Programação Orientada a Objeto com C++ (2023)

LEP - 01447: Programação Orientada a Objeto em C++ (Graduação) 

• Pré-requisito: 

  • MAT 01207 (Cálculo Numérico) ; 

  • MAT 01102 (Fundamentos da Ciência da Computação) ou 

  • LEP01580 (Fundamentos de Programação em C++).

• Créditos: 4 

• Carga Horária: 68h (4*17)

Horários das aulas

• Segunda e quarta das 10:00h às 12:00h

Sala

• Sala de aula do LDSC.

Equipamentos

• Computadores com sistema operacional Gnu/Linux - Fedora.

Monitoria

• Nome do monitor: 

  • Atualmente sem monitor.

• Horário de monitoria: 

  • Quinta feira: 10:00 - 12:00 hs

  • Segunda a sexta: 13:00 - 14:00 hs

  • Quarta feira: 18:00 - 20:00 hs

Projetos

• Projetos disponibilizados no site: github.com/ldsc 

Parte 0- Conceitos básicos de programação:

Revisão de conceitos vistos na disciplina MAT 01102 -  FCC ou LEP01580 Fundamentos de Programação em C/C++. A revisão poderá ser feita no formato de videoaulas distribuídos aos alunos e/ou aulas presenciais.

Introdução à programação;  Noções de algoritmos; Conceitos básicos de paradigmas de programação; Introdução ao C/C++; etapas de pré-processamento, compilação e linkagem; Classes de armazenamento e modificadores de acesso; Operadores; Estruturas de controle e repetição; Funções; Exemplos aplicados.

Parte I- Programação Orientada a Objeto (POO):

Se destina a transmitir os conceitos básicos de POO, a idéia, a filosofia e a nomenclatura utilizada; Nesta parte descreve-se alguns exemplos de objetos, o que a POO representa em relação ao passado/presente e futuro da programação; Os mecanismos básicos e os conceitos chaves de POO; Apresenta-se conceitos de Engenharia de Software(software tradicional, software ágil, scrum, FDD) e a modelagem orientada a objeto usando UML; Mostra-se como montar os diagramas de uma análise orientada a objeto (AOO) usando a modelagem UML; Apresenta-se as etapas de desenvolvimento de um programa: Ciclo Concepção e Análise (especificação, análise orientada a objeto,  projeto do sistema, projeto orientado a objeto) e ciclos de planejamento e detalhamento iterativos de features(implementação, teste, entrega), incluindo a manutenção e a documentação de um software; O uso de sistema de controle de versões (como ex: Git).

Parte II -Programação orientada a objeto usando C++: 

Apresenta Modern C++; a programação orientada a objeto em C++; Quais as características de um programa orientado a objeto usando C++; Introdução ao conceito de tipos: o que é um tipo. O uso dos tipos predefinidos de C++, incluindo o consumo de memória e valores limites dos tipos predefinidos, exemplos de uso de caracteres, números inteiros, flutuantes e unsigned. O uso de auto. Usando sufixos para os tipos predefinidos. A definição de tipos do usuário, como vetores no estilo de C, como estruturas, uniões, enumerações. 

A classe de strings padrões de C++ a <string>. A classe <vector>.  Os tipos definidos em bibliotecas externas. Introdução aos gabaritos - template, e a biblioteca STL. Como manipular os tipos de C++, typedef, size_t(),  sizeof(), typeid(), constexpr, consteval. Vantagem da tipificação forte.

Classes em C++: Protótipo, Controle de acesso, Diretrizes de pré-processador, Escopo.

Atributos normais, estáticos e constantes.

Métodos normais, constantes, estáticos e inline. Sobrecarga de métodos.

Como declarar, definir e usar; classes, objetos, atributos e métodos(delete, default, override, final); Como implementar a herança simples, a herança múltipla, o uso do polimorfismo; 

A biblioteca-padrão para entrada e saída de dados (a classe ios_base), os manipuladores de <iomanip>, a classe <ios>, a classe <ostream>, a classe <istream> e as classes istringstream e ostringstream localizadas em <sstream>. O uso de format. Como criar e usar objetos da classe <fstream> para acessar arquivos de disco. O uso de redirecionamento de entrada e saída. O acesso a dispositivos externos como a impressora e a saída auxiliar, a criação e uso de arquivos de disco binários. Como executar e enviar comandos para outros programas usando as classes de <pstream.h>. Como manipular sistemas de arquivos com Filesystem. Classes para path, diretórios, iteradores, pipes, etc.

Namespace; Ponteiros, nullptr, smarth pointer(shared_ptr, unique_ptr), referencias, rvalue reference; Funções, funções lambda, std::function, constexpr, static_assert; 

A sobrecarga de operadores, a conversão de tipos, o uso de friend, exceções, os tipos genéricos (templates); 

Classes matemáticas para tratar números complexos <complex>, a classe <bitset>; 

[Apresentação de classes e exemplo básico de programação com interface gráfica usando Qt, inclui entrada e saída e uso de diálogos e gráficos - QCustomPlot].

Parte III- Introdução a STL: 

Apresenta-se a Standart Template Library (STL), que é uma biblioteca de objetos em C++; Descreve-se os conceitos básicos de containers e iteradores; Uso de <vector> para vetores, <list> para listas duplamente encadeadas, initializer_list, <queue> que representa uma fila, <stack> que representa uma pilha (como em uma calculadora HP), uma <deque> que é uma fila com duas extremidades e classes para tratamento de conjunto de dados (<pair>, <tuple>, <set>, <multi_set>, <map>, <multi_map> ); Uso de funções genéricas; 

Parte IV- Programação multiplataforma com ferramentas de software livre (GNU): 

Apresenta as ferramentas de programação da GNU, cobrindo g++, make, automake/autoconf/libtool ou cmake, documentação com doxygen, controle de versões com cvs/git e programas como diff, patch, indent; Como montar bibliotecas estáticas e dinâmicas; Uso das bibliotecas regex, thread; Uso de classes e funções utilitárias como <chrono>.

PS: O item IV e itens dentro de [] são opcionais, sua apresentação depende do desempenho; A avaliação será realizada através de testes, provas e trabalhos de aula; Os exercícios e trabalhos de aula serão relacionados as áreas de métodos numéricos, análise de imagens e de engenharia de petróleo; Fazendo-se um link com as disciplinas de métodos numéricos, análise de imagens e conceitos básicos de engenharia;

Veja lista de referências bibliográficas em: Bibliografia Programação