Beranda > Documents > Class C++ Dasar

Class C++ Dasar

30 Mei 2009

Pemrograman C++ memerlukan pemahaman yang memadai untuk menterjemahkan
desain ke dalam bentuk implementasi, terutama untuk desain yang menggunakan
abstraksi class. Fokus pembahasan pada aspek pembentukan obyek (construction)
sebuah class, dan proses sebaliknya pada saat obyek tersebut sudah tidak digunakan lagi
(destruction).
Deklarasi dan Definisi
Deklarasi dan definisi adalah langkah awal dalam setiap penulisan program tidak
terkecuali dalam bahasa C++. Deklarasi dan definisi diperlukan untuk semua tipe data
termasuk tipe data bentukan user (user-defined type).
Bentuk sederhana deklarasi class adalah sebagai berikut,
class C { }; atau
struct C { };
dalam bahasa C++ struct dan class mempunyai pengertian yang sama. Deklarasi
class dengan struct mempunyai anggota dengan akses public kecuali jika dinyatakan
lain.
struct C
{
int i;
void f();
}
class C
{
public:
int i;
void f();
}
1

Kedua deklarasi tersebut mempunyai arti yang sama.
Hal ini adalah pilihan desain yang diambil oleh desainer C++ (Bjarne Stroustrup) untuk
menggunakan C sebagai basis C++ ketimbang membuat bahasa yang sama sekali baru.
Tentunya ada konsekuensi atas pilihan desain ini, salah satu contoh adalah
kompatibilitas terhadap bahasa C.
Dalam bahasa C deklarasi,
struct C { … };
menyatakan C sebagai nama tag. Nama tag berbeda dengan nama tipe, sehingga C
(nama tag) tidak dapat dipergunakan dalam deklarasi yang membutuhkan C sebagai
suatu tipe obyek. Kedua contoh deklarasi berikut ini tidak valid dalam bahasa C,
C c; /* error, C adalah nama tag */
C *pc; /* error, C adalah nama tag */
Dalam bahasa C, kedua deklarasi tersebut harus ditulis sebagai berikut,
struct C c;
struct C *pc;
atau menggunakan typedef sebagai berikut,
struct C { … };
typedef struct C C;
C c;
C *pc;
C++ memperlakukan nama class, C sebagai nama tag sekaligus nama tipe dan dapat
dipergunakan dalam deklarasi. Kata class tetap dapat dipergunakan dalam deklarasi,
seperti contoh berikut ini,
class C c;
Dengan demikian C++ tidak membedakan nama tag dengan nama class, paling tidak
dari sudut pandang pemrogram (programmer), dan tetap menerima deklarasi structure
seperti dalam bahasa C. Kompatibilitas C++ terhadap tidak sebatas perbedaan nama tag
dan nama tipe, karena standar C++ masih perlu mendefinisikan tipe POD (Plain Old
Data). POD type mempunyai banyak persamaan dengan structure dalam C. Standar C++
mendefinisikan POD type sebagai obyek suatu class yang tidak mempunyai userdefined
constructor, anggota protected maupun private, tidak punya base class, dan
tidak memiliki fungsi virtual.
Dalam desain suatu aplikasi terdiri atas banyak class, dan masing-masing class tidak
berdiri sendiri melainkan saling bergantung atau berhubungan satu sama lain. Salah satu
2

contoh hubungan tersebut adalah hubungan antara satu class dengan satu atau lebih base
class atau parent class. Jika class C mempunyai base class B, dikenal dengan
inheritance, maka deklarasi class menjadi,
class C : public B {}; atau
class C : protected B {}; atau
class C : private B {};
akses terhadap anggota base class B dapat bersifat public, protected, maupun private,
atau disebut dengan istilah public, protected atau private inheritance. Class C disebut
dengan istilah derived class. Jika tidak dinyatakan bentuk akses secara eksplisit, seperti
dalam deklarasi berikut:
class C : B
maka interpretasinya adalah private inheritance (default), tetapi jika menggunakan
struct maka tetap merupakan public inheritance.
Jika desainer class C tersebut menginginkan hubungan multiple inheritance (MI)
terhadap class B dan A, maka deklarasi class C menjadi,
class C : public B, public A { };
Sebuah class, seperti halnya class C mempunyai anggota berupa data maupun fungsi
(member function). Isi class tersebut berada diantara tanda kurung { } dan dipilah-pilah
sesuai dengan batasan akses yang ditentukan perancang (desainer) class tersebut.
class C : public B
{
public:
(explicit) C()(:member-initializer);
C(const C& );
C& operator=(const C&);
(virtual)~C();
statement lain
(protected: statement)
(private: statement)
};
Secara ringkas batasan akses (access specifiers) mempunyai arti seperti ditunjukkan
pada table berikut ini,
Batasan Akses
Arti
public Semua class atau bebas
protected Class itu sendiri, friend, atau derived class
private Class itu sendiri, friend
3

