(→Implementation do conceito "Cat") |
(→Implementação do conceito "Cat") |
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// then, release the rest of the cat | // then, release the rest of the cat | ||
free(cat); | free(cat); | ||
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} | } |
Os exercícios seguintes ilustram a definição de tipos de dados abstractos e de suas instâncias. Estas instâncias são semelhantes aos objectos suportados por linguagens como o C++ ou o Java, mas, como estão implementados em C, algumas das operações têm de ser definidas explicitamente pelo programador.
Os exemplos tocam também no aspecto da reutilização de código: em linguagens OO, é algo que surge "naturalmente". Nestes exemplos, é necessário mais trabalho. Os exemplos são implementados em C++ no final (apenas para uma comparação mais directa com C: deixa-se como exercício a implementação em Java ou em outras linguagens de programação).
A tarefa é a modelação e implementação em C (ficheiros .h e .c) de uma estrutura de dados que represente uma versão simples do conceito “animal”.
Um animal tem como características o nome (_name), a idade (_age) e o peso (_weight).
Devem ser ainda implementadas as funções newAnimal e destroyAnimal. A função newAnimal reserva memória suficiente para representar um animal e permite inicializar os seus campos (através dos argumentos da função). Por simplicidade, assume-se que o campo _name tem comprimento fixo máximo de 16 caracteres (incluindo o terminador). A função destroyAnimal liberta os recursos associados ao animal.
Outras funções a implementar:
Ficheiro Animal.h: <c>
// this typedef is used to hide the concept's implementation details typedef struct animal *Animal;
Animal newAnimal(const char *name, int age, double weight); void destroyAnimal(Animal animal);
int equalsAnimal(Animal animal1, Animal animal2); const char *getAnimalName(Animal animal); int getAnimalAge(Animal animal); double getAnimalWeight(Animal animal); void printAnimal(Animal animal);
</c>
Ficheiro Animal.c: <c>
struct animal {
char _name[16]; int _age; double _weight;
};
Animal newAnimal(const char *name, int age, double weight) {
Animal animal = (Animal)malloc(sizeof(struct animal)); if (animal != NULL) { strcpy(animal->_name, name); animal->_age = age; animal->_weight = weight; } return animal;
}
void destroyAnimal(Animal animal) {
if (animal) free(animal);
}
const char *getAnimalName (Animal animal) { return animal->_name; } int getAnimalAge (Animal animal) { return animal->_age; } double getAnimalWeight(Animal animal) { return animal->_weight; }
/* note that we require animal1 and animal2 to be valid animals: any of
them being NULL pointers will result in a false comparison. */
int equalsAnimal(Animal animal1, Animal animal2) {
if (animal1 == NULL || animal2 == NULL) return 0; return !strcmp(getAnimalName(animal1), getAnimalName(animal2)) && getAnimalAge(animal1) == getAnimalAge(animal2) && getAnimalWeight(animal1) == getAnimalWeight(animal2);
}
void printAnimal(Animal animal) {
printf("== Animal ==\n"); printf("Name: %s\n", getAnimalName(animal)); printf("Age: %d\n", getAnimalAge(animal)); printf("Weight: %g\n", getAnimalWeight(animal));
} </c>
Ficheiro main.c: <c>
int main() {
Animal a1 = newAnimal("Tareco", 12, 3.4); // could be a cat... Animal a2 = newAnimal("Piloto", 1, 12.3); // is it a dog??
printAnimal(a1); printAnimal(a2);
printf("a1==a1? %s\n", equalsAnimal(a1, a1) ? "yes" : "no"); printf("a1==a2? %s\n", equalsAnimal(a1, a2) ? "yes" : "no");
destroyAnimal(a1); destroyAnimal(a2);
return 0;
} </c>
A tarefa é a modelação e implementação em C (ficheiros .h e .c) de uma estrutura de dados que represente uma versão simples do conceito “gato”.
Um gato tem como características o nome (_name), a idade (_age), o peso (_weight), o volume do ronronar (_purrLevel) e o grau de suavidade do pêlo (_fluffiness).
