Программа ооп это что

Что такое объектно-ориентированное программирование (ООП)?

Объектно-ориентированное программирование определяет режим программирования, который ориентируется на структурные объекты со связанными свойствами.

Организация играет решающую роль почти во всех процессах, от домашних обязанностей до управления проектами. Программирование ничем не отличается. Хотя цель программирования состоит в том, чтобы посылать инструкции машинам, делать это строка за строкой в последовательном порядке — не всегда лучший подход к такой задаче.

Осмысливая код с точки зрения объектов и классов, разработчики могут создавать программное обеспечение более гибко и интуитивно понятно, чем в противном случае. Этот метод организации долгое время использовался для написания чистого, поддерживаемого и, что наиболее важно, повторно используемого кода.

Что такое объектно-ориентированное программирование?

Объектно-ориентированное программирование (ООП) — это парадигма программирования, которая использует концепцию объектов для создания четко определенных фрагментов кода, которыми можно управлять. Парадигма программирования описывает способ организации программы. До появления ООП процедурное и структурное программирование были основными парадигмами программирования того времени.

ООП за 5 минут 😱 что такое объектно-ориентированное программирование

Процедурное программирование работает с помощью пошаговых инструкций. Структурированное программирование немного сложнее, оно использует потоки управления, такие как операторы if/then/else и циклы while/for.

Неотъемлемой частью ядра объектно-ориентированного программирования является манипулирование объектами. Объекты содержат данные и код, содержащие свойства, процедуры и функции. Чтобы проиллюстрировать интуитивный характер объектно-ориентированного программирования, сравните объект в программировании с объектом в реальной жизни.

Например, автомобиль — это объект с различимыми качествами, такими как цвет и тип. Автомобиль может ездить. Демонстрация поведения автомобиля в программе, использующей процедурное или структурное программирование, несомненно, будет сложной задачей. С помощью объектно-ориентированного программирования вы можете сгенерировать класс автомобиля и кодировать особенности объекта внутри класса. Хотя детали этого предприятия более растянуты, вы можете назначать определяющие аспекты автомобиля и управлять его поведением с помощью простого вызова функции.

4 основных строительных блока ООП

Четыре фундаментальных строительных блока охватывают принцип работы объектно-ориентированного программирования: классы, атрибуты, методы и объекты.

Классы предлагают шаблоны для лучшего описания объектов. По сути, классы служат чертежами для создания объектов. Внутри класса программисты должны определить переменные и методы, на которые могут ссылаться его соответствующие объекты. В примере с автомобилем класс будет обозначать свойства объекта автомобиля, заключать в себе функциональные возможности автомобиля, а также в первую очередь объявлять автомобиль как класс.

Атрибуты (или переменные) относятся к характеристикам объекта. Внешний вид, состояние и другие качественные признаки являются общими атрибутами объекта. Атрибуты класса в сочетании с экземплярами объекта отличают объекты друг от друга. Следующая программа демонстрирует объявление класса в Python:

Класс Автомобиль:
def init (я, цвет, тип):
self.color = цвет
self.type = тип

Здесь «я» представляет экземпляр класса для будущих ссылок на атрибуты и методы объекта. А «цвет» и «тип» представляют собой атрибуты класса.

Программисты также должны определять методы вместе с атрибутами. Методы инкапсулируют функции, которые обрабатывают данные и поведение экземпляра объекта.

В автомобиле метод вождения может быть уместен. Вы можете определить такой метод прямо под определениями атрибутов автомобиля.

Хотя с помощью кода можно отобразить реальный автомобиль и смоделировать приложение для вождения, программирование этого метода немного сложнее, чем строки кода ниже.

защитный диск (сам)
print(‘Я за рулем’ + self.color + self.type)

Объекты существуют наряду с классами. По сути, это поля данных с четкой структурой, которую может определить программист. Как только вы вызываете объект, программа создает экземпляр. Экземпляр — это конкретный объект, сгенерированный из класса. Чтобы вызвать объект, вам нужно будет предоставить информацию, относящуюся к классу, например, конкретный цвет и тип автомобиля.

автомобиль = Автомобиль(‘красный’, ‘Седан’)

Приведенный выше код формально установит конкретный экземпляр уникального автомобильного объекта.

Затем вы сможете увидеть, как метод привода работает в действии.

4 столпа ООП
В дополнение к фундаментальным строительным блокам объектно-ориентированного программирования, следующие технические принципы имеют решающее значение для любого подхода к объектно-ориентированному программированию.

1. Инкапсуляция
Инкапсуляция — это связывание состояния и поведения объекта вместе. Это происходит, когда атрибуты и методы заключены в единый модуль и/или класс. Из-за инкапсуляции поля класса недоступны для публики напрямую. Кроме того, инкапсуляция обеспечивает гибкость и удобство сопровождения. Например, в объекте автомобиля класс Car может быть скрыт от остальной части программы.

Преимуществами являются возможность повторного использования без учета конкретных деталей, на которые опирается объект, и более чистый код в целом.

2. Абстракция
Абстракция имеет те же преимущества и происхождение, что и инкапсуляция. Принцип абстракции применяется, когда программа раскрывает пользователям только те данные, которые имеют отношение к объекту.

Конечно, абстракция играет роль в идее инкапсуляции. Объектно-ориентированное программирование гарантирует, что программы инкапсулируют объектные данные внутри класса, чтобы можно было абстрагироваться от сложных механизмов. Масштабируемость — главное преимущество абстракции и ООП в целом. Большие кодовые базы усложняют процесс внесения изменений и обслуживания.

