🗊Презентация Объектно-ориентированное программирование

Объектно-ориентированное программирование

1. Понятие ООП 2. Принципы объектно-ориентированного программирования 3. Конструкторы 4. Ключевое слово this 5. Различия между процедурным и объектно-ориентированным подходами

1. Понятие ООП Объектно-ориентированное программирование (ООП) – подход к созданию программ, основанный на использовании классов и объектов, взаимодействующих между собой. Объект — это мыслимая или реальная сущность, обладающая характерным поведением и отличительными характеристиками и являющаяся важной в предметной области. Гради Буч

Примеры объектов: Примеры объектов: Осязаемые объекты: стол, бильярдный шар, компьютер; Неосязаемые объекты, события или явления: химический процесс, траектория движения шара. Объект обладает состоянием и поведением.

Состояние объекта характеризуется перечнем всех свойств данного объекта и текущими значениями каждого из этих свойств. Состояние объекта характеризуется перечнем всех свойств данного объекта и текущими значениями каждого из этих свойств. Свойство — это характеристики, черты, качества или способности, делающие данный объект самим собой. Пример состояния некоторой окружности

Состояние объекта может измениться только в результате вызова методов. Состояние объекта может измениться только в результате вызова методов. Поведение – это то, как объект действует или реагирует. Поведение – это набор операций (методов) объекта. Операция – это услуга, которую объект может предоставить своим клиентам (другим объектам).

Классы Класс – это некоторое множество объектов, имеющих общую структуру и общее поведение. Любой объект является экземпляром класса. Все экземпляры одного класса будут вести себя одинаковым образом в ответ на одинаковые запросы. Класс — множество объектов с общей структурой и поведением.

Определение класса Класс определяется с помощью ключевого слова class: class Book{ }

Состояние объекта определяется свойствами класса. Состояние объекта определяется свойствами класса. Поведение объекта определяется методами класса.    class Circle { public double x; public double y; public double r; public void printCircle(){          System.out.println("Окружность с центром("+x+";"+y+") и радиусом "+r);  }      }

Создание программы в рамках ООП: Создание программы в рамках ООП: 1. Из предметной области задачи выделяются существенные свойства, с учётом которых создаются классы. 2. От классов порождаются объекты, обладающие некоторым начальным состоянием (значениями свойств). 3. Объекты начинают взаимодействовать между собой с помощью методов, изменяя своё состояние. 4. Так, получается модель некоторого явления или процесса. Чтобы получить полезный результат, надо оценить состояние этой модели в нужный момент.

2.Принципы объектно-ориентированного подхода Класс должен проектироваться и разрабатываться с использованием принципов инкапсуляции, наследования и полиморфизма. Правильное применение указанных принципов повышает абстрагирование и улучшает классификацию предметной области (программы), что в конечном счете позволят бороться со сложностью предметной области.

Понятие абстрагирования и классификации Абстрагирование (abstraction) — это представление предметной области (программы) в виде меньшего количества более крупных понятий (блоков) и минимизация связей между ними. Классификация — это выделение существенных, устойчивых отношений (связей) между понятиями (блоками).

Примеры абстрагирования и классификации

Понятие инкапсуляции Инкапсуляция - это объединение данных с функциями их обработки в сочетании с сокрытием ненужной для использования этих данных информацией. Инкапсуляция - это сокрытие реализации класса и отделение его внутреннего представления от внешнего (интерфейса).

Понятие интерфейса и реализации Интерфейс (interface) – это внешний вид класса, выделяющий его существенные черты и не показывающий внутреннего устройства и секретов поведения. Реализация (implementation) – внутреннее представление класса, включая секреты его поведения.

Преимущества использования инкапсуляции Повышает степень абстракции программы — для написания программы не требуется знания данных класса и реализация его функций. Позволяет изменить реализацию класса без модификации остальной части программы, если интерфейс остался прежним.

