Objektově orientované programování
Z MiS
(Rozdíly mezi verzemi)
m (→Model systému pohledem OOP (konstrukty OOP): Osamostatnění pojmů) |
m (→Rysy OOP: Upraven formát) |
||
| Řádka 45: | Řádka 45: | ||
== Rysy OOP == | == Rysy OOP == | ||
| − | ; Abstrakce (abstraction) | + | |
| + | ; Abstrakce (''abstraction'') | ||
*objekt pracuje jako „černá skříňka“ | *objekt pracuje jako „černá skříňka“ | ||
| − | + | *objekt můžeme používat aniž bychom znali detaily jeho fungování | |
| − | + | *implementaci objektu lze změnit, pokud nezměníme rozhraní, zbytek kódu nemusíme měnit | |
| + | |||
; Zapouzdření (''encapsulation'') | ; Zapouzdření (''encapsulation'') | ||
| − | *objekt může přistupovat k | + | *objekt může přistupovat k atributům jiných objektů pouze pomocí zasílání zpráv! |
*„data a funkce dohromady“ | *„data a funkce dohromady“ | ||
| + | |||
; Polymorfismus (''polymorphism'') | ; Polymorfismus (''polymorphism'') | ||
*různé objekty mohou reagovat na stejnou zprávu různě | *různé objekty mohou reagovat na stejnou zprávu různě | ||
*„když dva dělají totéž, není to totéž“ | *„když dva dělají totéž, není to totéž“ | ||
| + | |||
; Skládání (''agregation'') | ; Skládání (''agregation'') | ||
*objekt může jako své součásti obsahovat jiné objekty | *objekt může jako své součásti obsahovat jiné objekty | ||
| + | |||
; Delegování (''delegation'') | ; Delegování (''delegation'') | ||
*pro provedení operace objekt část akce řeší voláním dalších objektů | *pro provedení operace objekt část akce řeší voláním dalších objektů | ||
| + | |||
; Dědičnost (''inheritance'') | ; Dědičnost (''inheritance'') | ||
*pokud objekt sdílí a rozšiřuje rozhraní jiného objektu, popisujeme to dědičností | *pokud objekt sdílí a rozšiřuje rozhraní jiného objektu, popisujeme to dědičností | ||
| − | * dědičnost používáme pouze tehdy, kdy objekt přebírá (a případně rozšiřuje o nové zprávy) CELÉ rozhraní jiného objektu | + | * dědičnost používáme pouze tehdy, kdy objekt přebírá (a případně rozšiřuje o nové zprávy) CELÉ rozhraní jiného objektu (jinak používáme skládání + delegování) |
| − | + | ||
== Použití konstruktů OOP v programovacích jazycích == | == Použití konstruktů OOP v programovacích jazycích == | ||
Verze z 13. 1. 2014, 07:15
Obsah |
Co je to OOP?
- Objektově orientované programování (OOP, anglicky Object-Oriented Programming) je to metodika vývoje softwaru.
- Zároveň se jedná o paradigma: popisuje způsob vývoje a zápisu programu a způsob uvažování o problému.
Základní paradigma OOP
- Při řešení úlohy vytváříme model popisované reality
- popisujeme entity
- a interakci mezi entitami
- Abstrahujeme od nepodstatných detailů
- při popisu/modelování entity vynecháváme nepodstatné vlastnosti entit
- Pro srovnání: strukturované programování
- Řešení úlohy jako posloupnost příkazů, řídících struktur a volání metod.
Cíle
- Je vedeno snahou o znovupoužitelnost komponent.
- Rozložení úlohy na dílčí součásti.
- Přiblížení struktury řešení reálnému světu.
Model systému pohledem OOP (konstrukty OOP)
- Objekt
- Základní pojem.
- Model světa pohledem OOP je množina objektů (entit), které si posílají zprávy.
- Zpráva
- pokud chce objekt komunikovat s jiným objektem, posílá mu zprávu
- Rozhraní objektu/třídy
- Množina zpráv, na kterou umí daný objekt reagovat.
- Třída
- Třída je seskupení objektů stejného typu.
- Podchycuje na obecné úrovni podstatu všech objektů podobného typu
- Třída je „šablona“ pro vytváření objektů.
- Instance
- Objekt dané třídy nazýváme někdy také instancí třídy.
- Atributy
- Každá entita modelovaného světa má vlastnosti.
- Ty vlastnosti, které jsou pro náš model podstatné, zachycujeme pomocí atributů.
- Stav objektu
- aktuální hodnoty jeho atributů.
Rysy OOP
- Abstrakce (abstraction)
- objekt pracuje jako „černá skříňka“
- objekt můžeme používat aniž bychom znali detaily jeho fungování
- implementaci objektu lze změnit, pokud nezměníme rozhraní, zbytek kódu nemusíme měnit
- Zapouzdření (encapsulation)
- objekt může přistupovat k atributům jiných objektů pouze pomocí zasílání zpráv!
