Объектно-ориентированное программирование

Объектно-ориентированный компонент языка С++ обладает весьма мощными возможностями. В языке С++ имеется развитый аппарат классов, позволяющий реализовать пользовательские типы данных. Перегрузка встроенных операторов для пользовательских типов позволяет наделить эти типы всеми возможностями, которые предусмотрены в языке для встроенных типов. Это дает основания считать систему встроенных типов языка С++ расширяемой.

Класс языка С++ является обобщением структур языка С. От структур языка С класс отличается в двух отношениях. Во-первых, в классе объединяются не только данные, но функции. Во-вторых, элементы класса наделяются правами доступа. Объединение данных и функций позволяет связать данные и те операции, которые необходимо с ними выполнять, Права доступа позволяют инкапсулировать (скрыть) реализацию класса.

В языке С++ пользовательские типы могут быть наделены свойствами наследования и полиморфизма. Это позволяет программисту разрабатывать иерархические программные системы.

Важным является то обстоятельство, что имеется стандарт, утвержденный в 1998 поду, который определяет синтаксис языка С++ и его стандартную библиотеку.

Отметим, что в объектно-ориентированном программировании в центре внимания являются данные, а не алгоритмы как это имеет место в процедурном программировании.

Обобщенное программирование

В основе обобщенного программирования лежит использование так называемых шаблонов функций и шаблонов классов. Применение таких шаблонов связано с тем обстоятельством, что алгоритмы обработки данных часто слабо зависят от типа данных, которые они обрабатывают. Информацию о типе данных, которые следует обрабатывать, в этом случае удобно передавать через параметры, которые носят название обобщенных типов. Приведем пример шаблона функции, предназначенного для обмена значений двух переменных.

template<class T> void swap(T &a, T &b) { T temp = a; a = b; b = temp; } int main() { double x = 2; double y = 3; swap(x, y); printf(“x= %0.4g y= %0.4g\n”, x, y); int n = 4; int m = 5; swap(n, m); printf(“n= %d m= %d\n”, n, m); return 0; }

Приведенный выше программный код начинается с определения шаблона функции swap(). Шаблон функции отличается от определения обычной функции наличием дополнительного префикса, который начинается с зарезервированного словаtemplate. В угловых скобках содержится так называемый список параметров шаблона. В рассматриваемом примере этот список содержит только один элемент, состоящий из зарезервированного словаclassимени параметра шаблонаT. Зарезервированное словоclassпоказывает, что параметр шаблонаTотносится к категории обобщенных типов (имеются и другие разновидности шаблонных параметров).

В вызывающей функции, которой

На пути к объектно-ориентированному программированию

Общеизвестно, что сложность программирования в первую очередь обусловлена сложностью решаемых задач. Основным способом преодоления этих трудностей является декомпозиция поставленной задачи. Декомпозиция состоит в замене исходной задачи совокупностью других менее сложных задач, совместное решение которых должно дать ожидаемый результат.

Следует учитывать тот факт, что не любая декомпозиция приводит к успеху. На практике часто приходиться сталкиваться с ситуацией, когда части программы, отвечающие за решение отдельных подзадач, работают, а вся программа в целом нет. Это имеет место при наличии сильных взаимосвязей между отдельными частями программы.

Применение абстракции позволяет сделать решение отдельных задач относительно независимыми. Действительно, абстрагирование связано с выделением в некотором явлении, событии или объекте существенных характеристик. Это в конечном итоге должно способствовать уменьшению взаимосвязей между отдельными компонентами программы.

В ранних языках программирования нашла применение так называемая абстракция действия, или процедурная абстракция. Абстракция действия реализуется с помощью подпрограмм (функциями языка С).

Существуют два основных вида абстракций:

• Абстракция действия (процедурная абстракция).

• Абстракция сущности (абстрактный тип данных).

Абстракция действия, или процедурная абстракция реализуется в языке C++ с помощью аппарата функций. Используя функции, программист имеет возможность расширять то множество встроенных операций, которые предусмотрены языком.

При использовании процедурного программирования является единственным поддерживаемым способом абстрагирования. Рассмотрим факторы, обеспечивающие поддержку языком Cабстракции действия:

• наличие специальной синтаксической конструкции, предназначенной для реализации абстракции (определение функции).

• возможность отделения интерфейса от реализации.

• сокрытие реализации алгоритма, реализующего действие, от клиента.

Абстракция сущностей тесно связана с проблемой создания пользовательских типов данных. Дело в том, что на практике часто возникает потребность в моделировании понятий, существующих в той предметной области, для которой разрабатывается программа. Это и приводит к необходимости иметь аппарат, позволяющий создавать пользовательские типы данных. Представляет интерес рассмотреть вопрос следующий вопрос: можно или нет на языке типа языка С реализовать абстракцию сущностей. Из изложенного ранее, можно отметить важный факт, который может негативно сказаться на попытке реализовать абстракцию действия: в языке С отсутствует синтаксическая конструкция, предназначенная для этих целей.

Вначале рассмотрим очень важный вопрос, каким образом можно описать абстракцию сущностей. Для этого обратимся к понятию, которое часто используется в современном программировании. Речь идет об абстрактном типе данных.