Объектно - ориентированная технология разработки программ

Основные идеи объектно-ориентированного подхода опираются на следующие положения:

· Программа представляет собой модель некоторого реального процесса, части реального мира.

· Модель реального мира или его части может быть описана как совокупность взаимодействующих между собой объектов.

· Объект описывается набором параметров, значения которых определяют состояние объекта, и набором операций (действий), которые может выполнять объект.

· Взаимодействие между объектами осуществляется посылкой специальных сообщений от одного объекта к другому. Сообщение, полученное объектом, может потребовать выполнения определенных действий, например, изменения состояния объекта.

· Объекты, описанные одним и тем же набором параметров и способные выполнять один и тот же набор действий представляют собой класс однотипных объектов.

В объектно-ориентированном программировании базовыми единицами программ и данных являются объекты. (Можно сказать, что в чисто объектно-ориентированной системе ничего, кроме объектов нет).

Объект - это осязаемая сущность, которая четко проявляет свое поведение.

Объект состоит из следующих трех частей:

· имя объекта;

· состояние (переменные состояния);

· методы (операции).

Интерфейс объекта с его окружением определен полностью его методами, так как к его состоянию нет другого доступа извне, как через методы.

Объект сохраняет свое состояние от обращения к обращению. Изменение состояний производится только через вызов методов этого объекта. Этим существенно ограничивается возможность введение объекта в недопустимое состояние и/или несанкционированное разрушение объекта. Возможность управлять состояниями объекта через вызов методов в конечном итоге будет определять поведение объекта.

Реализация методов (то есть, операций, выполняемых объектом), может быть задана различными способами. Однако это "внутренне дело" объекта.

Объект может посылать сообщения другим объектам и принимать сообщения от них.

Сообщение является совокупностью данных определенного типа, передаваемых объектом отправителем объекту получателю, имя которого указывается в сообщении. Получатель реагирует или никак не реагирует (защита) на сообщение выполнением некоторой операции (метода), имя которого также может быть указано в сообщении.

На рисунке показана разница в интерфейсах функции, процедуры и объекта.

По своему смыслу объект является представителем некоторой реальной сущности - реального объекта, процесса, ситуации, которая:

· поддается хранению и обработке;

· способна воздействовать на другие объекты и вычислительную среду, посылая сообщения и реагировать на принимаемые сообщения.

Совокупность объектов в системе ООП образует среду, в которой выполняются вычисления путем обмена сообщениями между объектами.

Состояние вычислительной среды в ООП оказывается разделенным на состояния объектов, это в принципе отличает объектно-ориентированные вычисления от вычислений, заданных на процедурно-ориентированных языках.

Процедуры выполняются на общей памяти, в то время как объекты выполняют свои операции с учетом данных одного сообщения и своего собственного состояния.

Объекты с одинаковыми свойствами, то есть с одинаковыми наборами переменных состояния и методов, образуют класс.

Каждый класс задается своим описанием на языке ООП, которое включает информацию, необходимую для создания объектов данного класса и для их существования. (Это информация о переменных состояния и операциях объекта).

Классы объектов часто удобно строить так, чтобы они образовывали иерархическую структуру. Например, класс “Студент”, описывающий абстрактного студента, может служить основой для построения классов “Студент 1 курса”, “Студент 2 курса” и т.д., которые обладают всеми свойствами студента вообще и некоторыми дополнительными свойствами, характеризующими студента конкретного курса.

При разработке интерфейса с пользователем программы могут использовать объекты общего класса “Окно” и объекты классов специальных окон, например, окон информационных сообщений, окон ввода данных и т.п. В таких иерархических структурах один класс может рассматриваться как базовый для других, производных от него классов.

Объект производного класса обладает всеми свойствами базового класса и некоторыми собственными свойствами, он может реагировать на те же типы сообщений от других объектов, что и объект базового класса и на сообщения, имеющие смысл только для производного класса. Обычно говорят, что объект производного класса наследует все свойства своего базового класса.