Модификаторы доступа Для решения проблемы сокрытия реализации в Java используются модификаторы доступа. Уровни доступа варьируются от «доступа ко всему» до минимального. В Java существуют следующие модификаторы доступа: public protected private доступ в пределах пакета

Модификатор public Модификатор public определяет, что следующее за ним объявление доступно всем, и в том числе произвольным программам клиентам. public class Cookie { // Класс Печенье public void getApple() { ... } private void getOrange() { ... } } public class Dinner { public void run() { cookie.getApple(); // метод доступен cookie.getOrange(); // метод недоступен } }

Модификатор private Модификатор private обозначает, что никто не имеет право получить доступ к этому члену за исключением его класса, изнутри методов этого класса. public class Cookie { private void getOrange() { ... } public void makeJuice() { getOrange(); // метод доступен } } public class Dinner { public void run() { cookie.getOrange(); // метод недоступен } }

Модификатор protected Модификатор protected обозначает, что никто не имеет право получить доступ к этому члену за исключением его класса, и классов унаследованных от него. public class Cookie { protected void getOrange() { ... } } public class Cake extends Cookie { public void run() { getOrange(); // метод доступен } } public class Dinner { public void run() { cookie.getOrange(); // метод недоступен } }

Модификатор «в пределах пакета» Если вообще не указывать модификатор, то мы получим доступ по умолчанию – в пределах пакета. Поле будет доступно только классам в этом пакете. package ru.sbs.jc; public class Cookie { void getOrange() { ... } } package ru.sbs.jc; public class Cake { public void run() { cookie.getOrange(); // метод доступен } }

Понятие наследования Наследование − это такое отношение между классами, когда один класс повторяет структуру и поведение другого класса . Другими словами, структура и поведение передается от предка к потомку. Наследование реализует отношение "is-a" между двумя классами, т.е. дочерний класс должен быть частным или специализированным случаем родительского класса.

Наследование в Java позволяет повторно использовать код одного класса в другом классе, т.е. можно унаследовать новый класс от уже существующего класса. Главный наследуемый класс в Java называют родительским классом, или суперклассом. Наследующий класс называют дочерним классом, или подклассом. Подкласс наследует все поля и свойства суперкласса, а также может иметь свои поля и свойства, отсутствующие в классе-родителе. Наследование в Java позволяет повторно использовать код одного класса в другом классе, т.е. можно унаследовать новый класс от уже существующего класса. Главный наследуемый класс в Java называют родительским классом, или суперклассом. Наследующий класс называют дочерним классом, или подклассом. Подкласс наследует все поля и свойства суперкласса, а также может иметь свои поля и свойства, отсутствующие в классе-родителе. Создание подкласса выполняется с помощью ключевого слова extends.

Преимущества использования наследования При наследовании общие свойства и поведение не описываются, что сокращает объем программы. Выделение общих черт различных классов в один класс-предок является мощным механизмом абстракции и классификации.

Конструктор подкласса Автоматически вызывается конструктор суперкласса без аргументов. Если такой конструктор у суперкласса отсутствует, возникает ошибка. Для вызова конструктора суперкласса – первой командой в коде конструктора подкласса должно быть ключевое слово super().

  public class Student extends User { int group;   public Student (int age, String firstName, String lastName, int group) { super(age, firstName, lastName); this.group=group; }

Закрытые члены класса Члены (поля, методы), объявленные в суперклассе с ключевым словом private, в подклассе не наследуются.

Понятие полиморфизма Полиморфизм — это использование одного имени для различных сущностей. При этом разнородные сущности, выступая под одним именем, воспринимаются как однотипные. Полиморфизм — это возможностью обработки данных переменного типа. Полиморфизм — это возможность оперировать объектами, не обладая точным знанием их типов.

Преимущества использования полиморфизма Позволяет записывать алгоритмы лишь однажды и затем повторно их использовать для различных типов данных, которые, возможно, еще не существуют (обобщенные алгоритмы или обобщенное программирование). Сужает концептуальное пространство, т.е. уменьшает количество информации, которое необходимо помнить программисту.

