Принципы и понятия ООП

Объектно-ориентированное программирование базируется на трех важнейших принципах, придающих объектам новые свойства. Этими принципами являются инкапсуляция, наследование и полиморфизм.

1. Инкапсуляция - это объединение в единое целое данных и алгоритмов обработки этих данных. В рамках ООП данные называются полями объекта (свойствами), а алгоритмы - объектными методами или просто методами.

Инкапсуляция позволяет в максимальной степени изолировать объект от внешнего окружения. Она существенно повышает надежность разрабатываемых программ, т.к. локализованные в объекте алгоритмы обмениваются с программой сравнительно небольшими объемами данных, причем количество и тип этих данных обычно тщательно контролируются. В результате замена или модификация алгоритмов и данных, инкапсулированных в объект, как правило, не влечет за собой плохо прослеживаемых последствий для программы в целом (в целях повышения защищенности программ в ООП почти не используются глобальные переменные).

Другим немаловажным следствием инкапсуляции является легкость обмена объектами, переноса их из одной программы в другую.

2. Наследование - есть свойство объектов порождать своих потомков. Объект-потомок автоматически наследует от родителя все поля и методы, может дополнять объекты новыми полями и заменять (перекрывать) методы родителя или дополнять их.

Принцип наследования решает проблему модификации свойств объекта и придает ООП в целом исключительную гибкость. При работе с объектами программист обычно подбирает объект, наиболее близкий по своим свойствам для решения конкретной задачи, и создает одного или нескольких потомков от него, которые "умеют" делать то, что не реализовано в родителе.

3. Полиморфизм - это свойство родственных объектов (т.е. объектов, имеющих одного общего родителя) решать схожие по смыслу проблемы разными способами. В рамках ООП поведенческие свойства объекта определяются набором входящих в него методов. Изменяя алгоритм того или иного метода в потомках объекта, программист может придавать этим потомкам отсутствующие у родителя специфические свойства. Для изменения метода необходимо перекрыть его в потомке, то есть объявить в потомке одноименный метод и реализовать в нем нужные действия. В результате в объекте-родителе и объекте-потомке будут действовать два одноименных метода, имеющие разную алгоритмическую основу и, следовательно, придающие объектам разные свойства. Это и называется полиморфизмом объектов.

В языке программирования Turbo Pascal полиморфизм достигается не только описанным выше механизмом наследования и перекрытия методов родителя, но и их виртуализацией, позволяющей родительским методам обращаться к методам потомков.

Основные понятия ООП

ООП - новая технология программирования, основанная на моделировании реального мира, при котором детали его реализации скрыты; либо взгляд на программирование, основанный на данных, в котором данные и поведение жестко связаны.

Классы.

Класс - это абстрактное понятие, сравнимое с понятием категория в его обычном смысле.

По определенным свойствам этого элемента можно установить, что он принадлежит к какой-то категории. Сама категория определяется общими свойствами, которые имеют все экземпляры этой категории.

Это можно пояснить на примере музыкальных инструментов. Музыкальные инструменты делятся на следующие категории: духовые, ударные и струнные. Все эти категории принадлежат к категории музыкальных инструментов. В свою очередь, категория музыкальных инструментов входит в категорию инструментов.

На рис. 1 эта структура категорий представлена графически в виде дерева.

Рис 1. Дерево категорий.

Музыкальные инструменты имеют общие свойства, но каждый инструмент сам по себе обладает особыми свойствами, которые определяют его назначение и отличают его от других инструментов. По тому же принципу можно описать и классы в ООП. Определенный Музыкальный инструмент некоторой категории, например труба, является объектом. Категория, к которой этот инструмент принадлежит, - это класс.

Класс в ООП - это абстрактный тип данных, который включает в себя не только данные, но и функции и процедуры.

Функции и процедуры класса называются методами и содержат исходный код, предназначенный для обработки внутренних данных объекта данного класса.

После того, как Вы объявили состав класса, необходимо определить (описать), что делает каждая функция-член (метод).

Существует 2 способа включения метода в класс:

1.Определение метода при описании класса.

2.Объявление метода при описании, а его описание - при вызове.

Методы, определенные внутри класса, являются неявно встроенными.

Пример.

class A
{
int x, y;
int sum () { return (x + y); }
};

Для определения метода вне класса укажите имя класса, за ним знак :: и имя функции-члена. Официальное название двойного двоеточия - оператор разрешения области действия. Он указывает, что данная функция-член является частью определенного класса.

Пример.

Class B
{
int x, y;
int sum ()
};
int B::sum () { return (x + y); }

Также как и структуры, классы можно задавать либо статически, либо динамически.
Например,
статически - Toplist foo;
динамически - Toplist *bar; bar=new Toplist;

Для статических и динамических классов применимы те же правила и принципы, что и для статических и динамических переменных.

Объект - экземпляр класса.

Наследование.

Классы содержат данные и методы. В ООП методы и данные одного класса могут передаваться другим классам, т.е. объекты могут наследовать свойства друг друга. Класс наследует свойства другого класса, обладает теми же возможностями, что и класс, от которого он порожден. Этот принцип называется наследованием (inheritance). Порожденный класс называется потомком (descendant), а тот, от кого он порожден - предком (ancestor). Благодаря новым свойствам, которыми дополняется потомок, порожденный класс может обладать большими возможностями, чем его предок.

Механизм наследования обеспечивает возможность многократного применения программного кода. Таким образом, классы могут быть представлены в виде иерархии. Библиотека VLC (Visual Component Library) в Delphi как раз и является такой иерархической системой классов.

Наследование - механизм, позволяющий объектам класса наследовать характеристики (данные и методы) более простых и общих типов (классов); - средство получения новых классов из существующих.

Инкапсуляция.

Инкапсуляция (encapsulation) - объединение данных с функциями, предназначенными для манипулирования этими данными (т.е. поведением) в новом типе - КЛАССЕ.