53 (Вопросы по разным темам с ответами (программирование))

53. Особенности реализации механизма композиции классов в объектно-ориентированном программировании. (Новиков)

ООП – программирование с использованием объектов.

У объекта есть поля данных и методы.

Композиция – прием ООП, когда в качестве полей данных выступают объекты других классов.

Безразлично, является ли класс наследником другого класса.

Вложенность композиции сколько угодно глубокая.

Пример

сlass Point // Точка

{

private:

int x;

int y;

public:

Point(int x, int y)

{

thisx = x;

thisy = y;

}

…

}

class Line // линия

{

public:

Point P1;

Point P2;

Line(Point P1, Point P2)

{

thisP1 = P1;

thisP2 = P2;

}

…

}

[лекции]

Класс – это совокупность полей и методов, обеспечивающих необходимые действия над полями.

Объект – это экземпляр класса.

Композицией называют такое отношение между классами, когда один является частью второго. Физически композиция реализуется включением в класс фиксированного количества полей, являющихся объектами другого класса. Такие поля обычно называют объектными.

Отношение агрегации

Агрегация (aggregation) - специальная форма ассоциации, которая служит для представления отношения типа "часть-целое" между агрегатом (целое) и его составной частью.

Отношение агрегации имеет место между несколькими классами в том случае, если один из классов представляет собой сущность, которая включает в себя в качестве составных частей другие сущности. Данное отношение имеет фундаментальное значение для описания структуры сложных систем, поскольку применяется для представления системных взаимосвязей типа "часть-целое". Раскрывая внутреннюю структуру системы, отношение агрегации показывает, из каких элементов состоит система, и как они связаны между собой.

С точки зрения модели отдельные части системы могут выступать в виде, как элементов, так и подсистем, которые, в свою очередь, тоже могут состоять из подсистем или элементов. Таким образом, данное отношение по своей сути описывает декомпозицию или разбиение сложной системы на более простые составные части, которые также могут быть подвергнуты декомпозиции, если в этом возникнет необходимость.

Очевидно, что рассматриваемое в таком аспекте деление системы на составные части представляет собой иерархию, но принципиально отличную от той, которая порождается отношением обобщения. Отличие заключается в том, что части системы никак не обязаны наследовать ее свойства и поведение, поскольку являются самостоятельными сущностями. Более того, части целого обладают собственными атрибутами и операциями, которые существенно отличаются от атрибутов и операций целого.

Графически отношение агрегации изображается сплошной линией, один из концов которой представляет собой не закрашенный внутри ромб. Этот ромб указывает на тот класс, который представляет собой "целое" или класс-контейнер. Остальные классы являются его "частями" (рис. 6.9).

Рис. 6.9.  Графическое изображение отношения агрегации в языке UML

В качестве примера отношения агрегации можно рассмотреть взаимосвязь типа "часть-целое", которая имеет место между классом Системный блок персонального компьютера и его составными частями: Процессор, Материнская плата, Оперативная память, Жесткий диск и Дисковод гибких дисков. Используя обозначения языка UML, компонентный состав системного блока можно представить в виде соответствующей диаграммы классов (рис. 6.10), которая в данном случае иллюстрирует отношение агрегации.

Рис. 6.10.  Диаграмма классов для иллюстрации отношения агрегации на примере системного блока ПК

Отношение композиции

Композиция (composition) - разновидность отношения агрегации, при которой составные части целого имеют такое же время жизни, что и само целое. Эти части уничтожаются вместе с уничтожением целого.

Отношение композиции - частный случай отношения агрегации. Это отношение служит для спецификации более сильной формы отношения "часть-целое", при которой составляющие части тесно взаимосвязаны с целым. Особенность этой взаимосвязи заключается в том, что части не могут выступать в отрыве от целого, т.е. с уничтожением целого уничтожаются и все его составные части.

Композит (composite) - класс, который связан отношением композиции с одним или большим числом классов.

Графически отношение композиции изображается сплошной линией, один из концов которой представляет собой закрашенный внутри ромб. Этот ромб указывает на тот класс, который представляет собой класс-композит. Остальные классы являются его "частями" (рис. 6.11).

Рис. 6.11.  Графическое изображение отношения композиции в языке UML

Возможно, самым наглядным примером этого отношения является живая клетка в биологии, в отрыве от которой не могут существовать ее составные части. Другой практический пример - окно графического интерфейса программы, которое может состоять из строки заголовка, полос прокрутки, главного меню, рабочей области и строки состояния. Нетрудно заключить, что подобное окно представляет собой класс, а его составные элементы также являются отдельными классами. Последнее обстоятельство характерно для отношения композиции, поскольку отражает различные способы представления данного отношения.

Для отношений композиции и агрегации могут использоваться дополнительные обозначения, применяемые для отношения ассоциации. А именно, могут указываться кратности отдельных классов, которые в общем случае не обязательны. Применительно к описанному выше примеру класс Окно программы является классом-композитом, а взаимосвязи составляющих его частей могут быть изображены следующей диаграммой классов (рис. 6.12).

Рис. 6.12.  Диаграмма классов для иллюстрации отношения композиции на примере класса-композита Окно программы

[http://www.intuit.ru/department/pl/umlbasics/6/3.html]