	cout << "\n Hinh chu nhat thu "<< i << '' : ''; 
	cout << "\n Do dai 2 canh= '' << a[i] << '' va '' << b[i] ; 
	cout <<"\n Dien tich= " << dt[i] ; 
	cout << "\n Chu vi= '' << cv[i] ; 
	}
	getch();
}
Cách 2:Sử dụng khai báo nguyên mẫu. Khi đó từ khoá inline đặt trước nguyên mẫu.
Chú ý: Không được đặt inline trước định nghĩa hàm. Trong chương trình dưới đây nếu đặt inline trước định nghĩa hàm thì hậu quả như sau: Chương trình vẫn dịch thông, nhưng khi chạy thì chương trình bị quẩn và không thoát đi được.
#include 
#include 
inline void dtcvhcn(int a, int b, int &dt, int &cv); 
void main()
{
	int a[20],b[20],cv[20],dt[20],n; 
	cout << "\n So hinh chu nhat: '' ; 
	cin >> n; 
	for (int i=1; i<=n; ++i)
	{
	cout <<"\n Nhap 2 canh cua hinh chu nhat thu " << i << ": "; 
	cin >> a[i] >> b[i]; 
	dtcvhcn(a[i],b[i],dt[i], cv[i]); 
	}
clrscr(); 
	for (i=1; i<=n; ++i)
	{
	cout << "\n Hinh chu nhat thu "<< i << '' : ''; 
	cout << "\n Do dai 2 canh= '' << a[i] << '' va '' << b[i] ; 
	cout <<"\n Dien tich= " << dt[i] ; 
	cout << "\n Chu vi= '' << cv[i] ; 
	}
	getch();
}
void dtcvhcn(int a, int b, int&dt, int &cv)
{ 
	dt=a*b; 
	cv=2*(a+b); 
}