Sebuah class dapat memberikan ijin untuk class lain mengakses bagian protected
maupun private class tersebut melalui hubungan friendship (dinyatakan dengan keyword
friend).
Sebuah class mempunyai beberapa fungsi khusus, yaitu constructor, copy constructor,
destructor dan copy assignment operator.
Constructor
C() adalah anggota class yang bertugas melakukan inisialisasi obyek (instance) dari
suatu class C. Constructor mempunyai nama yang sama dengan nama class, dan tidak
mempunyai return value. Sebuah class dapat mempunyai lebih dari satu constructor.
Constructor yang tidak mempunyai argumen, disebut default constructor, sebaliknya
constructor yang mempunyai lebih dari satu argumen adalah non-default consructor.
Constructor dengan satu default argument tetap merupakan sebuah default constructor,
class C
{
public:
C(int count=10) : _count(count) {}

private:
int _count;
};
Compiler C++ dapat menambahkan default constructor bilamana diperlukan, jika dalam
definisi class
• tidak tertulis secara eksplisit sebuah default constructor dan tidak ada deklarasi
constructor lain (copy constructor).
• tidak ada anggota class berupa data const maupun reference.
Sebagai contoh definisi class C sebagai berikut,
class C {…};
C c1; // memerlukan default constructor
C c2(c1); // memerlukan copy constructor
Compiler C++ memutuskan untuk menambahkan default dan copy construtor setelah
menemui kedua baris program tersebut, sehingga definisi class secara efektif menjadi
sebagai berikut,
class C
{
public:
C(); // default costructor
C(const C& rhs); // copy constructor
~C(); // destructor
4

C& operator=(const C& rhs); // assignment operator
C* operator&(); // address-of operator
const C* operator&(const C& rhs) const;
};
compiler menambahkan public constructor, dan destructor. Selain itu, compiler juga
menambahkan assignment operator dan address-of operator. Constructor (default dan
non-default) tidak harus mempunyai akses public, sebagai contoh adalah pola desain
(design pattern) Singleton.
class Singleton
{
public:
static Singleton* instance();
protected:
Singleton();
private:
static Singleton* _instance;
};
obyek (instance) singleton tidak dibentuk melalui constructor melainkan melalui fungsi
instance. Tidak ada obyek singleton lain yang dapat dibentuk jika sudah ada satu obyek
singleton.
Umumnya default constructor bentukan compiler (generated default constructor)
menggunakan default constructor anggota bertipe class, sedangkan anggota biasa (builtin
type) tidak diinisialisasi. Demikian halnya dengan obyek yang dibentuk dari obyek
lain (copy), maka copy constructor bentukan compiler (generated copy constructor)
menggunakan copy constructor dari anggota bertipe class pada saat inisialisasi. Sebagai
contoh deklarasi class C berikut ini,
class C
{
public:
C(const char* aName);
C(const string& aName);

private:
std::string name;
};
copy constructor bentukan compiler menggunakan copy constructor class string
untuk inisialisasi name dari aName. Jika class C tidak mempunyai constructor, maka
compiler menambahkan juga default constructor untuk inisialisasi name menggunakan
default constructor class string.
Inisialisasi obyek menggunakan constructor (non-default) dapat dilakukan dengan
member initializer maupun dengan assignment sebagai berikut,
5

