Wykład I. Programowanie III - semestr III Kierunek Informatyka. dr inż. Janusz Słupik. Wydział Matematyki Stosowanej Politechniki Śląskiej

Transkrypt

1 Wykład I - semestr III Kierunek Informatyka Wydział Matematyki Stosowanej Politechniki Śląskiej Gliwice, 2014 c Copyright 2014 Janusz Słupik

2 Zaliczenie przedmiotu Do zaliczenia przedmiotu niezbędne jest osiągnięcie łącznie 41 punktów, w tym co najmniej 30% punktów z każdej grupy zadań sprawdzających założone dla tego przedmiotu efekty kształcenia oraz zdanie egzaminu. Lista efektów kształcenia w karcie przedmiotu dostępnej na stronie: Punkty: 1 Laboratorium Ocena ogólna z zajęć - 10 punktów Kolokwium praktyczne - 20 punktów Projekt zespołowy - 40 punktów 2 Egzamin - 30 punktów (12 punktów - min.)

3 Literatura Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, John M. Vlissides, Wzorce projektowe. Elementy oprogramowania obiektowego wielokrotnego użytku, Helion, Gliwice 2010 Andrei Alexandrescu, Nowoczesne projektowanie w C++. Uogólnione implementacje wzorców projektowych, Helion, Gliwice 2011 David Vandevoorde, Nicolai M. Josuttis C++ Szablony, Helion, Gliwice 2003 Bjarne Stroustrup, Język C++, WNT, Warszawa 2008

4 Literatura uzupełniająca Nicholas A. Solter, Scott J. Kleper, C++ Zaawansowane programowanie, Helion, Gliwice 2006 Bjarne Stroustrup, Programowanie. Teoria i praktyka z wykorzystaniem C++, Helion, Gliwice 2010 P. J. Plauger, Biblioteka standardowa C++, WNT, Warszawa 1997 J. Viega, M. Messier, C i C++ Bezpieczne programowanie. Receptury, Helion, Gliwice 2005

5 Tematyka semestru 1 SQLite. 2 Specjalizacje szablonów. 3 Wzorce projektowe. 4 Elementy programowania wielowątkowego. 5 Metody zabezpieczania danych. 6 Metodologia pracy. Systemy zarządzania wersjami. 7 Elementy programowania grafiki 3D. OpenGL. 8 Algorytmy graficzne. 9 Techniki programowania gier.

6 SQLite

7 Instalacja Projekt SQLite dostępny jest pod adresem Ściągamy: sqlite-amalgamation Kompilujemy do statycznej biblioteki wpisując w Visual Studio Command Prompt: cl /c /EHsc sqlite3.c lib sqlite3.obj Powstaje plik sqlite3.lib, który kopiujemy do..\vc\lib a plik nagłówkowy sqlite3.h kopiujemy do..\vc\include W programie dopisujemy niezbędną dyrektywę include i podłączamy plik biblioteki statycznej pod projekt albo dopisujemy dyrektywę #pragma comment( lib, "sqlite3.lib" )

8 Struktura danych Nazwa bazy - Tabela1 - Kolumna1 Kolumna2 Kolumna3... Dane 1 Dane 2 Dane 3... (rekord1) Dane 1 Dane 2 Dane 3... (rekord2) Dane 1 Dane 2 Dane 3... (rekord3)

9 Pierwszy program SQLite #include <iostream> #include <cstdlib> #include <sqlite3.h> #pragma comment( lib, "sqlite3.lib" ) using namespace std; int main() { //... } return 0;

10 Pierwszy program SQLite sqlite3 *db; char *zerrmsg = 0; int rc; rc = sqlite3_open("test.db", &db); if( rc ) { cout << "Can t open database: " << sqlite3_errmsg(db) << endl; exit(0); } else cout << "Opened database successfully\n"; // Tutaj pracujemy z bazą sqlite3_close(db);

11 Zapytanie SQL tworzące tabelę sql = "CREATE TABLE STUDENCI(" \ "ID INT PRIMARY KEY NOT NULL," \ "NAME TEXT NOT NULL," \ "SURNAME TEXT NOT NULL," \ "AGE INT NOT NULL," \ "ADDRESS CHAR(50)," \ "AVERAGE REAL );";

