Вопросы и ответы (старое, есть ошибки), страница 2

сlass A {

private:

int a,b;//скрытые свойства

void Do_Something(void);//скрытый метод.

public:

int Return_Something(void); //открытый интерфейс

};

МОДУЛЬНОСТЬ.

• Модульность – это свойство системы, которая была разложена на внутренне связные, но слабо связанные между собой модули

• Модули выполнят роль физических контейнеров, в которые помещаются определения классов и объектов

• Принципы абстрагирования, инкапсуляции и модульности являются взаимодополняющими

• Модульность позволяет хранить абстракции раздельно

Модульность — в языках программирования — принцип, согласно которому программное средство (ПС, программа, библиотека, web-приложение и др.) разделяется на отдельные именованные сущности, называемые модулями. Модульность часто является средством упрощения задачи проектирования ПС и распределения процесса разработки ПС между группами разработчиков. При разбиении ПС на модули для каждого модуля указывается реализуемая им функциональность, а также связи с другими модулями.

Роль модулей могут играть структуры данных, библиотеки функций, классы, сервисы и др. программные единицы, реализующие некоторый функционал и предоставляющие интерфейс к этому функционалу.

ИЕРАРХИЯ.

• Значительное упрощение в понимании сложных задач достигается за счет образования из абстракций иерархической структуры

• Один из видов иерархии – концепция наследования «обобщение-специализация» (is-a)

• Другой вид иерархии – агрегация (part-of)

• Иерархия – это упорядочение абстракций, расположение их по уровням

Иерархическая структура — многоуровневая форма организации объектов со строгой соотнесенностью объектов нижнего уровня определенному объекту верхнего уровня. «У подчиненного может быть только один руководитель». Графически представляется в виде дерева. Используется:

• В науке, как метод классификации (например, классификация биологических видов, соответствует общим и частным признакам. Часто этот метод классификации связан с генезисом.

• В социальных институтах, соответствует принципу подчиненности нижних уровней верхним

• При проектировании и эксплуатации технических объектов, соответствует «деталировке» разбиению крупных объектов на более мелкие

• В планировании, как метод детализации планов

• В программировании, как метод порождения от общего предка объектов, обладающих все более детализированными признаками

3. Основные понятия объектно-ориентированного подхода к проектированию программ. Понятие класса. Понятие объекта. Инкапсуляция данных и методов.

Класс

Класс наряду с понятием «Объект», является важным понятием объектно-ориентированного подхода в программировании (хотя существуют и беcклассовые объектно-ориентированные языки, например, JavaScript). Под классом подразумевается некая сущность, которая задает некоторое общее поведение для объектов. Таким образом, любой объект может принадлежать или не принадлежать определенному классу, то есть обладать или не обладать поведением, которое данный класс подразумевает. Класс определяет для объекта контракт, то есть правила, с помощью которых с объектом могут работать другие объекты (обычно это делается с помощью определения методов класса). Кроме того классы могут находиться друг с другом в различных отношениях, таких как Наследование или Агрегация.

Фактически объектно-ориентированное программирование чаще всего сводится к созданию некоторого количества классов, описанию связей между этими классами и их свойств, и дальнейшей реализации полученных классов. Графическое представление некоторого количества классов и связей между ними называется диаграммой классов. Объектно-ориентированный подход за время своего развития накопил множество рекомендаций (паттернов) по созданию классов и иерархий классов.

Отношения между классами

• Наследование (Генерализация) — объекты дочернего класса наследуют все свойства родительского класса.

• Ассоциация — объекты классов вступают во взаимодействие между собой.

• Агрегация — объекты одного класса, входят в объекты другого.

• Композиция — объекты одного класса, входят в объекты другого и зависят друг от друга по времени жизни.

• Класс-Метакласс — отношение, при котором экземплярами одного класса являются другие классы.

Виды классов

• Базовый (родительский) класс

• Производный класс (наследник, потомок)

• Абстрактный (виртуальный) класс

• Интерфейс

Члены классов

• private (закрытый, внутренний член класса) — обращения к члену допускаются только из кода методов класса, в котором этот член определён. Любые наследники класса уже не смогут получить доступ к этому члену;

• protected (защищённый, внутренний член иерархии классов) — обращения к члену допускаются из кода методов класса, в котором этот член определён, или из любых его классов-наследников;

• public (открытый член класса) — обращения к члену допускаются из любого кода.

Объект наряду с понятием «класс», является важным понятием объектно-ориентированного подхода в программировании. Под объектом подразумевается некоторая сущность в виртуальном пространстве, обладающая определённым состоянием и поведением, имеет заданные значения атрибутов и операций. Как правило, при рассмотрении объектов выделяется то, что объекты принадлежат одному или нескольким классам, которые в свою очередь определяют поведение (являются моделью) объекта. Время с момента создания объекта (конструкция) до его уничтожения (деструкция) называется временем жизни объекта.

Инстанцирование (англ. instantiation) — создание экземпляра класса. В отличие от слова «создание», применяется не к объекту, а к классу. То есть, говорят "(в виртуальной среде) создать экземпляр класса или инстанцировать класс". Порождающие шаблоны используют полиморфное инстанцирование.

