Politechnika
Warszawska

Katalog
ECTS

Nazwa przedmiotu:

Programowanie obiektowe (I)

Koordynator przedmiotu:

Krzysztof Gracki, Tomasz Śliwiński, Izabela Żółtowska

Status przedmiotu:

Obowiązkowy

Poziom kształcenia:

Studia I stopnia

Program:

Informatyka

Grupa przedmiotów:

Przedmioty techniczne

Kod przedmiotu:

PROI

Semestr nominalny:

2 / rok ak. 2018/2019

Liczba punktów ECTS:

5

Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:

122

Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:

Język prowadzenia zajęć:

polski

Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:

Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:

• Wykład30h
• Ćwiczenia0h
• Laboratorium30h
• Projekt0h
• Lekcje komputerowe0h

Wymagania wstępne:

Brak

Limit liczby studentów:

100

Cel przedmiotu:

Praktyczne wprowadzenie do metodyki programowania obiektowego i rodzajowego z wykorzystaniem języka C++ i jego biblioteki standardowej.

Treści kształcenia:

Treść wykładu Ewolucja metod programowania (2h). Przykład rozwiązania problemu algorytmicznego z wykorzystaniem różnych stylów programowania: proceduralnego, obiektowego, generycznego. Zasada ukrywania szczegółów, abstrakcyjne typy danych. Podstawowe pojęcia paradygmatu programowania obiektowego (obiekty, klasy, dziedziczenie, polimorfizm, interfejs publiczny). Informacje wprowadzające o programowaniu rodzajowym. Język C++ na tle głównych metod programowania. Mechanizmy pomocnicze języka C++ (4h). System typów, typy wbudowane, typy referencyjne, mechanizmy tworzenia nowych typów; podstawy współpracy z WE/WY strumieniowym. Przeciążenia funkcji i operatorów (polimorfizm statyczny), prototypy funkcji, listy parametrów formalnych, parametry predefiniowane; funkcje rozwijane. Zarządzanie obiektami, tworzenie obiektów dynamicznych. Zakresy interpretacji nazw, przestrzenie nazw, operator '::'. Klasy autonomiczne (4h). Definiowanie klas samodzielnych, składowe klasy, kontrola dostępu, zaprzyjaźnienia. Konstruktory, destruktor i akcesoria syntetyzowane. Różnice pomiędzy klasami z wyróżnikiem class, struct i union. Projektowanie klas autonomicznych, przykłady. Składowe statyczne. Klasy ze zmienną strukturą wewnętrzną, postać kanoniczna. Klasy zagnieżdżone, wzorzec obiektu ze zliczaniem referencji. Listy inicjacyjne konstruktorów. Szablony i podstawy programowania rodzajowego (4h). Klasy parametryczne. Definiowanie szablonów klas i funkcji, parametryzacja szablonów. Konkretyzacje (instancje) szablonów. Specjalizacje szablonów: implikowane konkretyzacją, jawne częściowe i jawne pełne. Funkcje składowe i zaprzyjaźnione szablonowe. Podstawowe zasady programowania rodzajowego. Dziedziczenie i polimorfizm (4h). Dziedziczenie bezpośrednie, pośrednie, pojedyńcze, wielobazowe. Klasy bazowe wirtualne. Dziedziczenie a zawieranie. Polimorfizm dynamiczny, funkcje wirtualne, mechanizm aktywacji funkcji wirtualnych; obiekty polimorficzne. Funkcje wirtualne czyste, klasy abstrakcyjne i interfejsy. Szablony w dziedziczeniu. Model obiektu w C++. Tworzenie i destrukcja obiektów polimorficznych. Polimorfizm i RTTI (2h). Mechanizmy C++ do identyfikacji typów w czasie wykonania programu. Kontrolowane konwersje polimorficzne, zastosowania operatorów dynamic_cast i typeid; wyjątek bad_cast. Obsługa sytuacji wyjątkowych (2h). Mechanizm reagowania na sytuacje wyjątkowe, składnia i semantyka bloku try i bloków obsługi catch, aktywowanie wyjątku przez throw. Funkcje standardowe terminate(), unexpected (), set_terminate (), set_unexpected (). Zasady projektowania programów bezpiecznych, klasa szablonowa auto_ptr.Wyjątki standardowe. Biblioteka standardowa C++ (2h): Podstawowe akcesoria biblioteki - kontenery, iteratory i algorytmy. Klasyfikacja usług biblioteki standardowej; przegląd kontenerów sekwencyjnych i asocjacyjnych. Wsparcie dla współpracy ze strumieniami i przetwarzania tekstów. Podstawowe algorytmy generyczne. Informacje uzupełniające i podsumowanie (2h). Nowy standard C++11 (ISO/IEC 14882:2011), najważniejsze rozszerzenia w języku i bibliotece standardowej, perspektywy w najbliższych latach. Zakres laboratorium Studenci opracowują 3 projekty – programy o rosnącej skali trudności uwzględniające istotne aspekty programowania obiektowego. Problemy do rozwiązania obejmują: projektowanie klas autonomicznych, przeciążenie funkcji i operatorów, projektowanie klas ze zmienną strukturą obiektów, wykorzystanie reprezentacji grupowej obiektów ze zliczaniem referencji, definiowanie szablonów klas i funkcji, wykorzystanie dziedziczenia i funkcji wirtualnych, obsługę sytuacji wyjątkowych, współpracę ze strumieniami, projektowanie specjalizowanych klas kontenerowych i iteratorów a także wykorzystanie akcesoriów biblioteki standardowej.

