Oo Cpp

Introdução a C++ II

Neste roteiro iremos usar os conceitos da aula expositiva para incrementar o experimento de medição de tempo da aula passada. Cada exercício criará uma parte de uma classe Experimento que guardará as entradas do programa da última aula e seus respectivos tempos de execução.

Ao fim deste roteiro seu programa da última aula terá sido totalmente transformado em um programa orientado a objetos contendo vários arquivos de código fonte.

Orientação a objetos em C++

A criação de classes em C++ é normalmente divida em um arquivo cabeçalho .hpp contendo a definição da classe e um arquivo .cpp contendo a implementação dos métodos declarados no arquivo de cabeçalho. Para usarmos nossa classe em outros arquivos basta incluir o cabeçalho usando o comando #include. Veja os exemplos abaixo.

// arquivo exemplo.hpp

#ifndef EXEMPLO_H
#define EXEMPLO_H

class ExemploRect {
    // variáveis declaradas aqui são privadas por padrão
    ;
    public:
        ExemploRect(int, int);
        // variáveis declaradas aqui são públicas
        double w, h;
        double area();
};

#endif

// arquivo exemplo.cpp

#include "exemplo.hpp"
#include <iostream>

// A função abaixo é chamada ao criar um objeto ExemploRect
ExemploRect::ExemploRect(int w, int h) : w(w), h(h) {
    std::cout << "Objeto Exemplo Rect criado!\n";
}

double ExemploRect::area() {
    return w * h; // atributos podem ser acessados diretamente.
}

Com isto feito, podemos usar nossa classe da seguinte maneira:

#include "exemplo.hpp"

//dentro do main
ExemploRect e(10, 20);
std::cout << e.area() << "\n";

A compilação agora deverá levar em conta que nosso programa está espalhado em vários arquivos. A maneira mais simples de fazê-lo é simplesmente incluir todos os arquivos na mesma execução do g++:

> $ g++ main.cpp exemplo.cpp -o main

Isto não é uma boa prática, mas servirá para esta aula. (Re)Veremos boas práticas de compilação na próxima aula.

Exercício:

Crie uma classe Experimento contendo

• um método gera_entrada, que gera um array de tamanho n.
• um método duration, que retorna o tempo que o experimento levou para rodar.

Sua classe deverá conter os seguintes atributos públicos:

• array de tamanho n alocado dinâmicamente com new
• inteiro n
• duração do experimento em segundos (tipo double).

Exercício

Adapte sua função main para guardar os dados de cada execução em uma instância da classe Experimento.

---

Nossa classe Experimento por enquanto só gera as entradas e guarda tempos de execução. Como temos quatro funções diferentes para rodar, precisamos permitir que isto seja customizado. Esta customização será feita definindo subclasses de Experimento (uma para cada função da aula passada).

Exercício:

Crie uma função virtual chamada experiment_code que não recebe nenhum argumento. Esta função conterá o código a ser rodado em cada experimento.

Exercício:

Crie uma função void run() que usa as medições de tempo da aula passada para medir quanto tempo experiment_code demora para rodar.

Exercício:

Crie uma subclasse para cada função a ser testada e implemente a função experiment_code. Cada classe deverá ser implementada em seu próprio para de arquivos .hpp/.cpp. Não se esqueça de adaptar seu script de compilação para levar isto em conta.

Exercício:

Adapte sua função main para usar as subclasses de experimento e o método run(). Como exercício, só use variáveis do tipo Experimento para guardar instâncias das subclasses criadas.

Operator overloading

Nossa classe experimento permite a execução dos códigos do experimentos, mas em alguns pontos ainda não é muito prático trabalhar com ela. Vamos sobrescrever alguns operadores para que seja possível comparar instâncias de Experimento entre si e com números fracionários.

Exercício:

Sobrescreva o operador double() para retornar a duração do experimento.

Exercício:

Sobrescreva o operador < para que sejam possíveis comparações entre duas instâncias de Experimento e entre um Experimento e um double. Consideramos um Experimento menor que outro se sua duração é menor E se o tamanho de sua entrada é o mesmo.

Exercício:

Use as operações acima no seu main para listar todos os experimentos que durem menos de 0.1 segundo.

Exercício:

Para cada tamanho de vetor rode 10 Experimento e modifique seu programa para mostrar o menor e o maior tempo.