Благодаря совместной работе инкапсуляции и абстракции программисты могут вызывать объекты без необходимости доступа или открытия углубленных механизмов классов. В реальной жизни есть масса случаев, эквивалентных абстракции в программировании.

Во-первых, у смартфонов всего несколько значимых кнопок на самом устройстве. Эти кнопки позволяют пользователям выражать функциональные возможности, не увязая в сложности технологии. Точно так же объект — это абстракция чего-то скрытого за кулисами, что гораздо сложнее, чем кажется на первый взгляд .

3. Наследование
Когда в программе есть несколько классов со связанными свойствами, наследование может упростить ландшафт. В объектно-ориентированном программировании дочерние классы могут наследовать родительские классы и аналогичные функции. В качестве примера наследования рассмотрим, как класс Car может совместно использовать свойства с более крупной категорией, например с транспортными средствами.

«Автомобиль» в качестве родительского класса. «Автомобиль» и «Велосипед» — это дочерние классы, которые наследуют атрибуты родительского класса практически без усилий.

4. Полиморфизм
Полиморфизм — это состояние, при котором объект может принимать несколько форм. При этом полиморфизм может проявляться по-разному. Примеры полиморфизма включают:

Полиморфизм с наследованием
Методы в дочернем и родительском классах могут носить одно и то же имя, но иметь разное поведение. Благодаря инкапсуляции это не приведет ни к какой ошибке в программе. Программа по умолчанию будет использовать метод конкретного вызываемого объекта.

Полиморфизм с функциями и объектами . Вы можете определить функцию вне класса, которая зависит от методов и атрибутов класса. После создания экземпляра объекта вы можете использовать объект для развертывания функции.

Полиморфизм с методами класса
Два или более разных класса с одинаковыми именами методов используют полиморфизм для устранения несоответствий. Часто это выглядит как цикл for, в котором поток управления может перебирать кортеж объектов из каждого класса.

Каковы преимущества объектно-ориентированного программирования?

Объектно-ориентированное программирование так выгодно из-за его пластичности. Способность рассматривать структуры кода как объекты в среде программирования позволяет программистам свободно формировать программы.

• Модульность

• Возможность повторного использования

• Возможность подключения

• Простота

Какие проблемы связаны с объектно-ориентированным программированием?
Откровенно говоря, у ООП не так много недостатков. Но выполнение огромного количества кода, скрытого под одной сущностью, может оказаться сложной задачей для любой машины.

Более крупные программы также являются естественным следствием использования принципов объектно-ориентированного программирования. Если у вас есть возможность сжать код, в целом получается больше кода. Другими словами, самый главный недостаток объектно-ориентированного программирования заключается в сложности его компиляции.

В то же время масштабируемость имеет первостепенное значение для любого бизнеса в сфере разработки программного обеспечения. А этого редко можно добиться без объектно-ориентированного программирования.

5 лучших объектно-ориентированных языков программирования
Языки объектно-ориентированного программирования предоставляют разработчикам синтаксис и внутренние меры для использования ООП по своему желанию. Вот самые популярные и высокопроизводительные объектно-ориентированные языки программирования.

1. Питон
Python — это интерпретируемый язык программирования высокого уровня общего назначения. Разработчики выбирают Python для различных вариантов использования. Приложения Python варьируются от разработки игр до науки о данных и машинного обучения.

2. Java
Как язык программирования, основанный на классах, Java спроектирован так, чтобы иметь мало зависимостей; таким образом, разработчики Java могут рассчитывать на непрерывное повторное использование. Java известен как официальный язык программирования для Android-разработки .

3. Руби
Ruby выделяется среди других объектно-ориентированных языков программирования тем, что его цель — воспринимать практически все, что написано на языке, как объект. Юкихиро «Мац» Мацумото, разработчик Ruby, создал язык, когда почувствовал, что альтернативные языки ООП, такие как Python, не были по-настоящему объектно-ориентированными. Ruby on Rails — популярный веб-фреймворк, основанный на языке Ruby.

4. С++
C++, или C с классами, — это объектно-ориентированное расширение C. C — это классический язык программирования, который до сих пор занимает высокие позиции в индексе TIOBE. Тем не менее, его расширение C++ работает исключительно хорошо при работе со встроенными системами, такими как смарт-часы и медицинские машины.

5. С#
C# — это язык .NET Framework, продукт Microsoft, который помогает разработчикам создавать приложения. Как и C++, C# также является языком промежуточного программного обеспечения, который может тесно взаимодействовать с аппаратным обеспечением. C# в основном используется для разработки игр в Unity .

Объектно-ориентированное программирование — ценный подход к разработке программного обеспечения, который не следует принимать как должное. Вполне вероятно, что разработчики в вашей команде уже хорошо знакомы с принципами ООП и используют их каждый день для оптимизации ваших процессов. Чтобы полностью понять, как ООП может быть полезен для процесса разработки программного обеспечения, вы должны обратить внимание на такие концепции программирования, как инкапсуляция, абстракция, полиморфизм и наследование. Эти основы ООП дают много преимуществ для общей программы, гибкость и согласованность являются всеобъемлющими преимуществами.

HR Блог для IT рекрутера в Телеграм

Хочешь всегда получать новые статьи, бесплатные материалы и полезные HR лайфхаки! Подписывайся на нас в Telegram! С нами подбор ит персонала становится проще 😉

Источник: itanddigital.ru

Объектно-ориентированное программирование: на пальцах

Настало время серьёзных тем: сегодня расскажем про объектно-ориентированное программирование, или ООП. Это тема для продвинутого уровня разработки, и мы хотим, чтобы вы его постигли.