member initialization assignment
class C
{
int i,j;
public:
C() : i(0),j(1) {}

};
class C
{
int i,j
public:
C()
{
i=0;j=0;
}

};
Kedua cara tersebut memberikan hasil yang sama, tidak ada perbedaan signifikan antara
kedua cara tersebut untuk data bukan tipe class. Cara member initializer mutlak
diperlukan untuk data const maupun reference, seperti kedua contoh berikut ini:
class C //:1
{
public:
C(int hi,int lo) : _hi(hi),_lo(lo) {}

private:
const int _hi,_lo; // const member
};
class C //:2
{
public:
C(const string& aName) : name(aName) {}

private:
std::string& name; // reference member
};
Cara member initialization sebaiknya dilakukan untuk anggota bertipe class (userdefined
type) seperti ditunjukkan pada contoh berikut ini,
class C
{
public:
C(const string& aName) : name(aName) { }
private:
std::string name; // bukan reference member
};
6

Pertimbangan menggunakan cara member initialization terletak pada efisiensi eksekusi
program. Hal ini berkaitan dengan cara kerja C++ yang membentuk obyek dalam dua
tahap,
• pertama, inisialisasi data
• kedua, eksekusi constructor (assignment)
Dengan demikian jika menggunakan cara assignment sebenarnya eksekusi program
dilakukan dua kali, pertama inisialisasi kemudian assignment, sedangkan menggunakan
member initialization hanya memanggil sekali constructor class string. Semakin
kompleks class tersebut (lebih kompleks dari class string) semakin mahal (tidak
efisien) proses pembentukan obyek melalui cara assignment.
Constructor dengan satu argumen berfungsi juga sebagai implicit conversion operator.
Sebagai contoh deklarasi class A dan B berikut ini,
class A
{
public:
A();
};
class B
{
public:
B(const A&);
};
pada cuplikan baris program di bawah ini terjadi konversi tipe obyek A ke B secara
implisit melalui copy constructor class B.
A a
B b=a; // implicit conversion
explicit
C++ menyediakan satu sarana, menggunakan keyword explicit, untuk mengubah
perilaku constructor dengan satu argumen agar tidak berfungsi sebagai conversion
operator. Jika class B menyatakan explicit pada copy constructor sebagai berikut,
class B
{
public:
explicit B(const A& a); // explicit ctor
};
maka konversi A ke B secara implisit tidak dapat dilakukan. Konversi A ke B dapat
dilakukan secara eksplisit menggunakan typecast,
A a;
7

B b=static_cast(a); atau
B b=(B)a;
Konversi secara implisit dapat terjadi melalui argumen fungsi f dengan tipe B
void f(const B& );
tetapi f diakses dengan variabel tipe A, f(a). Apabila class B menghalangi konversi
secara implisit maka argumen fungsi f menjadi,
f((B)a); atau
f(static_cast
(a));
Konversi tipe obyek secara implisit sebaiknya dihindari karena efeknya mungkin lebih
besar terhadap aplikasi program secara keseluruhan dan tidak dapat dicegah pada saat
kompilasi, karena construcor dengan argumen tunggal adalah suatu pernyataan program
yang sah dan memang dibutuhkan.
Copy Constructor dan Copy Assignment
Sejauh ini sudah dibahas mengenai copy constructor sebagai anggota class yang
berperan penting pada saat pembentukan obyek. Apabila sebuah class tidak menyatakan
secara tegas copy constructor class tersebut, maka compiler menambahkan copy
constructor dengan bentuk deklarasi,
C(const C& c);
Bentuk lain copy constructor adalah sebagai berikut,
C(C& c); atau
C(C volatile& c); atau
C(C const volatile& c);
Copy constructor class C adalah constructor yang mempunyai satu argumen. Sebuah
copy constructor boleh mempunyai lebih dari satu argumen, asalkan argumen tersebut
mempunyai nilai default (default argument).
C(C c); // bukan copy constructor
C(C const& c,A a=b); //copy constructor
Constructor dengan argumen bertipe C saja (tanpa reference) bukan merupakan copy
constructor.
Copy constructor juga dibutuhkan pada saat memanggil suatu fungsi yang menerima
argumen berupa obyek suatu class,
void f(C x);
memerlukan copy onstructor class C untuk mengcopy obyek c bertipe C ke obyek x
dengan tipe yang sama, yaitu pada saat memanggil fungsi f(c)(pass-by-value).
8

