Объект объектно-ориентированного программирования

Методология объектно-ориентированного программирования

Объектно-ориентированный подход к проектированию основан на

представлении предметной области задачи в виде множества моделей для независимой от языка разработки программной системы на основе ее прагматики.

Объектно-ориентированный подход обладает преимуществами

Уменьшение сложности программного обеспечения; повышение надежности программного обеспечения; обеспечение возможности модификации отдельных компонентов программного обеспечения без изменения остальных его компонентов; обеспечение возможности повторного использования отдельных компонентов программного обеспечения.

Объекты

Будем называть объектом понятие, абстракцию или любой предмет с четко очерченными границами, имеющий смысл в контексте рассматриваемой прикладной проблемы. Введение объектов преследует две цели: понимание прикладной задачи (проблемы); введение основы для реализации на компьютере. Объект - это мыслимая или реальная сущность, обладающая характерным поведением и отличительными характеристиками и являющаяся важной в предметной области. Каждый объект имеет состояние, обладает четко определенным поведением и уникальной идентичностью.

Состояние

Состояние (state) - совокупный результат поведения объекта: одно из стабильных условий, в которых объект может существовать, охарактеризованных количественно; в любой момент времени состояние объекта включает в себя перечень (обычно статический) свойств объекта и текущие значения (обычно динамические) этих свойств.

Поведение

В терминологии объектно-ориентированного подхода понятия "действие", "сообщение" и "метод" являются синонимами. Т.е. выражения "выполнить действие над объектом", "вызвать метод объекта" и "послать сообщение объекту для выполнения какого-либо действия" эквивалентны. Поведение (behavior) - действия и реакции объекта, выраженные в терминах передачи сообщений и изменения состояния; видимая извне и воспроизводимая активность объекта.

Уникальность

Уникальность (identity) - свойство объекта; то, что отличает его от других объектов. В машинном представлении под параметром уникальности объекта чаще всего понимается адрес размещения объекта в памяти.

Классы

Все объекты одного и того же класса описываются одинаковыми наборами атрибутов. Однако объединение объектов в классы определяется не наборами атрибутов, а семантикой. Класс - это шаблон поведения объектов определенного типа с заданными параметрами, определяющими состояние. Все экземпляры одного класса (объекты, порожденные от одного класса) имеют один и тот же набор свойств и общее поведение, то есть одинаково реагируют на одинаковые сообщения.

Графическое представление класса в UML

Инкапсуляция

Инкапсуляция (encapsulation) - это сокрытие реализации класса и отделение его внутреннего представления от внешнего (интерфейса).

Наследование

Наследование (inheritance) - это отношение между классами, при котором класс использует структуру или поведение другого класса (одиночное наследование), или других (множественное наследование) классов. Наследование вводит иерархию "общее/частное", в которой подкласс наследует от одного или нескольких более общих суперклассов. Подклассы обычно дополняют или переопределяют унаследованную структуру и поведение.

Наследование

Полиморфизм

Слово "полиморфизм" греческого происхождения и означает "имеющий много форм".

Полиморфизм

Для описанной выше иерархии классов, используя полиморфизм, можно написать следующий код: … Point p[] = new Point[1000]; p[0] = new Circle(); p[1] = new Box(); p[2] = new Line(); … for(int i = 0; i < p.length;i++) { if(p[i]!=null) p[i].draw();}…

Полиморфизм

Под полиморфизмом в ООП понимают способность одного и того же программного текста x.M (где М - виртуальный метод) выполняться по-разному, в зависимости от того, с каким объектом связана сущность x. Полиморфизм гарантирует, что вызываемый метод M будет принадлежать классу объекта, связанному с сущностью x.

Типы отношений между классами

Агрегация (aggregation); ассоциация (association); наследование (inheritance); метаклассы (metaclass).

Агрегация

Отношение между классами типа "содержит" (contain) или "состоит из" называется агрегацией, или включением. // определение класса Fish public class Fish { private Aquarium home; public Fish() { }} // определение класса Aquarium public class Aquarium { private Fish inhabitants[]; public Aquarium() { }}

Ассоциация

Объекты одного класса ссылаются на один или более объектов другого класса, то ни в ту, ни в другую сторону отношение между объектами не носит характера "владения", или контейнеризации public class Programmer { private Computer computers[]; public Programmer() { } } public class Computer { private Programmer programmers[]; public Computer() { } }

Метаклассы

Каждый класс, или описание, всегда имеет строгий шаблон, задаваемый языком программирования или выбранной объектной моделью. Шаблон, задающий различные классы, называется метаклассом. Итак, объекты порождаются от классов, а классы - от метакласса.