Из этого термина можно сделать вывод, что ООП — это такой подход к программированию, где на первом месте стоят объекты. На самом деле там всё немного сложнее, но мы до этого ещё доберёмся. Для начала поговорим про ООП вообще и разберём, с чего оно начинается.

Обычное программирование (процедурное)

Чаще всего под обычным понимают процедурное программирование, в основе которого — процедуры и функции. Функция — это мини-программа, которая получает на вход какие-то данные, что-то делает внутри себя и может отдавать какие-то данные в результате вычислений. Представьте, что это такой конвейер, который упакован в коробочку.

Например, в интернет-магазине может быть функция «Проверить email». Она получает на вход какой-то текст, сопоставляет со своими правилами и выдаёт ответ: это правильный электронный адрес или нет. Если правильный, то true, если нет — то false.

Функции полезны, когда нужно упаковать много команд в одну. Например, проверка электронного адреса может состоять из одной проверки на регулярные выражения, а может содержать множество команд: запросы в словари, проверку по базам спамеров и даже сопоставление с уже известными электронными адресами. В функцию можно упаковать любой комбайн из действий и потом просто вызывать их все одним движением.

Что не так с процедурным программированием

Процедурное программирование идеально работает в простых программах, где все задачи можно решить, грубо говоря, десятком функций. Функции аккуратно вложены друг в друга, взаимодействуют друг с другом, можно передать данные из одной функции в другую.

Например, вы пишете функцию «Зарегистрировать пользователя интернет-магазина». Внутри неё вам нужно проверить его электронный адрес. Вы вызываете функцию «Проверить email» внутри функции «Зарегистрировать пользователя», и в зависимости от ответа функции вы либо регистрируете пользователя, либо выводите ошибку. И у вас эта функция встречается ещё в десяти местах. Функции как бы переплетены.

Тут приходит продакт-менеджер и говорит: «Хочу, чтобы пользователь точно знал, в чём ошибка при вводе электронного адреса». Теперь вам нужно научить функцию выдавать не просто true — false, а ещё и код ошибки: например, если в адресе опечатка, то код 01, если адрес спамерский — код 02 и так далее. Это несложно реализовать.

Вы залезаете внутрь этой функции и меняете её поведение: теперь она вместо true — false выдаёт код ошибки, а если ошибки нет — пишет «ОК».

И тут ваш код ломается: все десять мест, которые ожидали от проверяльщика true или false, теперь получают «ОК» и из-за этого ломаются.

Теперь вам нужно:

• либо переписывать все функции, чтобы научить их понимать новые ответы проверяльщика адресов;
• либо переделать сам проверяльщик адресов, чтобы он остался совместимым со старыми местами, но в нужном вам месте как-то ещё выдавал коды ошибок;
• либо написать новый проверяльщик, который выдаёт коды ошибок, а в старых местах использовать старый проверяльщик.

Задача, конечно, решаемая за час-другой.

Но теперь представьте, что у вас этих функций — сотни. И изменений в них нужно делать десятки в день. И каждое изменение, как правило, заставляет функции вести себя более сложным образом и выдавать более сложный результат. И каждое изменение в одном месте ломает три других места. В итоге у вас будут нарождаться десятки клонированных функций, в которых вы сначала будете разбираться, а потом уже нет.

Это называется спагетти-код, и для борьбы с ним как раз придумали объектно-ориентированное программирование.

Объектно-ориентированное программирование

Основная задача ООП — сделать сложный код проще. Для этого программу разбивают на независимые блоки, которые мы называем объектами.

Объект — это не какая-то космическая сущность. Это всего лишь набор данных и функций — таких же, как в традиционном функциональном программировании. Можно представить, что просто взяли кусок программы и положили его в коробку и закрыли крышку. Вот эта коробка с крышками — это объект.

Программисты договорились, что данные внутри объекта будут называться свойствами, а функции — методами. Но это просто слова, по сути это те же переменные и функции.

Объект можно представить как независимый электроприбор у вас на кухне. Чайник кипятит воду, плита греет, блендер взбивает, мясорубка делает фарш. Внутри каждого устройства куча всего: моторы, контроллеры, кнопки, пружины, предохранители — но вы о них не думаете. Вы нажимаете кнопки на панели каждого прибора, и он делает то, что от него ожидается. И благодаря совместной работе этих приборов у вас получается ужин.

Объекты характеризуются четырьмя словами: инкапсуляция, абстракция, наследование и полиморфизм. Если интересно, что это такое, приглашаем в кат:

Инкапсуляция — объект независим: каждый объект устроен так, что нужные для него данные живут внутри этого объекта, а не где-то снаружи в программе. Например, если у меня есть объект «Пользователь», то у меня в нём будут все данные о пользователе: и имя, и адрес, и всё остальное. И в нём же будут методы «Проверить адрес» или «Подписать на рассылку».

Абстракция — у объекта есть «интерфейс»: у объекта есть методы и свойства, к которым мы можем обратиться извне этого объекта. Так же, как мы можем нажать кнопку на блендере. У блендера есть много всего внутри, что заставляет его работать, но на главной панели есть только кнопка. Вот эта кнопка и есть абстрактный интерфейс.

В программе мы можем сказать: «Удалить пользователя». На языке ООП это будет «пользователь.удалить()» — то есть мы обращаемся к объекту «пользователь» и вызываем метод «удалить». Кайф в том, что нам не так важно, как именно будет происходить удаление: ООП позволяет нам не думать об этом в момент обращения.

