Laboratorium 6 #

Polimorfizm i Wyjątki #

1. Wprowadzenie #

Programowanie obiektowe (OOP) w C++ opiera się na kilku fundamentalnych zasadach, które umożliwiają tworzenie modułowego, wielokrotnego użytku i łatwego w utrzymaniu kodu. Cztery kluczowe filary OOP to abstrakcja, hermetyzacja, dziedziczenie i polimorfizm.

Abstrakcja (ang. abstraction) polega na ukrywaniu szczegółów implementacyjnych i eksponowaniu jedynie istotnych cech obiektu, co pozwala użytkownikowi skupić się na tym, co dana klasa robi, a nie jak to robi.
Hermetyzacja (ang. encapsulation) polega na ukrywaniu szczegółów działania obiektu przed jego użytkownikiem oraz na oddzieleniu interfejsu od implementacji.
Dziedziczenie (ang. inheritance) pozwala na tworzenie nowych klas (klas pochodnych) na bazie istniejących klas (klas bazowych), co promuje ponowne wykorzystanie kodu.
Polimorfizm (ang. polymorphism), czyli inaczej wielopostaciowość, umożliwia traktowanie obiektów różnych klas poprzez wspólny interfejs (klasy bazowej).

Zadanie polega na stworzeniu prostego systemu walk pomiędzy różnymi klasami postaci.

Skorzystaj z dostarczonego pliku main.cpp, w którym umieszczone zostały testy do wszystkich etapów zadania.
Po zakończeniu implementacji konkretnego etapu odkomentuj odpowiadającą mu część funkcji main() i porównaj swój wynik z oczekiwanym (pamiętaj o załączeniu stworzonych przez ciebie plików w main.cpp).

Tym razem nie został dostarczony żaden plik startowy do żadnego z etapów zadania. Klasy powinny być napisane od zera.

Etap 1: Podstawowe Dziedziczenie i Polimorfizm #

W pliku Character.hpp zdefiniuj abstrakcyjną klasę bazową Character. Powinna ona przechowywać podstawowe informacje o postaci (name, health). Kluczowym elementem jest czysto wirtualna metoda attack(), która pozwala na polimorficzne zachowanie różnych typów postaci.

Pola prywatne:

std::string name - nazwa postaci
int health - poziom życia postaci
int maxHealth - maksymalny/początkowy poziom życia postaci

Konstruktor:

Konstruktor przyjmujący dwa argumenty, nazwę postaci oraz ilość punktów życia - domyślnie 100.

Metody:

getName(), getHealth(), isAlive() - gettery na pola klasy
takeDamage(int) - metoda do zadawania obrażeń (wypisuje informację o otrzymanych obrażeniach i pozostałym życiu oraz o pokonaniu postaci, jeśli nastąpiło)
heal(int) - metoda do leczenia postaci (wypisuje informację o ilości wyleczonego życia i pozostałym życiu)
attack(Character* target) - wirtualna metoda

Ponieważ jest to klasa abstrakcyjna, pamiętaj również o zadeklarowaniu wirtualnego destruktora!

Dodaj dwie klasy dziedziczące po Character: Warrior oraz Mage.

W klasie Warrior dodaj prywatne pole int meleeDamage oraz konstruktor przyjmujący:

const std::string& name
int health, domyślnie wartość 120
int damage, domyślnie wartość 15

W klasie Mage dodaj prywatne pole int spellDamage oraz konstruktor przyjmujący:

const std::string& name
int health, domyślnie wartość 80
int mana, domyślnie wartość 150
int damage, domyślnie wartość 20

Dla każdej z tych klas zaimplementuj metodę attack, w której zadawane są odpowiednio obrażenia przeciwnikowi o wartościach meleeDamage oraz spellDamage. Metody powinny wypisywać odpowiednie komunikaty o akcjach postaci (np. informacje o ataku, zadanych obrażeniach).