Экземпляр класса (англ. instance) — это описание конкретного объекта в памяти. Класс описывает свойства и методы, которые будут доступны у объекта, построенного по описанию, заложенному в класс. Экземпляры используют для представления (моделирования) конкретных сущностей реального мира. Например объектом может быть ваша стиральная машина, и иметь следующие атрибуты: компания-производитель "Вятка", наименование модели "Вятка-автомат", серийный номер изделия ВЯТ454647, емкость 20 л.

Имя объекта начинается обычно со строчной буквы.

Анонимные объекты (англ. anonymous object) - это объект который принадлежит некоторому классу, но не имеет имени.

Полям объекта могут быть присвоены начальные значения (инициализация).

Класс представляет набор объектов, которые обладают общей структурой и одинаковым поведением.

Объект имеет состояние, обладает некоторым хорошо определенным поведением и уникальной идентичностью.

4. Основные понятия объектно-ориентированного подхода к проектированию программ. Роль наследования в ООП.

Насле́дование — один из четырёх важнейших механизмов объектно-ориентированного программирования (наряду с инкапсуляцией, полиморфизмом и абстракцией), позволяющий описать новый класс на основе уже существующего (родительского), при этом свойства и функциональность родительского класса наследуются новым классом.

Другими словами, класс-наследник реализует спецификацию уже существующего класса (базовый класс). Это позволяет обращаться с объектами класса-наследника точно так же, как с объектами базового класса .

Простое наследование

Класс, от которого произошло наследование, называется базовым или родительским (англ. base class). Классы, которые произошли от базового, называются потомками, наследниками или производными классами (англ. derived class).

В некоторых языках используются абстрактные классы. Абстрактный класс — это класс, содержащий хотя бы один абстрактный метод, он описан в программе, имеет поля, методы и не может использоваться для непосредственного создания объекта. То есть от абстрактного класса можно только наследовать. Объекты создаются только на основе производных классов, наследованных от абстрактного. Например, абстрактным классом может быть базовый класс «сотрудник ВУЗа», от которого наследуются классы «аспирант», «профессор» и т. д. Так как производные классы имеют общие поля и функции (например, поле «год рождения»), то эти члены класса могут быть описаны в базовом классе. В программе создаются объекты на основе классов «аспирант», «профессор», но нет смысла создавать объект на основе класса «сотрудник вуза».

Множественное наследование

При множественном наследовании у класса может быть более одного предка. В этом случае класс наследует методы всех предков. Достоинства такого подхода в большей гибкости. Множественное наследование реализовано в C++. Из других языков, предоставляющих эту возможность, можно отметить Python. Множественное наследование поддерживается в языке UML.

Множественное наследование — потенциальный источник ошибок, которые могут возникнуть из-за наличия одинаковых имен методов в предках. В языках, которые позиционируются как наследники C++ (Java, C# и др.), от множественного наследования было решено отказаться в пользу интерфейсов. Практически всегда можно обойтись без использования данного механизма. Однако, если такая необходимость все-таки возникла, то, для разрешения конфликтов использования наследованных методов с одинаковыми именами, возможно, например, применить операцию расширения видимости — «::» — для вызова конкретного метода конкретного родителя.

Большинство современных объектно-ориентированных языков программирования (C#, Java, Delphi и др.) поддерживает возможность одновременно наследоваться от класса-предка и реализовать методы нескольких интерфейсов одним классом. Этот механизм позволяет во многом заменить множественное наследование — методы интерфейсов необходимо переопределять явно, что исключает ошибки при наследовании функциональности одинаковых методов различных классов-предков.

• При наследовании один класс заимствует структурную или функциональную часть одного или нескольких других классов

• Наследование основано на иерархии классов

• Наследование упрощает выражение абстракций, делает проект более выразительным

• Дочерние классы наследуют свойства одного или нескольких родителей

• О диночное наследование

• Множественное наследование

• Абстрактные классы – обязательно должны иметь наследников и не имеют экземпляров

5. Основные понятия объектно-ориентированного подхода к проектированию программ. Свойство полиморфизма.

Полиморфизм - это свойство, которое позволяет одно и тоже имя использовать для решения нескольких технически разных задач.

В общем смысле, концепцией полиморфизма является идея "один интерфейс, множество методов". Это означает, что можно создать общий интерфейс для группы близких по смыслу действий.

Преимуществом полиморфизма является то, что он помогает снижать сложность программ, разрешая использование одного интерфейса для единого класса действий. Выбор конкретного действия, в зависимости от ситуации, возлагается на компилятор.

Применительно к ООП, целью полиморфизма, является использование одного имени для задания общих для класса действий. На практике это означает способность объектов выбирать внутреннюю процедуру (метод) исходя из типа данных, принятых в сообщении.

Представьте, что нужно открыть замок и у нас есть связка ключей. И вот мы стоим перед замком и пытаемся его открыть. Мы имеем связку ключей, у каждого из которых есть какие-то параметры (форма, размер и т.д.). Для того, чтобы открыть дверь мы перибираем один ключ за другим пока не найдем подходящий. Т.е. когда шаблон замка совпадает с шаблоном параметров ключа, замок открывается. Аналогично работает компилятор при наличие нескольких функций. Он последовательно проверяет шаблоны функций с одним и тем же именем пока не найдет подходящий.

Полиморфи́зм (в языках программирования) — взаимозаменяемость объектов с одинаковым интерфейсом.

Язык программирования поддерживает полиморфизм, если классы с одинаковой спецификацией могут иметь различную реализацию — например, реализация класса может быть изменена в процессе наследования .