Например, над магазином работают два программиста: один пишет модуль заказа, а второй — модуль доставки. У первого в объекте «заказ» есть метод «отменить». И вот второму нужно из-за доставки отменить заказ. И он спокойно пишет: «заказ.отменить()». Ему неважно, как другой программист будет реализовывать отмену: какие он отправит письма, что запишет в базу данных, какие выведет предупреждения.

Наследование — способность к копированию. ООП позволяет создавать много объектов по образу и подобию другого объекта. Это позволяет не копипастить код по двести раз, а один раз нормально написать и потом много раз использовать.

Например, у вас может быть некий идеальный объект «Пользователь»: в нём вы прописываете всё, что может происходить с пользователем. У вас могут быть свойства: имя, возраст, адрес, номер карты. И могут быть методы «Дать скидку», «Проверить заказ», «Найти заказы», «Позвонить».

На основе этого идеального пользователя вы можете создать реального «Покупателя Ивана». У него при создании будут все свойства и методы, которые вы задали у идеального покупателя, плюс могут быть какие-то свои, если захотите.

Идеальные объекты программисты называют классами.

Полиморфизм — единый язык общения. В ООП важно, чтобы все объекты общались друг с другом на понятном им языке. И если у разных объектов есть метод «Удалить», то он должен делать именно это и писаться везде одинаково. Нельзя, чтобы у одного объекта это было «Удалить», а у другого «Стереть».

При этом внутри объекта методы могут быть реализованы по-разному. Например, удалить товар — это выдать предупреждение, а потом пометить товар в базе данных как удалённый. А удалить пользователя — это отменить его покупки, отписать от рассылки и заархивировать историю его покупок. События разные, но для программиста это неважно. У него просто есть метод «Удалить()», и он ему доверяет.

Такой подход позволяет программировать каждый модуль независимо от остальных. Главное — заранее продумать, как модули будут общаться друг с другом и по каким правилам. При таком подходе вы можете улучшить работу одного модуля, не затрагивая остальные — для всей программы неважно, что внутри каждого блока, если правила работы с ним остались прежними.

Плюсы и минусы ООП

У объектно-ориентированного программирования много плюсов, и именно поэтому этот подход использует большинство современных программистов.

1. Визуально код становится проще, и его легче читать. Когда всё разбито на объекты и у них есть понятный набор правил, можно сразу понять, за что отвечает каждый объект и из чего он состоит.
2. Меньше одинакового кода. Если в обычном программировании одна функция считает повторяющиеся символы в одномерном массиве, а другая — в двумерном, то у них большая часть кода будет одинаковой. В ООП это решается наследованием.
3. Сложные программы пишутся проще. Каждую большую программу можно разложить на несколько блоков, сделать им минимальное наполнение, а потом раз за разом подробно наполнить каждый блок.
4. Увеличивается скорость написания. На старте можно быстро создать нужные компоненты внутри программы, чтобы получить минимально работающий прототип.

А теперь про минусы:

1. Сложно понять и начать работать. Подход ООП намного сложнее обычного процедурного программирования — нужно знать много теории, прежде чем будет написана хоть одна строчка кода.
2. Требует больше памяти. Объекты в ООП состоят из данных, интерфейсов, методов и много другого, а это занимает намного больше памяти, чем простая переменная.
3. Иногда производительность кода будет ниже. Из-за особенностей подхода часть вещей может быть реализована сложнее, чем могла бы быть. Поэтому бывает такое, что ООП-программа работает медленнее, чем процедурная (хотя с современными мощностями процессоров это мало кого волнует).

Что дальше

Впереди нас ждёт разговор о классах, объектах и всём остальном важном в ООП. Крепитесь, будет интересно!

Получите ИТ-профессию

В «Яндекс Практикуме» можно стать разработчиком, тестировщиком, аналитиком и менеджером цифровых продуктов. Первая часть обучения всегда бесплатная, чтобы попробовать и найти то, что вам по душе. Дальше — программы трудоустройства.

Источник: thecode.media

Name already in use

A tag already exists with the provided branch name. Many Git commands accept both tag and branch names, so creating this branch may cause unexpected behavior. Are you sure you want to create this branch?

Cancel Create

Java-Theory / OOP.md

• Go to file T
• Go to line L
• Copy path
• Copy permalink

This commit does not belong to any branch on this repository, and may belong to a fork outside of the repository.

Latest commit 1f287a0 Sep 14, 2019

1 contributor

Users who have contributed to this file

127 lines (84 sloc) 21 KB

• Open with Desktop
• View raw
• Copy raw contents Copy raw contents Copy raw contents

Copy raw contents

• ООП?
• Основные принцыпы ООП.
• Что такое «инкапсуляция»?
• Что такое «наследование»?
• Что такое «полиморфизм»?
• Что такое «абстракция»?
• Что представляет собой «обмен сообщениями»?
• Расскажите про основные понятия ООП: «класс», «объект», «интерфейс».
• В чем заключаются преимущества и недостатки объектно-ориентированного подхода в программировании?
• Что подразумевают в плане принципов ООП выражения «является» и «имеет»?
• В чем разница между композицией и агрегацией?
• Что такое статическое и динамическое связывание?

Объектно-ориентированное программирование (ООП) — методология программирования, основанная на представлении программы в виде совокупности объектов, каждый из которых является экземпляром определенного класса, а классы образуют иерархию наследования.