12 Funkcja zwrotna int odpowiedz( void *NotUsed, int argc, char **argv, char **azcolname ) { int i; for(i=0; i<argc; i++) { cout << azcolname[i] << " = "; cout << (argv[i]? argv[i] : "NULL") << endl; } cout << endl; return 0; }

13 Wykonanie zapytania rc = sqlite3_exec(db, sql, odpowiedz, 0, &zerrmsg); if( rc!= SQLITE_OK ) { cout << "SQL error: " << zerrmsg << endl; sqlite3_free(zerrmsg); } else cout << "Operation done successfully\n" << endl; Argument czwarty funkcji sqlite3 exec może to być dowolnym wskaźnikiem, który zostanie przekazany do funkcji zwrotnej w jej pierwszym argumencie.

14 Odrobina SQL sql = "INSERT INTO STUDENCI (ID,NAME,SURNAME,AGE,ADDRESS,AVERAGE)"\ "VALUES (1, Adam, Nowak, 20, Gliwice, 4.5 );"\ "INSERT INTO STUDENCI (ID,NAME,SURNAME,AGE,ADDRESS,AVERAGE)"\ "VALUES (2, Beata, Kowalska, 19, Zabrze, 5.0 ); " \ "INSERT INTO STUDENCI (ID,NAME,SURNAME,AGE,ADDRESS,AVERAGE)"\ "VALUES (3, Jan, Chrobry, 21, Rybnik, 3.5 );"\ "INSERT INTO STUDENCI (ID,NAME,SURNAME,AGE,ADDRESS,AVERAGE)"\ "VALUES (4, Iwona, Waza, 22, Gliwice, 4.04 );";

15 Odrobina SQL sql = "SELECT * from STUDENCI"; sql = "SELECT * from STUDENCI where ADRESS = Gliwice "; sql = "SELECT NAME,SURNAME from STUDENCI"; sql = "SELECT NAME,SURNAME from STUDENCI where AGE < 21"; sql = "SELECT NAME,SURNAME from STUDENCI"\ " where AGE < 21 and AVERAGE >= 4.5";

16 Odrobina SQL sql = "UPDATE STUDENCI set AVERAGE = 3.8 where ID=3"; sql = "DELETE from STUDENCI where ID=2"; sql = "DROP TABLE STUDENCI";

17 Konsola SQLite Kompliacja: cl shell.c sqlite3.c Powstanie: shell.exe

18 Komendy konsoli SQLite.exit.help.restore test.db.tables //zamknięcie konsoli //pomoc //załadowanie bazy //lista tabel SELECT * FROM STUDENCI; DELETE FROM STUDENCI where ID = 1;.backup test.db //zapisanie bazy do pliku

19 Przykład W katalogu użytkownika systemu Windows znajduje się ukryty katalog: Dane aplikacji Jeżeli używaliśmy przeglądarki Firefox to możemy skopiować z podkatalogów plik: Mozilla\Firefox\Profiles\19e9r3ha.default\cookies.sqlite do katalogu w którym mamy: sqlite.exe W konsoli SQLite wykonujemy np. polecenia:.restore cookies.sqlite.tables // wynik: moz_cookies SELECT * FROM moz_cookies WHERE host =.onet.pl ;

20 Ideologia To był (za) krótki wstęp do SQLite. Szczegóły można znaleźć w dokumentacji. Dotychczasowy kod był pisany w stylu C.

21 Ideologia To był (za) krótki wstęp do SQLite. Szczegóły można znaleźć w dokumentacji. Dotychczasowy kod był pisany w stylu C. Jak to ubrać w obiektowość? Czyli w jaki sposób napisać to bardziej zawile, wkładając w to dużo więcej pracy?

22 Ideologia To był (za) krótki wstęp do SQLite. Szczegóły można znaleźć w dokumentacji. Dotychczasowy kod był pisany w stylu C. Jak to ubrać w obiektowość? Czyli w jaki sposób napisać to bardziej zawile, wkładając w to dużo więcej pracy? Po co? Aby w przyszłości móc wygodnie i szybko z tego korzystać? Zaprojektujemy klasę w C++ do obsługi bazy danych...