Hal serupa terjadi pada saat fungsi f sebagai berikut,
C f()
{
C c;

return c;
}
mengirim obyek c ke fungsi lain yang memanggil fungsi f() tersebut.
Copy assignment operator class C adalah operator=, sebuah fungsi yang mempunyai
satu argumen bertipe C. Umumnya deklarasi copy assignment mempunyai bentuk,
C &operator=(const C &c);
Bentuk lain yang mungkin adalah,
C &operator=(C &c); atau
C &operator=(C volatile &c); atau
C &operator=(C const volatile &c);
Copy assignment boleh mempunyai argumen dengan tipe C (bukan reference), tetapi
tidak boleh mempunyai argumen lebih dari satu walaupun argumen tersebut mempunyai
nilai default (default argument). Seperti halnya copy constructor, compiler akan
menambahkan copy assignment jika suatu class tidak mempunyai fungsi tersebut. Copy
assignment dibutuhkan untuk membentuk obyek melalui assignment, seperti contoh
berikut
class C
{
public:
C(); //ctor
~C(); //dtor

};
C c1;
C c2=c1; //copy constructor
C c3;
c3=c1; //copy assignment
Class C tidak mempunyai copy constructor maupun copy assignment operator, maka
pembentukan obyek c2, dan c3 menggunakan copy constructor dan copy assignment
yang ditambahkan oleh compiler ke class C tersebut.
Suatu class yang mempunyai data dengan alokasi dinamik (pointer) sebaiknya tidak
mengandalkan copy constructor maupun copy assignment operator yang ditambahkan
compiler. Copy assignment hasil tambahan compiler mengcopy (memberwise copy)
9

pointer dari obyek satu (yang dicopy) ke obyek lainnya (hasil copy), sehingga kedua
obyek mengacu ke lokasi memori yang sama. Masalah timbul jika kedua obyek
mempunyai masa pakai (lifetime1) yang berbeda. Jika salah satu obyek sudah habis
masa pakainya maka destructor obyek tersebut mengembalikan memori (dynamic
memory) yang digunakan obyek tersebut, padahal copy obyek tersebut masih mengacu
ke lokasi memori yang sama.
Copy assignment b=a
Hasil copy assignment b=a
A p
q B
p A
q B
Pada contoh hasil copy assignment b=a (shalow copy), menunjukkan kedua obyek a dan
b mengacu ke lokasi memori p. Apabila obyek a melepas memori p (melalui destructor),
maka obyek b mengacu ke lokasi memori yang sudah tidak valid lagi. Lokasi memori p
dapat digunakan obyek lain jika obyek a melepasnya. Demikian pula halnya dengan
lokasi memori q, apabila obyek b habis masa pakainya (keluar scope, dihapus dll) maka
destructor class B tidak melepas memori q. Akibatnya terjadi pemborosan memori
(memory leak).
Salah satu jalan keluar adalah dengan menyatakan secara tegas copy constructor dan
copy assignment yang dibutuhkan suatu class sehingga compiler tidak membuat copy
constructor dan copy assignment ke class tersebut. Alternatif lain adalah menempatkan
deklarasi copy constructor dan copy assignment operator private sebagai berikut,
class C
{ …
private:
C(const C&);
C &operator=(const C&);
};
definisi copy constructor dan copy assignment operator class C pada contoh di atas
tidak perlu ada, karena tujuannya adalah menghalangi proses penggandaan (copy)
menggunakan kedua fungsi tersebut. Pada tahap kompilasi penggunaan assignment,
b=a masih dapat diterima karena deklarasi asignment operator tersebut tersedia. Pada
saat link akan gagal karena linker tidak dapat menemukan definisi copy assignment
operator. Teknik ini masih mempunyai kelemahan, karena class lain masih mungkin
1 Lifetime atau storage duration adalah waktu sejak pembentukan (construction) sampai penghancuran
(destruction) obyek.
10