• объектно-ориентированное программирование использует в качестве основных логических конструктивных элементов объекты, а не алгоритмы;
• каждый объект является экземпляром определенного класса
• классы образуют иерархии.

Программа считается объектно-ориентированной, только если выполнены все три указанных требования. В частности, программирование, не использующее наследование, называется не объектно-ориентированным, а программированием с помощью абстрактных типов данных.

Согласно парадигме ООП программа состоит из объектов, обменивающихся сообщениями. Объекты могут обладать состоянием, единственный способ изменить состояние объекта — послать ему сообщение, в ответ на которое, объект может изменить собственное состояние.

Основные принцыпы ООП.

• Инкапсуляция — сокрытие реализации.
• Наследование — создание новой сущности на базе уже существующей.
• Полиморфизм — возможность иметь разные формы для одной и той же сущности.
• Абстракция — набор общих характеристик.
• Посылка сообщений — форма связи, взаимодействия между сущностями.
• Переиспользование- все что перечислено выше работает на повторное использование кода.

Это единственно верный порядок парадигм ООП, так как каждая последующая использует предыдущие.

Что такое «инкапсуляция»?

Инкапсуляция – это свойство системы, позволяющее объединить данные и методы, работающие с ними, в классе и скрыть детали реализации от пользователя, открыв только то, что необходимо при последующем использовании.

Цель инкапсуляции — уйти от зависимости внешнего интерфейса класса (то, что могут использовать другие классы) от реализации. Чтобы малейшее изменение в классе не влекло за собой изменение внешнего поведения класса.

Что такое «наследование»?

Наследование – это свойство системы, позволяющее описать новый класс на основе уже существующего с частично или полностью заимствующейся функциональностью.

Класс, от которого производится наследование, называется предком, базовым или родительским. Новый класс – потомком, наследником или производным классом.

Полиморфизм – это свойство системы использовать объекты с одинаковым интерфейсом без информации о типе и внутренней структуре объекта.

Преимуществом полиморфизма является то, что он помогает снижать сложность программ, разрешая использование одного и того же интерфейса для задания единого набора действий. Выбор же конкретного действия, в зависимости от ситуации, возлагается на компилятор языка программирования. Отсюда следует ключевая особенность полиморфизма — использование объекта производного класса, вместо объекта базового (потомки могут изменять родительское поведение, даже если обращение к ним будет производиться по ссылке родительского типа).

Полиморфная переменная, это переменная, которая может принимать значения разных типов, а полиморфная функция, это функция у которой хотя бы один аргумент является полиморфной переменной. Выделяют два вида полиморфных функций:

• ad hoc, функция ведет себя по разному для разных типов аргументов (например, функция draw() — рисует по разному фигуры разных типов);
• параметрический, функция ведет себя одинаково для аргументов разных типов (например, функция add() — одинаково кладет в контейнер элементы разных типов).

Абстрагирование – это способ выделить набор общих характеристик объекта, исключая из рассмотрения частные и незначимые. Соответственно, абстракция – это набор всех таких характеристик.

Что представляет собой «обмен сообщениями»?

Объекты взаимодействуют, посылая и получая сообщения. Сообщение — это запрос на выполнение действия, дополненный набором аргументов, которые могут понадобиться при выполнении действия. В ООП посылка сообщения (вызов метода) — это единственный путь передать управление объекту.

Если объект должен «отвечать» на это сообщение, то у него должна иметься соответствующий данному сообщению метод. Так же объекты, используя свои методы, могут и сами посылать сообщения другим объектам. Обмен сообщениями реализуется с помощью динамических вызовов, что приводит к чрезвычайно позднему связыванию (extreme late binding).

Расскажите про основные понятия ООП: «класс», «объект», «интерфейс».

Класс – это способ описания сущности, определяющий состояние и поведение, зависящее от этого состояния, а также правила для взаимодействия с данной сущностью (контракт).

С точки зрения программирования класс можно рассматривать как набор данных (полей, атрибутов, членов класса) и функций для работы с ними (методов).

С точки зрения структуры программы, класс является сложным типом данных.

Объект (экземпляр) – это отдельный представитель класса, имеющий конкретное состояние и поведение, полностью определяемое классом. Каждый объект имеет конкретные значения атрибутов и методы, работающие с этими значениями на основе правил, заданных в классе.

Интерфейс – это набор методов класса, доступных для использования. Интерфейсом класса будет являться набор всех его публичных методов в совокупности с набором публичных атрибутов. По сути, интерфейс специфицирует класс, чётко определяя все возможные действия над ним.

В чем заключаются преимущества и недостатки объектно-ориентированного подхода в программировании?

• Объектная модель вполне естественна, поскольку в первую очередь ориентирована на человеческое восприятие мира, а не на компьютерную реализацию.
• Классы позволяют проводить конструирование из полезных компонентов, обладающих простыми инструментами, что позволяет абстрагироваться от деталей реализации.
• Данные и операции над ними образуют определенную сущность, и они не разносятся по всей программе, как нередко бывает в случае процедурного программирования, а описываются вместе. Локализация кода и данных улучшает наглядность и удобство сопровождения программного обеспечения.
• Инкапсуляция позволяет привнести свойство модульности, что облегчает распараллеливание выполнения задачи между несколькими исполнителями и обновление версий отдельных компонентов.
• Возможность создавать расширяемые системы.
• Использование полиморфизма оказывается полезным при:

• Обработке разнородных структур данных. Программы могут работать, не различая вида объектов, что существенно упрощает код. Новые виды могут быть добавлены в любой момент.
• Изменении поведения во время исполнения. На этапе исполнения один объект может быть заменен другим, что позволяет легко, без изменения кода, адаптировать алгоритм в зависимости от того, какой используется объект.
• Реализации работы с наследниками. Алгоритмы можно обобщить настолько, что они уже смогут работать более чем с одним видом объектов.
• Возможности описать независимые от приложения части предметной области в виде набора универсальных классов, или фреймворка, который в дальнейшем будет расширен за счет добавления частей, специфичных для конкретного приложения.