Перегрузка методов Является разновидностью полиморфизма. Перегрузка методов – использование методов с одинаковыми именами, но разными аргументами. Каждый перегруженный метод должен иметь уникальный список аргументов. Мотив – одинаковое поведение для разных типов. public class App { public void print(int i) { … } public void print(String st) { … } }

3. Конструкторы В языке Java разработчик класса может в обязательном порядке выполнять инициализацию каждого объекта, используя специальный метод, называемый конструктором. Имя конструктора совпадает с именем класса, у конструктора могут быть аргументы но нет возвращаемого значения. class Rock { int id; public Rock (int value) { id = value; } }

Конструктор по умолчанию Когда создается класс без конструктора, компилятор автоматически добавляет конструктор по умолчанию. class Bird { int i; } public class App { public static void main(String[] args) { Bird bird = new Bird(); // конструктор по умолчанию } }

4. Ключевое слово this Ключевое слово this употребляется только внутри метода и дает ссылку на объект, для которого этот метод был вызван. Идентификатор this подразумевает – этот объект. public class Flower { private int id; Flower(int id) { this.id = id; } Flower() { this(0); } }

5. Различия между процедурным и объектно-ориентированным подходами В процедурном подходе с помощью пошагового уточнения исходная задача разбивается на все более мелкие подзадачи, пока они не станут настолько простыми, что их можно будет реализовать непосредственно. В объектно-ориентированном подходе сначала выделяются классы, а лишь затем определяются их методы. При этом каждый метод связан с классом и класс отвечает за их выполнение.

В процедурном подходе программа представляет собой однородное множество процедур. В процедурном подходе программа представляет собой однородное множество процедур. В объектно-ориентированном подходе классы предоставляют удобный механизм кластеризации методов. Кроме того скрывают детали представления данных от любого кода, кроме своих методов. Это означает, что если ошибка программирования искажает данные, то ее легче найти

В процедурном подходе невозможно получить несколько копий одного модуля. Модуль - это набор связанных данных и процедур, собранных в отдельном файле. Модуль может иметь интерфейсную часть и реализацию. В процедурном подходе невозможно получить несколько копий одного модуля. Модуль - это набор связанных данных и процедур, собранных в отдельном файле. Модуль может иметь интерфейсную часть и реализацию. В объектно-ориентированном подходе на основе класса можно создать несколько объектов с одинаковым поведением.

Преимущества объектно-ориентированного подхода Более эффективная борьба со сложностью программного обеспечения. Более высокий процент повторного использования кода. Повышение надежности программного обеспечения. Обеспечение возможности модификации отдельных компонентов программного обеспечения без изменения остальных его компонентов.

Использование объектного подхода существенно повышает уровень унификации разработки и пригодность для повторного использования не только программ, но и проектов, что в конце концов ведет к созданию среды разработки. Использование объектного подхода существенно повышает уровень унификации разработки и пригодность для повторного использования не только программ, но и проектов, что в конце концов ведет к созданию среды разработки. Объектно-ориентированные системы часто получаются более компактными, чем их не объектно-ориентированные эквиваленты. А это означает не только уменьшение объема кода программ, но и удешевление проекта за счет использования предыдущих разработок, что дает выигрыш в стоимости и времени.

Использование объектной модели приводит к построению систем на основе стабильных промежуточных описаний, что упрощает процесс внесения изменений. Использование объектной модели приводит к построению систем на основе стабильных промежуточных описаний, что упрощает процесс внесения изменений. Это дает возможность развиваться постепенно и не приводит к полной ее переработке даже в случае существенных изменений исходных требований.

Объектная модель уменьшает риск разработки сложных систем, прежде всего потому, что процесс интеграции растягивается на все время разработки, а не превращается в единовременное событие. Объектная модель уменьшает риск разработки сложных систем, прежде всего потому, что процесс интеграции растягивается на все время разработки, а не превращается в единовременное событие. Объектный подход состоит из ряда хорошо продуманных этапов проектирования, что также уменьшает степень риска и повышает уверенность в правильности принимаемых решений

Объектная модель ориентирована на человеческое восприятие мира: многие люди, не имеющие понятия о том, как работает компьютер, находят вполне естественным объектно-ориентированный подход к системам. Объектная модель ориентирована на человеческое восприятие мира: многие люди, не имеющие понятия о том, как работает компьютер, находят вполне естественным объектно-ориентированный подход к системам.