Etap 2: Wielodziedziczenie i Wyjątki #

Rozszerz system o wielodziedziczenie. Zdefiniuj dwie nowe “klasy cech”: CanCastSpells oraz CanUseMelee.

Zdefiniuj klasę wyjątku NoManaException, dziedziczącą po std::exception. Zaimplementuj metodę what() zwracającą opis błędu.

Klasa CanCastSpells posiada dwa pola:

int mana - informacja o aktualnej ilości many
int maxMana - maksymalna ilość many postaci

Oraz metody:

getMana() - getter dla many
addMana(int amount) - metoda dodaje wskazaną ilość many zachowując limit maxMana (wypisuje informację o dodanej many i aktualnym stanie)
useMana(int amount) - metoda zużywa wskazaną ilość many (wypisuje informację o zużytej many i pozostałej ilości). W przypadku zbyt małej ilości powinna rzucać wyjątek NoManaException
castSpell(Character* target) - metoda czysto wirtualna, będziemy ją później implementować w klasie postaci

Klasa CanUseMelee posiada jedynie metodę:

performMeleeAttack(Character* target) - tak samo jak castSpell, metoda czysto wirtualna

Dodaj do klas Warrior oraz Mage odpowiednio dziedziczenie po CanUseMelee oraz CanCastSpells i zaimplementuj wymagane metody. Zmodyfikuj metody attack() tak by używały metod castSpell oraz performMeleeAttack. Rzucenie zaklęcia powinno zabierać 10 many. Metody powinny wypisywać komunikaty o wykonywanych akcjach (przygotowanie do ataku, wykonany atak z obrażeniami, informacje o zużyciu many).

Zdefiniuj klasę BattleMage dziedziczącą po Character, CanCastSpells, CanUseMelee. Zaimplementuj konstruktor BattleMage:

std::string name
int health, domyślnie 100
int mana, domyślnie 100
int meleeDmg, domyślnie 10
int spellDmg domyślnie 15

Zaimplementuj polimorficzną metodę attack() w BattleMage. Wewnątrz tej metody losuj, czy użyć magii czy ataku fizycznego. Obsłuż potencjalny NoManaException wewnątrz metody attack, w przypadku braku many wykonaj atak wręcz performMeleeAttack. Załóż, że rzucenia zaklęcia zużywa 8 many (castSpell). Metoda powinna wypisywać komunikaty o wykonywanych akcjach.

Etap 3: RTTI (`typeid`, `dynamic_cast`) #

Dodaj klasę Rogue dziedziczącą po Character oraz po CanUseMelee. Klasa ta posiada dwa pola:

int basicAttackDamage
int backstabDamage

Konstruktor przyjmuje:

std::string name
int health, domyślnie 90
int basicDmg, domyślnie 12
int backstabDmg domyślnie 30

Zmodyfikuj metodę attack() w Mage aby używała dynamicznego rzutowania do sprawdzenia, czy cel jest Wojownikiem lub posiada zdolności walki wręcz, zadając bonusowe obrażenia w takim przypadku (+10). Metoda powinna wypisać informację o bonusowych obrażeniach, jeśli występują.

Zaimplementuj specjalną metodę backstab(Character* target) w klasie Rogue. Użyj mechanizmu RTTI, aby sprawdzić, czy cel nie jest Magiem/Czarującym. Jeśli warunek spełniony, zadaj duże obrażenia (backstabDamage). W przeciwnym razie, wypisz komunikat, że dźgnięcie w plecy (backstab) się nie powiódł. Metoda powinna wypisywać komunikaty o próbie dźgnięcia oraz jego wyniku (sukces z obrażeniami lub porażka).

Zaimplementuj polimorficzną metodę attack() w klasie Rogue. Wewnątrz tej metody losuj, czy użyć zwykłego ataku wręcz czy spróbować wykonać dźgnięcie w plecy. Metoda powinna wypisywać komunikaty o podejmowanej akcji.

Rozwiązanie #

Character.hpp
Character.cpp
main.cpp
Makefile

Zadania z poprzednich lat #

2025