• Сокращается время на разработку, которое может быть отдано другим задачам.
• Компоненты многоразового использования обычно содержат гораздо меньше ошибок, чем вновь разработанные, ведь они уже не раз подвергались проверке.
• Когда некий компонент используется сразу несколькими клиентами, улучшения, вносимые в его код, одновременно оказывают положительное влияние и на множество работающих с ним программ.
• Если программа опирается на стандартные компоненты, ее структура и пользовательский интерфейс становятся более унифицированными, что облегчает ее понимание и упрощает использование.

• В сложных иерархиях классов поля и методы обычно наследуются с разных уровней. И не всегда легко определить, какие поля и методы фактически относятся к данному классу.
• Код для обработки сообщения иногда «размазан» по многим методам (иначе говоря, обработка сообщения требует не одного, а многих методов, которые могут быть описаны в разных классах).
• Документирование классов — задача более трудная, чем это было в случае процедур и модулей. Поскольку любой метод может быть переопределен, в документации должно говориться не только о том, что делает данный метод, но и о том, в каком контексте он вызывается.
• Неэффективность и неэкономное распределения памяти на этапе выполнения (по причине издержек на динамическое связывание и проверки типов на этапе выполнения).
• Излишняя универсальность. Часто содержится больше методов, чем это реально необходимо текущей программе. А поскольку лишние методы не могут быть удалены, они становятся мертвым грузом.

Что подразумевают в плане принципов ООП выражения «является» и «имеет»?

«является» подразумевает наследование. «имеет» подразумевает ассоциацию (агрегацию или композицию).

В чем разница между композицией и агрегацией?

Ассоциация обозначает связь между объектами. Композиция и агрегация — частные случаи ассоциации «часть-целое».

Агрегация предполагает, что объекты связаны взаимоотношением «part-of» (часть). Композиция более строгий вариант агрегации. Дополнительно к требованию «part-of» накладывается условие, что экземпляр «части» может входить только в одно целое (или никуда не входить), в то время как в случае агрегации экземпляр «части» может входить в несколько целых.

Что такое статическое и динамическое связывание?

Присоединение вызова метода к телу метода называется связыванием. Если связывание проводится компилятором (компоновщиком) перед запуском программы, то оно называется статическим или ранним связыванием (early binding).

В свою очередь, позднее связывание (late binding) это связывание, проводимое непосредственно во время выполнения программы, в зависимости от типа объекта. Позднее связывание также называют динамическим (dynamic) или связыванием на стадии выполнения (runtime binding). В языках, реализующих позднее связывание, должен существовать механизм определения фактического типа объекта во время работы программы, для вызова подходящего метода. Иначе говоря, компилятор не знает тип объекта, но механизм вызова методов определяет его и вызывает соответствующее тело метода. Механизм позднего связывания зависит от конкретного языка, но нетрудно предположить, что для его реализации в объекты должна включаться какая-то дополнительная информация.

Для всех методов Java используется механизм позднего (динамического) связывания, если только метод не был объявлен как final (приватные методы являются final по умолчанию).

Источник: github.com

Объектно-ориентированное программирование (ООП). Объясняем на пальцах

Объектно-ориентированное программирование (в дальнейшем ООП) — парадигма программирования, в которой основными концепциями являются понятия объектов и классов. ООП создано для моделирования алгоритмов, бизнес-процессов или любой иной формализованной логики. Проще говоря, ООП разработано для упрощения программирования комплексных программных продуктов. Далее попробуем разобраться с концепцией объектно-ориентированного программирования на простых примерах.

Собираем на дрон для штурмовиков Николаевской области. Он поможет найти и уничтожить врага

1. Что такое объектно-ориентированное программирование?

Система объектно-ориентированного программирования (ООП) — это парадигма основанная на концепции «объектов», содержащих данные и методы.

Основной целью ООП является повышение гибкости и удобства сопровождения программ, это борьба с возрастающей сложностью современного ПО. При таком подходе сведения об объекте и его поведении (методы) находятся в одном месте, упрощая понимание того, как работает программа. Мы подробно рассмотрим каждую особенность ООП. Однако для начала разберемся, что такое объект.

2.1. Что такое объект?

Объект — любой предмет или сущность, имеющий состояние и поведение.

ПОБУДОВА БІЗНЕС-ПРОЦЕСІВ
Навчіться впроваджувати бізнес-процеси відповідно до нових цілей компанії.

Состояние — это характеристики объекта, его параметры, поведение — осуществляемые им действия.

Пример:

1. Объект: дом
2. Состояние: адрес, цвет, площадь

Вот так реализация этого объекта будет выглядеть на объектно-ориентированном языке Java:

class House < String address; String color; double are; void openDoor() < //здесь пишется код >void closeDoor() < //место для вашего кода >. . >

Различные состояния объекта представлены в виде переменных экземпляра, а поведение — это методы класса.

2.2. Что такое класс?

Класс можно рассматривать как план, с помощью которого можно создать столько объектов, сколько захотите.

