Объектно-ориентированное программирование

Объектно-ориентированное программирование

Объектно-ориентированное программирование (ООП) - основная методология программирования.

Она является продуктом 30 летней практики и включает ряд языков: Simula 67, Smalltalk, Eiffel, Objective C, C++, Object Pascal, Java, C## .

Это стиль программирования, который фиксирует поведение реального мира таким способом, при котором детали его реализации скрыты.

• Являются иерархическими и состоят из взаимозависимых подсистем, которые в свою очередь также могут быть разделены на подсистемы и т.д. – до самого низкого уровня.
• Выбор элементарных компонентов произволен и зависит от исследователя.
• Каждая часть системы имеет свою функцию и может рассматриваться независимо от других.
• Системы состоят из немногих типов подсистем, по-разному скомбинированных и организованных.
• Система сложнее, чем совокупность ее частей.

Объект

Интер

фейс

Состояние (атрибуты)

Поведение (методы)

Действие в ООП инициируется посредством передачи сообщений объекту, ответственному за действия.

Сообщение содержит запрос на осуществление действия и сопровождается дополнительной информацией (аргументами), необходимой для его выполнения. Если объект принимает сообщение, то на него автоматически возлагается ответственность за выполнение указанного действия.

В качестве реакции на сообщение получатель запускает некоторый метод (алгоритм), чтобы удовлетворить принятый запрос. Детали метода известны только получателю сообщения.

Таким образом внутреннее состояние и поведение объекта скрыто от других объектов. Изменить его можно извне только с помощью передачи сообщения (вызова метода). В этом состоит принцип инкапсуляции .

Метод, выполняемый в ответ на сообщение, определяется классом, которому принадлежит объект. Все экземпляры одного и того же класса используют одинаковые методы.

• Имеется определенный объект, выполняющий метод
• Интерпретация сообщения (вызываемый метод) зависит от получателя и для разных объектов может быть разной.

Обычно конкретный получатель неизвестен до выполнения программы, следовательно неизвестен метод, который будет вызван. В этом случае решение, какой метод вызывать, должно быть принято во время выполнения программы. Такой способ связи сообщения и метода называется поздним связыванием . Возможность объектов по-разному реагировать на одинаковые сообщения называется полиморфизм .

Классы могут быть организованы в иерархическую структуру с наследованием свойств. Дочерний класс (или подкласс) наследует атрибуты родительского класса (или надкласса), расположенного выше в иерархическом дереве.

Объект

Животное

Техн. устройство

Млекопитающее

Трансп. средство

Электронное устр.

Человек

Автомобиль

Монитор

Студент

Поиск метода, который вызывается в ответ на определенное сообщение, начинается с методов, принадлежащих классу получателя.

Если подходящий метод не найден, то поиск продолжается для родительского класса. Поиск продвигается вверх по цепочке родительских классов до тех пор, пока не будет найден нужный метод или пока не будет исчерпана последовательность родительских классов.

В первом случае выполняется найденный метод, во втором - выдается сообщение об ошибке.

Если выше в иерархии классов существуют методы с тем же именем, что и текущий, то говорят, что данный метод переопределяет наследуемое поведение.

Возможность переопределения методов есть реализация полиморфизма.

Наследование позволяет различным типам данных совместно использовать один и тот же код, приводя к уменьшению его размера и повышению функциональности. Полиморфизм обеспечивает, чтобы общий код удовлетворял конкретным особенностям отдельных типов данных.

В итоге становится возможным максимально использовать существующий код.

Программа – совокупность взаимодействующих объектов. Каждый объект выполняет конкретную функцию. Объект соединяет вместе состояние (данные) и поведение (методы). Объекты одного класса имеют одни и те же методы.

Объект проявляет свое поведение путем вызова метода в ответ на сообщение. Интерпретация сообщения зависит от объекта и может быть различной для различных классов объектов .

Для удобства создания нового класса из уже существующих используется механизм наследования. Наследование обеспечивает повторное использование.

• Инкапсуляция (объединение данных с методами в сочетании со скрытием данных)
• Абстракция (расширяемость системы классов)
• Наследование (повторное использование методов и атрибутов)
• Полиморфизм (переопределение методов и гибкий выбор метода во время выполнения программы)

Класс – тип данных, содержащий поля (переменные) и методы (функции) для их обработки.

Объект – переменная типа класс.

Отличия ООП в С++ от Delphi

• статическое размещение объектов в памяти неявный вызов конструкторов и деструкторов перегрузка операций множественное наследование отсутствие свойств ( property) вложенность классов отсутствие единого предка
• статическое размещение объектов в памяти
• неявный вызов конструкторов и деструкторов
• перегрузка операций
• множественное наследование
• отсутствие свойств ( property)
• вложенность классов
• отсутствие единого предка

class {

[private:]

public:

};

Элементы класса – поля и методы.

