🗊Презентация Объектно-ориентированное программирование на С++

Объектно-ориентированное программирование на С++ Спецкурс для студентов отделения «Прикладная математика и информатика»

Вводная лекция ПОП и ООП Концепция ООП, понятие программы Роль языка программирования Принципы ООП Сравнение ООП и ПОП

Литература Буч Г. Объектно-ориентированное проектирование с примерами применения. – М.:Конкорд, 1992.–519 с. Страуструп Б. Язык программирования С++, 3-е изд. – СПб.; М.: “Невский Диалект” – “Издательство БИНОМ”, 1999. – 991 с. http://www.awl.com/cp/stroustrup3e

Дополнительная литература Шилд Г. Теория и практика С++. – СПб.: BVH-Санкт-Петербург, 1996. – 416 с. Элджер Дж. С++: библиотека программиста. – СПб.: Питер, 2000. – 320 с. Пол А. Объектно-ориентированное программирование на С++. – СПб.; М.: “Невский Диалект” – “Издательство БИНОМ”, 1999. – 462 с. Бабэ Б. Просто и ясно о Borland C++. – М.:БИНОМ, 1996. – 416 с. Сван Т. Освоение Borland C++5. – К.: Диалектика, 1996. – 576 с.

ПОП и ООП ПОП – процедурно-ориентированное программирование – это программирование задач обработки данных (алгоритмически детерминированы), основанное на составлении и реализации алгоритма решения задачи. Программа – алгоритм, записанный на языке программирования в виде набора процедур (процедурные абстракции) В основе ПОП лежит декомпозиция действия (алгоритмическая декомпозиция) Структурное и модульное программирование

Концепция ООП ООП – это программирование задач имитационного моделирования (алгоритмически не заданных), основанное на формировании (конструировании и реализации) языка предметной области. Язык (словарь) предметной области: сущности и действия с ними (типы данных и операции). формирование абстракции понятий формирование иерархии понятий реализация понятий использование понятий модификация понятий Примеры. 1) Арифметика; 2) Строки и файлы в С

Определение ООП Объектно-ориентированное программирование – это методология программирования, которая основана на представлении программы в виде совокупности объектов, каждый из которых является реализацией некоторого класса, а классы образуют иерархию, основанную на принципах наследования [Г.Буч].

ООП и язык Объектно-ориентированный язык – это язык программирования, который не позволяет отступать от принципов ООП при написании программ (например, Smalltalk). Язык, поддерживающий ООП – это язык программирования, который имеет все необходимые средства поддержки ООП, но не препятствует ПОП (например, С++).

Принципы ООП Абстрагирование Инкапсуляция Модульность Иерархия ------------------------- Типизация и полиморфизм Параллелизм Устойчивость

Принцип абстрагирования Абстрагирование – один из главных способов решения сложных задач Абстракция – это такие существенные характеристики некоторого объекта, которые отличают его от всех других видов объектов и четко определяют особенности данного объекта с точки зрения дальнейшего рассмотрения и анализа. Абстрагирование концентрирует внимание на внешних особенностях объекта и позволяет отделить самые существенные особенности поведения от деталей их осуществления (барьер абстракции).

Формирование абстракции

Абстракция определяет интерфейс класса Формируя абстракцию, мы сосредотачиваем внимание на существенных с нашей точки зрения характеристиках объекта Абстракция должна охватывать лишь самую суть объекта, не больше, но и не меньше Абстракция объекта определяется через протокол – набор определяющих операций Абстракция объекта не должна зависеть от его внутреннего устройства (свойств) Примеры. 1) Арифметика; 2) Строки и файлы в С

Принцип инкапсуляции Никакая часть не должна находиться в зависимости от деталей внутреннего устройства других частей Инкапсуляция определяет явные барьеры между различными абстракциями, скрывает внутреннее устройство объекта и не позволяет объектам-пользователям различить (и использовать) особенности его внутреннего устройства. Абстракция и инкапсуляция дополняют друг друга Абстракция определяет интерфейс объектов класса Инкапсуляция определяет реализацию объектов класса Примеры. 1) Арифметика; 2) Строки и файлы в С

Скрытие данных

Принцип модульности Модульность, как самостоятельная концепция – это локализация частей программы и ее разделение на раздельно компилируемые фрагменты, имеющие средства взаимосвязи Модульная декомпозиция логическая локализация действия (функции), абстракции данных (класс), и имен (пространства имен) физическая локализация и раздельная компиляция (файлы) разделение интерфейса (.h-файлы) и реализации (.cpp-файлы) и их связь (#include) Модульное агрегирование файлы выполняют роль физических контейнеров, в которые помещаются определения классов и объектов деление программы на модули бессистемным образом гораздо хуже, чем отсутствие модульности вообще влияние на производительность системы (страничный свопинг)

Модульность: декомпозиция и агрегирование

Принцип иерархии Иерархия – это ранжированная или упорядоченная система абстракций Число абстракций в реальных системах велико => для преодоления сложности программы абстракции следует структурировать (иерархия по составу – отношение использования) Многие абстракции отражают родственные понятия предметной области => для сокращения описания абстракций их следует структурировать (иерархия по номенклатуре) Наследование – отношение между классами, когда один класс использует строение одного (простое наследование) или нескольких (множественное наследование) других классов. Это основной вид иерархии по номенклатуре. Наследование – такая иерархия абстракций, в которой подклассы (производные классы) наследуют строение от одного или нескольких суперклассов (базовых классов).

Иерархия

Принцип типизации и полиморфизма Типизация – это ограничение, накладываемое на класс объектов и препятствующее взаимозамене объектов различных классов (или сильно сужающее возможность такой взаимозамены) Полиморфизм – важнейшая концепция ООП – свойство, позволяющее единообразно оперировать с объектами разных типов, учитывая их различия Связь типизации и полиморфизма Контроль соответствия типов на этапе компиляции (раннее или статическое связывание) на этапе выполнения (позднее или динамическое связывание) программы.

Типизация

Принцип параллелизма Параллелизм – свойство объектов находиться в активном, либо пассивном состоянии. Для многопроцессорных архитектур объект может представлять собой отдельный канал управления (абстракцию процесса), что упрощает решение вопросов параллелизма (тупики, блокировки и т.п.) Для однопроцессорных архитектур реализуется в минимальном виде Пример – многооконный интерфейс Windows.

Параллелизм

Принцип устойчивости Устойчивость – свойство объектов сохранять свое состояние и принадлежность к определенному классу. Устойчивость в пространстве и времени устойчивость в адресном пространства анонимные объекты (промежуточные результаты) локальные объекты устойчивость относительно породившего процесса устойчивость относительно выполнения программы устойчивость относительно эксплуатации программы Корректность объектов Инвариант представления

Устойчивость

Сравнение ООП и ПОП