Возьмем класс Site с двумя элементами данных поля или переменные экземпляра и состояние объекта . Это просто план, он не принадлежит какому-то отдельному сайту, однако с его помощью мы можем создавать объекты (или экземпляры), представляющие любой из них.

В следующем примере мы создали два объекта и предоставили им отдельные свойства с помощью конструктора:

(Продолжаем использовать Java)

public class Site < //поля (или переменные) String webName; int webAge; // конструктор Site(String name, int age)< this.webName = name; this.webAge = age; >public static void main(String args[]) < //создаем объекты Site obj1 = new Site(«highload», 5); Site obj2 = new Site(«yandex», 18); //Получаем данные объекта и выводим их в консоль System.out.println(obj1.webName+» «+obj1.webAge); System.out.println(obj2.webName+» «+obj2.webAge); >>

3. Что не так с процедурным программированием (ПП)?

До ООП все языки программирования были процедурными. Назывались они так потому, что программист определял очень специфический набор процедур (подпрограмм), которые должен был выполнять компьютер. Это пошаговое руководство включало в себя прием данных, выполнение последовательности действий с этими данными, а затем вывод того, что получилось в результате этих действий.

Процедурные языки хорошо работали в те времена а некоторые до сих пор используются . Однако ряд существенных недостатков у них все же есть. В основном, сложности появлялись при желании программиста сделать что-то, не входящее в базовую последовательность шагов (доработка и поддержка софта), а также при создании больших программ (сложный комплексный софт). Иногда получалось такое спагетти, которое трудно было распутать.

Также разработчиками отмечались следующие недостатки ПП:

1. Огромное количество процедур при разработке объемных проектов сказывается на чистоте и работоспособности кода.
2. Раздутые библиотеки кода, где содержаться сотни подпрограмм — очень трудно поддерживать.
3. Из-за непрозрачной структуры библиотек, существует возможность одним «неловким движением» испортить всю библиотеку (это реально бывает).
4. Все данные процедуры доступны только внутри нее. Отсутствует возможность вызвать их из другого места, а также использовать повторно. Принцип DRY (Don’t Repeat Yourself) тут не работает.
5. Монолитные большие куски кода довольно сложно модифицировать и расширить.

Вот тут нам на помощь и приходит объектно-ориентированное программирование. Оно упрощает организацию данных и кода, делая их универсальными для разработки любых проектов.

Далее рассмотрим ООП более подробно и поговорим о четырех китах, на которых оно стоит .

4. Основные принципы ООП

Абстракция

При использовании чего-либо (предмета или метода) — вам не обязательно знать, как он работает. Для примера возьмем кофе-машину, внутри которой довольно сложный механизм. Однако все что нам от нее надо — нажав кнопку с изображением дымящейся кружки — получить порцию ароматного эспрессо.

То же самое верно и для объектов в ООП. В любом встроенном методе присутствует скрытый функционал. Например, в примере с объектом «Дом» есть метод openDoor() . Он может состоять из нескольких элементов: поворота ключа в дверном замке, дергания за ручку и т.д. Но нам с вами не обязательно об этом знать. Все, что нужно, прописать этот метод в редакторе кода и она откроется.

Это абстракция.

Инкапсуляция

Инкапсуляция — это один из способов создания абстракции. Каждый объект представляет собой набор данных (переменные, методы).

Элементы внутри объекта обычно остаются закрытыми, что означает, что другие объекты и методы не могут получить к ним доступ — они инкапсулированы, заключены в оболочку. Роль оболочки обычно играют классы. При таком подходе программист может вносить изменения в структуру или содержимое объекта, не беспокоясь об общедоступном интерфейсе. На объекты можно воздействовать только с помощью их методов.

Наследование

В дополнение к классам, объектно-ориентированные языки программирования также имеют подклассы. Они содержат все атрибуты родительского класса, но могут также содержать и другие атрибуты.

Для примера возьмем древнейшую игру — шахматы. У каждой шахматной фигуры есть свои классы с переменными и методами для передвижения и других действий. Более подробно рассмотрим пешку — обозначим ее классом Piece , поместив для нее внутри необходимый функционал. Однако помимо стандартных функций, пешкам еще нужен метод, превращающий их в другие фигуры, по достижении конца доски. Мы назовем его методом transformPiece() .

Мы не будем помещать его в класс, а вместо этого создадим подкласс под названием Pawn . Поскольку это подкласс, он наследует все атрибуты от класса Piece . Экземпляр подкласса Pawn будет включать в себя не только метод transformPiece() , но и базовые свойства и атрибуты класса-родителя (цвет, высоту, форму и разрешенное движение).

Вывод: Вместо того, чтобы создавать новые классы для всего, можно создать базовый класс, а затем расширить его новыми подклассами, там, где это необходимо. Создание подклассов экономит много времени, однако злоупотреблять их созданием не стоит, чтобы в них не запутаться.

Полиморфизм

Полиморфизм является результатом наследования. Полное понимание этой концепции требует некоторых знаний в области программирования, поэтому здесь мы будем придерживаться основ. Полиморфизм позволяет программистам использовать методы с одним и тем же именем, но с разными объектами.

Например, наш класс Piece может иметь метод move() , перемещающий фигуру на одну позицию в любом направлении. Такая функция будет работать и для фигуры короля, но не для чего-либо еще. Чтобы решить эту проблему, мы можем определить новый метод move() в подклассе Rook , определяющий движение как неограниченное количество пробелов вперед, назад, влево или вправо.

Теперь, когда программист вызывает метод move() и использует фигуру в качестве аргумента, программа будет точно знать, как она должна двигаться. Это экономит массу времени на попытки выяснить, какой из множества различных методов вы должны использовать. Это делает решение более общим и универсальным, расширяя базовую функциональность первоначального метода.