mempunyai akses ke private copy constructor dan copy assignment operator tersebut
(melalui hubungan friendship).
Destructor
Destructor adalah anggota class (member function) yang berfungsi melepas memori
pada saat suatu obyek sudah tidak diperlukan lagi. Fungsi destructor kebalikan
constructor. Destructor tidak mempunyai atau memerlukan argumen. Destructor juga
tidak mengembalikan nilai apapun (tidak mempunyai return type). Seperti halnya
constructor, compiler dapat menambahkan sebuah destructor jika sebuah class tidak
mempunyai destructor.
virtual Destructor
Sebuah destructor dapat berupa fungsi virtual. Hal ini menjadi keharusan jika class B,
• merupakan base class.
• class D yang menggunakan B sebagai base class mempunyai anggota berupa
data dengan alokasi memori dinamik (pointer).
class B
{
public:
B();
~B();
};
class D : public B
{
public:
D() : p(new char[256]) {}
~D()
{
delete[] p;
}

private:
char *p;
};
Pada contoh tersebut destructor base class B bukan fungsi virtual. Dalam C++
umumnya obyek class D digunakan secara polimorphic dengan membentuk obyek class
D (derived class) dan menyimpan alamat obyek tersebut dalam pointer class B (base
class) seperti pada contoh berikut ini,
void main(void)
{
B *pB=new D();
delete pB;
}
11

Dalam standar C++ menghapus obyek D (derived class) melalui pointer class B (base
class) sedangkan destructor base class non-virtual mempunyai efek yang tidak menentu
(undefined behaviour). Apabila standard C++ tidak menetapkan apa yang seharusnya
berlaku, maka terserah kepada pembuat compiler menentukan perilaku program pada
kondisi semacam ini. Umumnya pembuat compiler mengambil langkah untuk tidak
memanggil destructor class D (derived class). Dengan demikian, pada saat menjalankan
perintah delete, destructor class D tidak dieksekusi karena destructor base class B nonvirtual.
Akibatnya lokasi memori dinamik yang digunakan class D tidak pernah dilepas.
Hal ini adalah contoh lain terjadinya pemborosan memori (memory leak) oleh suatu
program. Jalan keluarnya adalah membuat destructor base class B virtual,
class B
{
public:
B();
virtual ~B();
}
Tidak seperti destructor, tidak ada virtual constructor atau virtual copy constructor.
Pada saat membentuk obyek, tipe obyek harus diketahui terlebih dahulu, apakah
membentuk obyek class A, B, C dsb. Tidak ada aspek bahasa C++ untuk mewujudkan
virtual constructor secara langsung, menempatkan virtual pada deklarasi constructor
merupakan kesalahan yang terdeteksi pada proses kompilasi. Efek virtual constructor
bukan tidak mungkin dicapai, C++ memungkinkan membuat idiom virtual constructor
yang bertumpu pada fungsi virtual dalam kaitannya dengan hubungan antara sebuah
class dengan base classnya.
Ringkasan
Sejauh ini pembahasan artikel masih belum menyentuh aspek praktis pemrograman,
namun demikian dalam menterjemahkan suatu desain maupun memahami program yang
ditulis orang lain sangatlah penting mengetahui aturan dasar sesuai standarisasi C++.
Butir-butir pembahasan dalam artikel ini antara lain,
• Fokus pembahasan adalah aspek pembentukan obyek. Tidak membahas aturan
(rule) berkaitan dengan class dalam C++ secara komprehensif.
• Constructor merupakan anggota class yang berperan dalam pembentukan obyek.
Compiler menambahkan constructor bilamana diperlukan ke class yang tidak
mempunyai constructor. Constructor tidak harus mempunyai akses public.
Inisialisasi data menggunakan constructor dapat dilakukan dengan cara member
initialization dan assignment. Keduanya tidak mempunyai perbedaan signifikan
untuk data biasa (built-in type seperti char, int, float, dll). Cara member
initialization lebih efisien untuk data berupa class (user-defined type).
• Constructor dengan satu argumen dapat digunakan untuk konversi tipe data
secara implisit. C++ menyediakan explicit untuk mengubah perilaku ini,
karena hal tersebut melonggarkan janji C++ sebagai bahasa yang mengutamakan
strict type (type safe).
12