- „data a funkce dohromady“
- Polymorfismus (polymorphism)
- různé objekty mohou reagovat na stejnou zprávu různě
- „když dva dělají totéž, není to totéž“
- Skládání (agregation)
- objekt může jako své součásti obsahovat jiné objekty
- Delegování (delegation)
- pro provedení operace objekt část akce řeší voláním dalších objektů
- Dědičnost (inheritance)
- pokud objekt sdílí a rozšiřuje rozhraní jiného objektu, popisujeme to dědičností
- dědičnost používáme pouze tehdy, kdy objekt přebírá (a případně rozšiřuje o nové zprávy) CELÉ rozhraní jiného objektu (jinak používáme skládání + delegování)
Použití konstruktů OOP v programovacích jazycích
Syntaxe Javy viz Java: Zápis tříd.
Objekty, třídy
- Každý objekt je instancí některé třídy
- univerzální předek je třída Object
- ostatní třídy jsou jejími potomky
- Vytváření objektů
- operátor
new - konstruktor
- implicitní konstruktor
Zprávy
- Reakci objektu na zprávu popisují metody:
- Metoda má
- Přetěžování metod (overloading)
- Jedna třída může mít více metod se stejným jménem.
- Metody se stejným jménem se musí lišit:
- počtem parametrů
- typem parametrů
- (nebo obojím)
- Překrývání metod (overlaying)
- souvisí s dědičností a polymorfismem
- potomek může na stejnou zprávu reagovat jinak, než předek
- pak říkáme, že metoda v potomkovi „překrývá“ metodu předka
- Atomizace metod
- metoda by měla řešit jednu konkrétní věc
- pro dílčí podúkoly by měla delegovat volání na další metody či jiné objekty
- délka metody bez deklarace proměnných cca 5 řádků
Atributy
- Atributy jsou realizovány proměnnými.
- Instanční proměnné
- Každá instance má svoji vlastní hodnotu.
- Například třída UcebniSkupina může mít atribut počet žáků (kteří do dané skupiny chodí). Odpovídající proměnná musí být instanční, protože každá učební skupina může mít jiný počet žáků. (Je to vlastnost konkrétní skupiny.)
- Zabírají paměť tolikrát, kolik instancí třídy vytvoříme.
- Třídní proměnné
- klíčové slovo
static - Hodnota je společná pro všechny instance dané třídy.
- Například je-li maximální počet žáků v učební skupině dán zákonem (pro všechny učební skupiny stejný), pak tento atribut budeme realizovat třídní proměnnou třídy UcebniSkupina.
- Zabírají paměť jen jednou, bez ohledu na počet instancí.
- Přístupnost metod a atributů (určena modifikátory)
- pouze ze tříd v jednom balíčku
- navíc z potomků třídy
- z libovolné třídy
Syntaxe v Javě viz Java: Modifikátory přístupu.
Dědičnost
- Klíčové slovo
extends. - Třída může mít pouze jednu rodičovskou třídu!
Abstraktní třída
- Klíčové slovo
abstract - Některé metody jsou abstraktní:
- nemají tělo
- uvádíme pouze hlavičku
- Těla abstraktních metod budou doplněna v potomcích třídy.
- Nelze vytvořit instanci abstraktní třídy.
Rozhraní (interface)
- „Čistě abstraktní třída“.
- Všechny metody jsou abstraktní.
- Klíčové slovo
implements. - Třída může implementovat více rozhraní.
Nepleťte s pojmem „rozhraní třídy“ ve smyslu souhrnu všech metod!
Pokud implementujeme interface, pak „slibujeme“, že součástí rozhraní třídy jsou minimálně metody, zahrnuté v interface.
Operátory this a super
-
this... odkaz na objekt, jehož metodu právě provádíme. -
super... odkaz na rodičovskou třídu (používáme typicky v konstruktoru nebo k volání překrytých metod).
Příklady použití rysů OOP v knihovnách Javy
- Polymorfismus
-
Component.paint()- každá komponenta reaguje jinak
- některé komponenty delegují volání na další vnořené komponenty.
- Skládání
- Čítač příchodů
- Představme si, že máme již vytvořenou třídu
Kalkulackas metodoupricti(cislo) - Můžeme využít instanci třídy
Kalkulackajako atribut. - Metoda
priselZakaznik()bude delegovat volání nakalkulacka.pricti(1). - Dědičnost by zde nebyla vhodná, ostatní metody třídy
Kalkulackanemají být součástí rozhraní třídyCitacPrichodu.
- Představme si, že máme již vytvořenou třídu