5. История появления ООП

Основы ООП зародились еще в 60-х годах XX века. Норвежцы Кристен Найгаард и и Оле-Йохан Даль разработали язык для создания симуляций и назвали его Simula 67. Основной задачей языка была симуляция взрыва кораблей различного назначения и модификаций.

Проведя несколько опытов, ученые поняли, что гораздо удобнее делить корабли на группы по разным категориям. У каждой из них был свой собственный класс, генерирующий уникальное поведение и данные каждого отдельного экземпляра.

А вот сам термин «объектно-ориентированное программирование» впервые был произнесен вслух в компании Xerox, при разработке языка программирования Smalltalk. Ввели его, чтобы обозначить процесс применения объектов — как основу для вычислений. Вдохновленные ​​проектом Simula 67, создатели Smalltalk сделали его динамичным.

В отличие от большинства статических систем того времени, с объектами можно было взаимодействовать на высоком уровне: изменять, создавать новые или удалять. Кроме того, Smalltalk был первым языком программирования, в котором была представлена ​​концепция наследования.

Simula стал вдохновляющим примером для большинства других языков, в том числе Pascal и Lisp, в 1980-х годах к ним присоединился еще и C++ (который стал образцом реализации современного ООП).

6. Плюсы и минусы ООП

Преимущества:

• Легкий удобочитаемый код.
• Быстро пишется.
• Простая реализация большого функционала.
• Не нужно писать однотипные функции для разных сущностей.
• Меньше повторений.

Недостатки:

• Объекты потребляют больше оперативной памяти, чем примитивные типы данных.
• Сниженная производительность, из-за большего потребления ресурсов.
• Парадигма ООП сложнее функционального программирования, поэтому на старт уходит больше времени.

7. Языки объектно-ориентированного программирования

Вот несколько популярных языков, поддерживающих принцип ООП:

1. Java.
2. Python.
3. C++.
4. Ruby.
5. C#.
6. JavaScript.
7. Objective-C.
8. PHP.
9. Perl.
10. Scala.
11. Swift.

Список, конечно же, неполный, на самом деле их гораздо больше.

8. Простой пример реализации ООП-концепции

Допустим, клиент заказал у вас сделать новый Тамагочи с белым медведем в качестве виртуального питомца. Вы принимаетесь за работу и создаете класс PolarBear на JavaScript/TypeScript.

class PolarBear < private _weight: number = 990; constructor(weight: number = 0) < this._weight = weight >makeNoise() < console.log(«ревет»); >eat() < console.log(«ест все что захочет»); >sleep() < console.log(«спит»); >roam() < console.log(«бесцельно бродит); >>

Затем заказчик попросил вас впихнуть в разрабатываемый гаджет всех существующих медведей, чтобы белому было немного веселей. Вы, закатывая рукава, возвращаетесь к работе и создаете копии класса медведей. Следующее желание клиента — добавить информацию о происхождении для каждого питомца. Вы больше не дублируете код.

Теперь вы меняете сотни строк кода для всех восьми видов медведей. Все это сопровождается вашими недовольными возгласами и неминуемым появлением кучи ошибок из-за множества правок. Пока вы тренируетесь, ваш клиент снова звонит и просит добавить в игру грызунов и жирафа. Вы понимаете, что когда вы закончите, он захочет еще обезьян и гиппопотама и вам нужен лучший способ все это внедрить.

Чтобы приручить свой виртуальный зверинец, вам поможет ООП, а именно простая структуризация кода: черные медведи, гризли и медведи-ленивцы — объединим в класс Медведи. В то же время медведи, грызуны и обезьяны — будут помечены классом Животные. Вот так мы постепенно и построим наше генеалогическое древо.

Это только часть кода:

class Animal < private _weight: number; private _origin: string; constructor(weight: number = 0, origin: string = «») < this._weight = weight; this._origin = origin; >makeNoise(noise: string = «») < console.log(«издал звук, похожий на: » + noise); >eat(food: string = «») < console.log(«ест » + food); >sleep() < console.log(«спит»); >roam() < console.log(«бесцельно бродит»); >> class Bear extends Animal < constructor(weight: number, origin: string) < super(weight, origin); >makeNoise(noise: string = «рев») < super.makeNoise(noise); >eat(food: string = «все, что он хочет») < super.eat(food); >> class GrizzlyBear extends Bear < constructor(weight: number = 600, origin: string = «Северная Америка») < super(weight, origin); >> class Panda extends Bear < constructor(weight: number = 230, origin: string = «Китай») < super(weight, origin); >makeNoise() < super.makeNoise(«писк»); >eat() < super.eat(«молодые побеги бамбука»); >>

Надеюсь, сам принцип понятен. А от теории, как известно, до реальной практики всего один шаг.

Коротко о главном

Что вам нужно знать об ООП:

• Объектно-ориентированное программирование собирает информацию в отдельные сущности, называемые объектами.
• Каждый объект является единственным экземпляром класса.
• Абстракция скрывает внутреннюю работу объекта, когда ее не нужно видеть.
• Инкапсуляция хранит связанные переменные и методы внутри объектов и защищает их.
• Наследование позволяет подклассам использовать атрибуты родительских классов.
• Полиморфизм позволяет объектам и методам работать в разных ситуациях с помощью одного интерфейса.

В конце, как обычно, несколько релевантных ссылок на актуальные видеоролики по теме:

Источник: highload.today