Devem ser ainda implementadas as funções newCat e destroyCat. A função newCat reserva memória suficiente para representar um gato e permite inicializar os seus campos (através dos argumentos da função). Por simplicidade, assuma que o campo _name tem comprimento fixo máximo de 16 caracteres (incluindo o terminador). A função destroyCat liberta os recursos associados ao gato.
Outras funções a implementar:
Ficheiro Cat.h:
<c>
typedef struct cat *Cat;
Cat newCat(const char *name, int age, double weight, int purrLevel,
double fluffiness);
void destroyCat(Cat cat);
int equalsCat(Cat cat1, Cat cat2); const char *getCatName(Cat cat); int getCatAge(Cat cat); double getCatWeight(Cat cat); int getCatPurrLevel(Cat cat); double getCatFluffiness(Cat cat); void printCat(Cat cat);
</c>
Notar a repetição de muitas definições (relativamente a Animal).
Ficheiro Cat.c:
<c>
struct cat {
char _name[16]; int _age; double _weight; int _purrLevel; double _fluffiness;
};
Cat newCat(const char *name, int age, double weight, int purrLevel,
double fluffiness) { Cat cat = (Cat)malloc(sizeof(struct cat)); if (cat != NULL) { strcpy(cat->_name, name); cat->_age = age; cat->_weight = weight; cat->_purrLevel = purrLevel; cat->_fluffiness = fluffiness; } return cat;
}
void destroyCat(Cat cat) {
if (cat) free(cat);
}
const char *getCatName (Cat cat) { return cat->_name; } int getCatAge (Cat cat) { return cat->_age; } double getCatWeight (Cat cat) { return cat->_weight; } int getCatPurrLevel (Cat cat) { return cat->_purrLevel; } double getCatFluffiness(Cat cat) { return cat->_fluffiness; }
/* note that we require cat1 and cat2 to be valid cats: any of
them being NULL pointers will result in a false comparison. */
int equalsCat(Cat cat1, Cat cat2) {
if (cat1 == NULL || cat2 == NULL) return 0; return !strcmp(getCatName(cat1), getCatName(cat2)) && getCatAge(cat1) == getCatAge(cat2) && getCatWeight(cat1) == getCatWeight(cat2) && getCatPurrLevel(cat1) == getCatPurrLevel(cat2) && getCatFluffiness(cat1) == getCatFluffiness(cat2);
}
void printCat(Cat cat) {
printf("== Cat ==\n"); printf("Name: %s\n", getCatName(cat)); printf("Age: %d\n", getCatAge(cat)); printf("Weight: %g\n", getCatWeight(cat)); printf("Purr level: %d\n", getCatPurrLevel(cat)); printf("Fluffiness: %g\n", getCatFluffiness(cat));
} </c>
Ficheiro main.c:
<c>
int main() {
Cat c1 = newCat("Tareco", 12, 3.4, 3, 3.1); Cat c2 = newCat("Pantufa", 1, 12.3, 2, 2.7);
printCat(c1); printCat(c2);
printf("c1==c1? %s\n", equalsCat(c1, c1) ? "yes" : "no"); printf("c1==c2? %s\n", equalsCat(c1, c2) ? "yes" : "no");
destroyCat(c1); destroyCat(c2);
return 0;
} </c>
<text>
Name: Tareco Age: 12 Weight: 3.4 Purr level: 3 Fluffiness: 3.1
Name: Pantufa Age: 1 Weight: 12.3 Purr level: 2 Fluffiness: 2.7 c1==c1? yes c1==c2? no </text>
Como se pode observar acima, existe alguma repetição na definição de animal e de gato. Como o conceito de gato contém alguma informação do conceito de animal, seria conveniente a sua reutilização.
A tarefa é a modelação e implementação em C (ficheiros .h e .c) de uma estrutura de dados que represente uma versão do conceito “gato”, mas considerando-o como uma animal caracterizado pelo volume do ronronar (_purrLevel) e pelo grau de suavidade do pêlo (_fluffiness).