Metody oceny:

Dwa sprawdziany audytoryjne; ocena 3 projektów w ramach laboratorium.

Egzamin:

nie

Literatura:

1. B. Stroustrup: Język C++, WNT, 2000, 2002. 2. S. B. Lippman: Podstawy języka C++, WNT 2001, 2003. 3. S. B. Lippman: Istota języka C++, WNT, 2004. 4. A. Koenig, B. Moo: C++ : Potęga języka, Helion, 2004. 5. B. Stroustrup: Programowanie. Teoria i praktyka z wykorzystaniem C++, Helion, 2010.

Witryna www przedmiotu:

https://usosweb.usos.pw.edu.pl/kontroler.php?_action=katalog2/przedmioty/pokazPrzedmiot&prz_kod=103A-INxxx-ISP-PROI

Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka PROI_W01

ma uporządkowaną wiedzę na temat podstawowych pojęć związanych z metodyką programowania obiektowego i generycznego
Weryfikacja: sprawdziany; projekty 1..3
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W12
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG

Charakterystyka PROI_W02

zna system typów i model obiektów języka C++
Weryfikacja: sprawdziany; projekty 1..3
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W09
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG

Charakterystyka PROI_W03

zna mechanizmy C++ wspierające metodykę obiektową (przeciążanie funkcji i operatorów, kontrola dostępu, funkcje wirtualne, RTTI, klasy abstrakcyjne, dziedziczenie wielobazowe)
Weryfikacja: sprawdziany; projekty 1..3
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W09
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG

Charakterystyka PROI_W04

zna mechanizmy pomocnicze (reguły zasięgu i przestrzenie nazw, wiązanie parametrów funkcji, funkcje rozwijane, obsługa wyjątków)
Weryfikacja: sprawdziany; projekty 1..3
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W09
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG

Charakterystyka PROI_W05

zna mechanizmy C++ wspierających programowanie generyczne (szablony funkcji i klas i ich cechy)
Weryfikacja: sprawdziany; projekty 1..3
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W09, K_W12
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG

Charakterystyka PROI_W06

ma wiedzę na temat organizacji i zawartości biblioteki standardowej C++
Weryfikacja: sprawdziany; projekty 1..3
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W09, K_W11
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka PROI_U01

potrafi zaprojektować klasę realizującą abstrakcyjny typ danych o określonych własnościach i interfejsie
Weryfikacja: projekty 1..3
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U13
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW, III.P6S_UW.4.o

Charakterystyka PROI_U02

potrafi zmodyfikować istniejącą klasę (np. biblioteczną) przez zastosowanie dziedziczenia i podmiany funkcji wirtualnych
Weryfikacja: projekty 1..3
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U06, K_U13
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UK, I.P6S_UW, III.P6S_UW.4.o

Charakterystyka PROI_U03

potrafi zaproponować rozwiązanie nietrywialnego problemu algorytmicznego wykorzystując środki obiektowe języka C++ i jego biblioteki standardowej oraz zaplanować testy programu
Weryfikacja: projekty 1..3
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U05, K_U13, K_U19, K_U20
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW, III.P6S_UW.1.o, III.P6S_UW.4.o, III.P6S_UW.3.o

Charakterystyka PROI_U04

potrafi krytycznie ocenić rozwiązanie proceduralne problemu algorytmicznego i zaproponować lepsze rozwiązanie obiektowe
Weryfikacja: projekty 1..3
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U13, K_U20
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW, III.P6S_UW.4.o, III.P6S_UW.3.o

Charakterystyka PROI_U05

potrafi przestrzegać przyjętego stylu dokumentowania i kodowania programów
Weryfikacja: projekty 1..3
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U06, K_U07
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UK

Charakterystyka PROI_U06

potrafi opracować klarowne sprawozdanie z wykonanego projektu programistycznego
Weryfikacja: projekt 3
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U07
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UK

Charakterystyka PROI_U07

potrafi planować działania projektowe wg wymaganego terminu
Weryfikacja: projekty
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_UK04
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UO

Charakterystyka PROI_U08

potrafi samodzielnie pozyskiwać uzupełniające informacje o środowisku języka C++
Weryfikacja: projekty
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U05, K_UK01
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW, III.P6S_UW.1.o, I.P6S_UU

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka PROI_K01

rozumie rolę standaryzacji języka programowania
Weryfikacja: projekty
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K02
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_KK, I.P6S_KR