23 DataBase.h #pragma once #include <iostream> #include <vector> #include <string> #include <sqlite3.h> #pragma comment( lib, "sqlite3.lib" ) typedef std::vector<std::string> Record; class DataBase { public: DataBase( const char * ); ~DataBase( void ); bool open( const char * ); void close( void ); bool is_open( void ); std::vector<record>& query( const char * ); bool query( const char *, std::ostream & ); private: //... };

24 Zysk - wygoda i szybkość użycia #include <iostream> #include <cstdlib> #include "DataBase.h" int main() { DataBase baza("test.db"); baza.query( "SELECT * FROM STUDENCI", std::cout ); baza.close(); } system("pause"); return 0;

25 Projektowanie Mamy możliwość tworzenia wielu tabel i przetwarzania danych w nich zawartych przy użyciu zapytań SQL. Czy można zaprojektować taką klasę aby ukryć zapytania SQL w mechanizmach tej klasy? Programista używający tej klasy nie musi znać SQL a. Odpowiedź: TAK, ale pod warunkiem, że uczynimy tę klasę bardziej wyspecjalizowaną (np. sprecyzujemy rodzaje danych i mechanizmy operowania na nich).

26 Przykładowy problem Zaprojektować klasę, której interfejs publiczny nie wymaga znajomości SQL a, oraz która ułatwi nam zaprogramowanie następujących założeń: - Nasz program gromadzi dane ściśle określonego rodzaju, które jesteśmy w stanie trzymać w jednej tabeli. - Chcemy mieć możliwość prostego modyfikowania pól w zadanym rekordzie. - Chcemy mieć możliwość prostego dodawania i usuwania rekordów. - Chcemy mieć możliwość uzyskania listy rekordów, które spełniają warunek: w ustalonej kolumnie jest ustalona wartość.

27 SimpleDataBase.h #pragma once #include "DataBase.h" #define DATA_BASE_FILENAME #define UNIQUE_TABLENAME "dane.db" "DANE" class SimpleDataBase : public DataBase { public: SimpleDataBase( std::string ); // Zostanie utworzony lub otwarty plik. // Podajemy nazwy kolumn. Jeśli inne niż istniejące, // to kasujemy obecną tabelę i tworzymy nowe bool is_open( void ); //??? int lastrecordnumber( void ); //...

28 SimpleDataBase.h - c.d. //... // dodaje rekord, brakujące pola ustawi na NULL bool add( std::vector<std::string> & ); // kasuje wskazany rekord bool erase( int ); std::string get( int, int ); bool set( int, int, std::string& ); void print( std::ostream & ); // drukuje do strumienia rekordy w których wskazana kolumna // ma zadaną wartość void ifprint( std::ostream &, int, std::string ); private: //... };

29 Problemy Publiczne dziedziczenie prowadzi do możliwości użycia dla obiektu klasy SimpleDataBase metod klasy bazowej. Nie chcemy jednak aby na tym poziomie był dostęp na przykład do metod query i close.

30 Problemy Publiczne dziedziczenie prowadzi do możliwości użycia dla obiektu klasy SimpleDataBase metod klasy bazowej. Nie chcemy jednak aby na tym poziomie był dostęp na przykład do metod query i close. class SimpleDataBase : private DataBase { //... }; Rodzi to jednak kolejny problem, gdyż metoda is_open również przestaje być dostępna na tym poziomie. Nie chcemy też pisać kolejnej jej implementacji w klasie pochodnej.

31 Problemy Publiczne dziedziczenie prowadzi do możliwości użycia dla obiektu klasy SimpleDataBase metod klasy bazowej. Nie chcemy jednak aby na tym poziomie był dostęp na przykład do metod query i close. class SimpleDataBase : private DataBase { //... }; Rodzi to jednak kolejny problem, gdyż metoda is_open również przestaje być dostępna na tym poziomie. Nie chcemy też pisać kolejnej jej implementacji w klasie pochodnej. class SimpleDataBase : private DataBase { public: using DataBase::is_open; //... };

32 Obserwacja Jednoczesne istnienie dwóch obiektów klasy SimpleDataBase prowadzi do tego, iż jeden z nich nie ma dostępu do pliku, a zatem nie może wykonać żadnej operacji do której został stworzony. To poważna wada tego rozwiązania. Należy tak zaprojektować mechanizmy klasy, aby do takich sytuacji nie dochodziło. Wzorzec projektowy: Singleton - gwarantuje, że istnieje jednocześnie tylko jeden obiekt danej klasy, i zapewnia globalny dostęp do niego w całym programie.

33 Koniec