Некоторые параметры объекта могут быть локализованы внутри объекта и недоступны для прямого воздействия извне объекта. Например, во время движения объекта-автомобиля объект-водитель может воздействовать только на ограниченный набор органов управления (рулевое колесо, педали газа, сцепления и тормоза, рычаг переключения передач) и ему недоступен целый ряд параметров, характеризующих состояние двигателя и автомобиля в целом.

Все языки ООП, включая С++, основаны на трех основополагающих концепциях, называемых

· инкапсуляцией,

· полиморфизмом

· наследованием.

Инкапсуляция - это механизм, который объединяет данные и методы, манипулирующие этими данными, и защищает и то и другое от внешнего вмешательства или неправильного использования. Когда методы и данные объединяются таким способом, создается объект.

Внутри объекта данные и методы могут обладать различной степенью открытости (или доступности). От общедоступных до таких, которые доступны только из методов самого объекта. Обычно отрытые члены класса используются для того, чтобы обеспечить контролируемый интерфейс с его закрытой частью.

Т.о., комбинирование структуры данных с функциями (действиями или методами), предназначенными для манипулирования данными, называется инкапсуляцией.

Наследование - это процесс, посредством которого, один объект может приобретать свойства другого. Точнее, объект может наследовать свойства другого объекта и добавлять к ним черты, характерные только для него.

Обычно, если объекты соответствуют конкретным сущностям реального мира, то классы являются абстракциями, выступающими в роли понятий. Между классами, как между понятиями существует иерархическое отношение конкретизации, связывающее класс с надклассом. Это отношение реализуется в системах ООП механизмом наследования.

Исследователи в различных областях естествознания тратят много времени на классификацию объектов в соответствии с определенными особенностями. В этом часто помогает организация классификации в форме фамильного дерева с одной общей категорией в корне и подкатегориями, разветвляющимися на подкатегории и т.д.

Каждый раз порожденный класс наследует все, связанное с родителем, и добавляет к ним свои собственные определяющие характеристики. Не описав такой иерархии, для каждого объекта пришлось бы задавать все характеристики, которые бы его исчерпывающе определяли.

ООП - это процесс построения иерархии классов. Одним из наиболее важных свойств, которое С++ добавляет к С, является механизм, по которому типы классов могут наследовать характеристики из более простых, общих типов. Этот механизм называется наследованием. Наследование обеспечивает общность функций, в то же время допуская столько особенностей, сколько необходимо. Если класс D наследует из класса В, то мы говорим, что D - это порожденный класс, а В - основной класс.

Т.о., наследование выполняет в ООП несколько важных функций:

· моделирует концептуальную структуру предметной области;

· экономит описания, позволяя использовать их многократно для задания разных классов;

· обеспечивает пошаговое программирование больших систем путем многократной конкретизации классов.

Полиморфизм греческого происхождения и означает "имеющий много форм". Полиморфизм - это свойство, которое позволяет одно и тоже имя использовать для решения нескольких технически разных задач.

Применительно к ООП, целью полиморфизма, является использование одного имени для задания общих для класса действий. На практике это означает способность объектов выбирать внутреннюю процедуру (метод) исходя из типа данных, принятых в сообщении.

В более общем смысле, концепцией полиморфизма является идея "один интерфейс, множество методов". Это означает, что можно создать общий интерфейс для группы близких по смыслу действий.

Преимуществом полиморфизма является то, что он помогает снижать сложность программ, разрешая использование одного интерфейса для единого класса действий. Выбор конкретного действия, в зависимости от ситуации, возлагается на компилятор.

Полиморфизм в языке С++ применим к функциям и к операциям (имеются в виду операции типа +, ==, [ ] и др.).

Т.о., полиморфизм означает присваивание действию одного имени или обозначения, которое совместно используется объектами различных типов, при этом каждый объект реализует действие способом, соответствующим его типу.

ООП = ИНКАПСУЛЯЦИЯ + НАСЛЕДОВАНИЕ + ПОЛИМОРФИЗМ и, что особенно проявляется в последнее время, ПРОГРАММИРОВАНИЕ, УПРАВЛЯЕМОЕ СОБЫТИЯМИ.

Дата добавления: 2015-07-25