• Sebuah class membutuhkan copy constructor dan copy assignment operator
untuk menggandakan obyek suatu class. Hal ini terjadi juga pada saat
memanggil suatu fungsi dengan cara pass-by-value. Apabila suatu class tidak
mempunyai copy constructor dan copy assignment maka compiler
menambahkannya. Copy constructor dan copy assignment hasil tambahan
compiler bekerja dengan cara memberwise copy dan menghasilkan shalow copy
untuk data dengan alokasi memori dinamik.
• Destructor merupakan anggota class yang berfungsi pada saat lifetime suatu
obyek habis. Destructor sebuah base class sebaiknya virtual.
• Constructor selalu merupakan fungsi non-virtual. Efek virtual constructor dan
virtual copy constructor mungkin diperlukan dalam suatu desain. Efek virtual
constructor dapat diwujudkan melalui sifat polimorphisme class. Efek virtual
copy constructor dapat diwujudkan memanfaatkan aspek covariant return type
sebuah hirarki class. Kedua hal tersebut memerlukan pembahasan khusus.
• Pembahasan pembentukan obyek belum dikaitkan dengan jenis scope yang ada
dalam C++. C++ mempunyai jenis scope yang lebih kaya dibandingkan bahasa
C, selain file scope, function scope, dan block scope C++ memiliki class scope
dan namespace scope. Salah satu panduan praktis bahkan menyarankan untuk
menunda (lazy initialization) pembentukan obyek selagi belum diperlukan.
• Pembentukan suatu obyek mungkin saja gagal. Artikel ini tidak membahas
mengenai kegagalan pembentukan obyek, karena pembahasan tersebut berkaitan
pembahasan exception dalam C++. Pembahasan exception C++ (exception
safety) merupakan topik tersendiri.
Desain dan implementasi class C++ bukanlah hal yang mudah, masih banyak aspek lain
yang belum terjangkau pembahasan artikel ini. Pada artikel selanjutnya akan dibahas
scope (visibility) dalam C++, batasan akses (access specifier) C++, abstract class,
function overloading, class relationship, template, dll.
Referensi
1. Bjarne Stroustrup, “The C++ Programming Language”, 3rd edition, Addison-
Wesley 1997
2. Scott Meyers,”Effective C++”, 2nd edition, Addison-Wesley
3. Scott Meyers,”More Effective C++”, Addison-Wesley
4. Q&A dalam C/C++ Users Journal.
5. GOF,”Design Pattern”, Addison-Wesley.
Harimurti W. programmer freelance tinggal di Cimahi. Komentar, koreksi, kritik,
saran maupun pertanyaan mengenai artikel ini dapat dikirim ke alamat email:
harmur@mailcity.com.
13

Biografi
Harimurti Widyasena. Lahir di Jakarta 20 April 1962. Lulus
SMA di Jakarta tahun 1981, kemudian melanjutkan kuliah di
Institut Teknologi Bandung jurusan Teknik Mesin. Lulus S1
tahun 1989 kemudian bekerja di PT. Industri Pesawat
Terbang Nusantara.
Belajar pengetahuan komputer secara umum sejak kuliah dan
melalui pengalaman kerja, mulai dari mainframe seperti IBM
3031, kemudian mini computer seperti PDP 11/44,
workstation (DEC Alpha) sampai dengan era PC pada akhir
80-an dengan sistem operasi (a.l: RSX-11, OSF/1, Windows,
DOS) dan bahasa pemrograman yang berbeda-beda (a.l:
FORTRAN, C++, VB). Pengalaman selama ini adalah dalam pembuatan aplikasi untuk
analisa data hasil uji terbang, dan beberapa simulator antara lain: simulator pembangkit
listrik (Steam Powerplant), simulator RADAR maritim, dan simulator ATC. Pada tahun
1997-1998 membantu (sebagai tutor) proyek kerjasama antara PT. IPTN-ITBUT(
Universite Thomson) dalam peningkatan sumberdaya manusia bidang rekayasa
perangkat lunak (software egineering).
Saat ini mempunyai minat pada bidang software engineering secara umum, terutama
aspek analisis dan desain suatu aplikasi dengan teknik OO. Selain aspek teknis dalam
proses rekayasa (lifcycle) suatu produk system/software, aspek manajemen menjadi
perhatian penulis antara lain: software configuration management, software testing dan
bentuk proses rekayasa software (a.l: extreme programming).
14

Kategori:Documents
%d blogger menyukai ini: