Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Programowanie obiektowe (I)
Koordynator przedmiotu:
Andrzej PAJĄK
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Automatyka i Robotyka
Grupa przedmiotów:
Przedmioty techniczne
Kod przedmiotu:
PROI
Semestr nominalny:
2 / rok ak. 2019/2020
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://studia.elka.pw.edu.pl/priv/12L/
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_W03
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_W03
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_W03
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_W03
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_W03
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_W03
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_U21, K_U01, K_U02, K_U07, K_U10
Powiązane charakterystyki obszarowe: III.P6S_UW.2.o, III.P6S_UW.3.o, III.P6S_UW.4.o, I.P6S_UW, III.P6S_UW.1.o, I.P6S_UK
Charakterystyka PROI_U02
potrafi zmodyfikować istniejącą klasę (np. biblioteczną) przez zastosowanie dziedziczenia i podmiany funkcji wirtualnych
Weryfikacja: projekty 1..3
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U01, K_U02, K_U07, K_U10, K_U21
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW, III.P6S_UW.1.o, I.P6S_UK, III.P6S_UW.2.o, III.P6S_UW.3.o, 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_U21, K_U01, K_U02, K_U07, K_U10
Powiązane charakterystyki obszarowe: III.P6S_UW.2.o, III.P6S_UW.3.o, III.P6S_UW.4.o, I.P6S_UW, III.P6S_UW.1.o, I.P6S_UK
Charakterystyka PROI_U04
potrafi krytycznie ocenić rozwiązanie proceduralne problemu algorytmicznego i zaproponować lepsze rozwiązanie obiektowe
Weryfikacja: projekty 1..3
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U01, K_U02, K_U07, K_U10, K_U21
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW, III.P6S_UW.1.o, I.P6S_UK, III.P6S_UW.2.o, III.P6S_UW.3.o, III.P6S_UW.4.o
Charakterystyka PROI_U05
potrafi przestrzegać przyjętego stylu dokumentowania i kodowania programów
Weryfikacja: projekty 1..3
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U21, K_U01, K_U02, K_U07, K_U10
Powiązane charakterystyki obszarowe: III.P6S_UW.2.o, III.P6S_UW.3.o, III.P6S_UW.4.o, I.P6S_UW, III.P6S_UW.1.o, I.P6S_UK
Charakterystyka PROI_U06
potrafi opracować klarowne sprawozdanie z wykonanego projektu programistycznego
Weryfikacja: projekt 3
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U01, K_U02, K_U07, K_U10, K_U21
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW, III.P6S_UW.1.o, I.P6S_UK, III.P6S_UW.2.o, III.P6S_UW.3.o, III.P6S_UW.4.o

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka PROI_K01
potrafi planować działania projektowe wg wymaganego terminu
Weryfikacja: projekty
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K04
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka PROI_K02
potrafi samodzielnie pozyskiwać uzupełniające informacje o środowisku języka C++
Weryfikacja: projekty
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K01
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka PROI_K03
rozumie rolę standaryzacji języka programowania
Weryfikacja: projekty
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K02
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_KK, I.P6S_KR