Объектно-ориентированный подход

В основе объектно-ориентированного проектирования лежит представление о том, что программную систему необходимо проектировать как совокупность взаимодействующих друг с другом объектов, рассматривая каждый объект как экземпляр определенного класса, причем классы образуют иерархию.

Объектно-ориентированное программирование - это методология программирования, основанная на представлении программы в виде совокупности объектов, каждый из которых является экземпляром определенного класса, а классы образуют иерархию наследования. Можно выделить три черты: в качестве базовых элементов используются объекты, а не алгоритмы; каждый объект является экземпляром какого-либо определенного класса; классы организованы иерархически. Программа будет объектно-ориентированной только при соблюдении всех трех указанных требований.

Объектно-ориентированное проектирование. Программирование прежде всего подразумевает правильное и эффективное использование механизмов конкретных языков программирования, а проектирование основное внимание уделяет правильному и эффективному структурированию сложных систем. Объектно-ориентированное проектирование - это методология проектирования, соединяющая в себе процесс объектной декомпозиции и приемы представления логической (классы и объекты) и физической (модули и процессы) структуры системы, а также статической и динамической моделей проектируемой системы.

Именно объектно-ориентированная декомпозиция отличает объектно-ориентированное проектирование от структурного; в первом случае логическая структура системы отражается абстракциями в виде классов и объектов, во втором - алгоритмами.

Объектно-ориентированный анализ. На объектную модель повлияла более ранняя модель жизненного цикла программного обеспечения. Объектно-ориентированный анализ направлен на создание моделей реальной действительности на основе объектно-ориентированного мировоззрения. Объектно-ориентированный анализ - это методология, при которой требования к системе воспринимаются с точки зрения классов и объектов, выявленных в предметной области.

На результатах анализа формируются модели, на которых основывается проектирование, которое в свою очередь создает фундамент для окончательной реализации системы с использованием методологии программирования.

Объектно-ориентированное программирование Абстрактные типы данных

Концепция абстрактных типов и абстрактных типов данных является ключевой в программировании. Абстракция подразумевает разделение и независимое рассмотрение интерфейса и реализации.

Интерфейс и внутренняя реализация являются определяющими свойствами объектов окружающего нас мира. Интерфейс – это средство взаимодействия с некоторым объектом. Реализация – это внутреннее свойство объекта. Наибольший интерес представляет эффективность реализации.

Модульность и абстракция дополняют друг друга. Модульность предполагает скрытие деталей реализации, а абстракция позволяет специфицировать каждый модуль перед тем, как будет написана соответствующая программа.

Предположим, мы покупаем некоторый достаточно сложный бытовой прибор, имеющий развитый интерфейс с пользователем. При эксплуатации прибора мы редко задумываемся о физических процессах, происходящих в данном объекте, то есть его реализации. Чем совершеннее интерфейс объекта, тем он удобнее в эксплуатации. При приобретении объекта нас интересует его интерфейс, но не его реализация. Иначе мы возвращаемся к свойствам объекта: интерфейсу и реализации. Основная цель абстракции в программировании заключается в отделении интерфейса от реализации. Попытка усовершенствовать объект (его реализацию) пользователю, не являющемуся специалистом в этой области, приводит к отрицательному результату. В программировании запрет таких действий поддерживается механизмом запрета доступа или скрытия внутренних компонент. Принцип абстракции обязывает использовать механизмы скрытия, которые предотвращают умышленное или случайное изменение внутренней реализации.

Различают процедурную абстракцию и абстракцию данных.

Процедурная абстракция требует раздельного рассмотрения цели процедуры (например функции С/С++) и ее внутренней реализации.

Абстракция данных требует раздельного рассмотрения операций над данными и реализации этих операций. Достаточно знать, какие операции выполняет модуль, но не требуется знать, какие данные он при этом использует (они скрыты) и как в действительности выполняются эти операции.

Таким образом, абстракция позволяет отделить внешнее представление модуля от его внутренней структуры. Пользователя не интересует внутренняя структура модуля, а лишь то, что этот модуль может ”делать”. С точки зрения же разработчика качество модуля определяется его дешевизной и эффективностью.

Абстракция данных предполагает определение и рассмотрение абстрактных типов данных (АТД), или, иначе, новых типов данных, введенных пользователем. АТД – это совокупность данных вместе с множеством операций, которые можно выполнять над этими данными.