Tal como anteriormente, devem ser ainda implementadas as funções newCat e destroyCat. A função newCat reserva memória suficiente para representar um gato e permite inicializar os seus campos (através dos argumentos da função). Por simplicidade, assuma que o campo _name tem comprimento fixo máximo de 16 caracteres (incluindo o terminador). A função destroyCat liberta os recursos associados ao gato.
Note-se que o facto de o gato ser um animal não altera a necessidade de implementação das funções associadas ao gato.
Assim, as funções a implementar são:
Notar que a interface é necessariamente igual à do exemplo anterior, pois é característica do conceito "gato".
Ficheiro Cat.h: <c>
typedef struct cat *Cat;
Cat newCat(const char *name, int age, double weight, int purrLevel,
double fluffiness);
void destroyCat(Cat cat);
int equalsCat(Cat cat1, Cat cat2); const char *getCatName(Cat cat); int getCatAge(Cat cat); double getCatWeight(Cat cat); int getCatPurrLevel(Cat cat); double getCatFluffiness(Cat cat); void printCat(Cat cat);
</c>
Notar as partes onde é utilizado o conceito "animal".
Ficheiro Cat.c: <c>
// note that, since a cat is an animal, part of the cat will // be implemented as an animal. struct cat {
Animal _animal; int _purrLevel; double _fluffiness;
};
Cat newCat(const char *name, int age, double weight, int purrLevel,
double fluffiness) { Cat cat = (Cat)malloc(sizeof(struct cat)); if (cat != NULL) { // use previously defined animal allocator cat->_animal = newAnimal(name, age, weight); if (cat != NULL) { cat->_purrLevel = purrLevel; cat->_fluffiness = fluffiness; } else { free(cat); cat = NULL; } } return cat;
}
// destroying the cat has to undo its construction void destroyCat(Cat cat) {
if (cat) { // first, release the animal part destroyAnimal(cat->_animal); // then, release the rest of the cat free(cat); }
}
// these functions are implemented based on the animal versions const char *getCatName (Cat cat) { return getAnimalName (cat->_animal); } int getCatAge (Cat cat) { return getAnimalAge (cat->_animal); } double getCatWeight (Cat cat) { return getAnimalWeight(cat->_animal); }
// these are cat-specific functions int getCatPurrLevel (Cat cat) { return cat->_purrLevel; } double getCatFluffiness(Cat cat) { return cat->_fluffiness; }
/* note that we require cat1 and cat2 to be valid cats: any of
them being NULL pointers will result in a false comparison. */
int equalsCat(Cat cat1, Cat cat2) {
if (cat1 == NULL || cat2 == NULL) return 0; return equalsAnimal(cat1->_animal, cat2->_animal) && getCatPurrLevel(cat1) == getCatPurrLevel(cat2) && getCatFluffiness(cat1) == getCatFluffiness(cat2);
}
// note that the output here is slightly different, because it uses the // default animal implementation. // we could have used the animal interface to obtain individual fields. void printCat(Cat cat) {
printf("== Cat ==\n"); printAnimal(cat->_animal); printf("Purr level: %d\n", getCatPurrLevel(cat)); printf("Fluffiness: %g\n", getCatFluffiness(cat));
}
</c>
Notar que este programa é idêntico ao do caso anterior, uma vez que depende exclusivamente da interface do conceito "gato" (que não mudou) e não da sua implementação.
Ficheiro main.c: <c>
int main() {
Cat c1 = newCat("Tareco", 12, 3.4, 3, 3.1); Cat c2 = newCat("Piloto", 1, 12.3, 2, 2.7);
printCat(c1); printCat(c2);
printf("c1==c1? %s\n", equalsCat(c1, c1) ? "yes" : "no"); printf("c1==c2? %s\n", equalsCat(c1, c2) ? "yes" : "no");
destroyCat(c1); destroyCat(c2);
return 0;
} </c>
Notar que a apresentação do conceito "gato" expõe a sua implementação como parte "animal".
<text>
Name: Tareco Age: 12 Weight: 3.4 Purr level: 3 Fluffiness: 3.1
Name: Piloto Age: 1 Weight: 12.3 Purr level: 2 Fluffiness: 2.7 c1==c1? yes c1==c2? no </text>