Поля

#include

#include

class student

{ char fam[20],name[20];

int age;

public:

void setdata (char *f, char *n, int a = 20)

{ age = a; strcpy(fam, f);

strcpy(name, n);

}

void show ()

{ cout

};

Встраиваемые методы

Описание объектов

int main ()

{ student a, b ;

a.setdata("Ivanov", "Boris");

b.setdata("Sokolova", "Olga", 19);

a.show();

b.show();

return 0;

}

Вызов методов (передача сообщений)

Встроенный метод определяется внутри класса. Метод может быть определен вне класса, тогда внутри класса указывается только его заголовок.

class student

{ char fam[20],name[20];

int age;

public:

void setdata (char *f, char *n, int a = 20 ) ;

void show () ;

};

При определении метода вне класса в его заголовке указывается имя класса с использованием операции доступа к области видимости ( ::).

void student :: setdata (char *f, char *n, int a)

{ age = a; strcpy(fam, f);

strcpy(name, n);

}

setdata ( “Sidorov”, “Ivan”); " width="640"

student group [25];

student *s = new student;

…

for (int i = 0; i

s - setdata ( “Sidorov”, “Ivan”);

a.age ) return *this; return a; } … student c = a.old(b); c.show(); " width="640"

Указатель this

Для того, чтобы метод работал с полями того объекта, для которого он вызван, передается скрытый параметр this, содержащий константный указатель на объект. В явном виде this используется для возврата ссылки или указателя на объект.

student& student :: old (student &a)

{ if ( age a.age ) return *this;

return a;

}

…

student c = a.old(b);

c.show();

Конструктор – метод предназначенный для инициализации объекта, выполняющийся автоматически в момент его создания.

Конструктор имеет имя, совпадающее с именем класса.

Конструктор не возвращает значение.

Класс может иметь несколько перегруженных конструкторов с разными параметрами.

Конструктор по умолчанию – не имеет параметров. Для любого класса автоматически создается такой конструктор.

Конструктор может иметь параметры со значениями по умолчанию.

#include

#include

#include

class _time

{ int h,m;

public:

_time ( int hours = 0, int minutes = 0)

{ h = hours; m = minutes; }

void show()

{ cout

};

int main()

{ _time t(12,30), p = 12;

t.show(); p.show(); return 0;}

Конструктор

Создание объектов с инициализацией

Служит для инициализации полей в конструкторе. Список позволяет инициализировать константные поля и поля-ссылки

class _time

{ int h,m;

public:

_time ( int hours = 0, int minutes = 0)

: h( hours ), m ( minutes ) { }

…

};

Конструктор копирования получает в качестве параметра константную ссылку на объект того же класса.

T (const T& )

Этот конструктор вызывается

• при описании объекта с инициализацией другим объектом
• при передаче объекта в функцию по значению
• при возврате объекта из функции

Если конструктор копирования не указан, он будет создан автоматически.

class student

{ char *fam,*name;

int age;

public:

student (char *f, char *n, int a = 20) : age (a)

{ fam = new char [20]; name = new char [20];

strcpy (fam, f); strcpy (name, n); }

student (student &s) : age (s.age)

{ fam = new char [20]; name = new char [20];

strcpy (fam, s.fam); strcpy (name, s.name); }

void show ();

};

int main ()

{ student a("Ivanov", "Boris"), b("Sokolova", "Olga", 19);

student c = a;

a.show(); b.show(); c.show(); return 0; }

= 60) { h++; m-=60;} h = h % 24;} }; Вызов: c.add( a , b); " width="640"

Рассмотрим метод для сложения времени class _time

{ …

void add (const _time &time1,

const _time &time2)

{ h = time1.h + time2.h;

m = time1.m + time2.m;

if (m = 60) { h++; m-=60;}

h = h % 24;}

};

Вызов: c.add( a , b);

= 60) { t.h++; t.m-=60;} t.h = t.h % 24; return t; } Вызов: _ time c = a.inc(b); " width="640"

_time inc ( _time interv)

{ _time t;

t.h = h + interv.h;

t.m = m + interv.m;

if (t.m = 60) { t.h++; t.m-=60;}

t.h = t.h % 24;

return t;

}

Вызов: _ time c = a.inc(b);

~

class student

{ char *fam,*name;

int age;

public:

…

~student() { delete [] name; delete [] fam;}

};

int main ()

{ student a("Ivanov", "Boris"), b("Sokolova", "Olga", 19);

student c = a;

a.show(); b.show(); c.show(); return 0; }