1.9. Інкапсуляція. Поняття, сфери застосування.

Инкапсуляция — механизм языка программирования, который ограничивает доступ к составляющим объект компонентам (методам и переменным), делает их приватными, т.е. доступными только внутри объекта. Важно понимать, что к инкапсулированной переменной можно обратиться, когда пишешь реализацию класса, но при самом его использовании доступа не будет.

Это важный инструмент ООП наряду с полиморфизмом, Наследованием и Абстракцией данных.

В то же время, в языках поддерживающих замыкания, инкапсуляция рассматривается как понятие не присущее исключительно объектно-ориентированному программированию. Также, реализации абстрактных типов данных (например, модули) предлагают схожую модель инкапсуляции.

Сокрытие реализации целесообразно применять в следующих целях:

• При необходимости максимальной локализации предстоящих изменений, когда изменяется только работа объекта, а не программы;

• При необходимости предсказания предстоящих изменений и их последствий;

• Необходимость очистки глобальной области видимости.

Внутри объекта коды и данные могут быть закрытыми (private). Закрытые коды или данные доступны только для других частей этого объекта. Таким образом, закрытые коды и данные недоступны для тех частей программы, которые существуют вне объекта. Если коды и данные являются открытыми, то, несмотря на то, что они заданы внутри объекта, они доступны и для других частей программы. Характерной является ситуация, когда открытая часть объекта используется для того, чтобы обеспечить контролируемый интерфейс закрытых элементов объекта.

На самом деле объект является переменной определённого пользователем типа. Может показаться странным, что объект, который объединяет коды и данные, можно рассматривать как переменную. Однако применительно к объектно-ориентированному программированию это именно так. Каждый элемент данных такого типа является составной переменной.

1.10. Поліморфізм. Поняття, сфери застосування.

Полиморфи́зм (от греч. πολὺ- — много, и μορφή — форма) в языках программирования — возможность объектов с одинаковой спецификацией иметь различную реализацию.

Язык программирования поддерживает полиморфизм, если классы с одинаковой спецификацией могут иметь различную реализацию — например, реализация класса может быть изменена в процессе наследования.

Кратко смысл полиморфизма можно выразить фразой: «Один интерфейс, множество реализаций».

Полиморфизм — один из четырёх важнейших механизмов объектно-ориентированного программирования (наряду с абстракцией, инкапсуляцией и наследованием).

Полиморфизм позволяет писать более абстрактные программы и повысить коэффициент повторного использования кода. Общие свойства объектов объединяются в систему, которую могут называть по-разному —интерфейс, класс. Общность имеет внешнее и внутреннее выражение:

• внешняя общность проявляется как эквивалентный набор методов с одинаковыми именами или совпадающими сигнатурами (именами методов, типами аргументов, их количеством и последовательностью);

• внутренняя общность — одинаковая функциональность методов. Её можно описать интуитивно или выразить в виде строгих законов, правил, которым должны подчиняться методы. Возможность приписывать разную функциональность одному методу (функции, операции) называется перегрузкой метода (перегрузкой функций, перегрузкой операций).

Пример. Класс геометрических фигур (эллипс, многоугольник) может иметь методы для геометрических трансформаций (смещение, поворот, масштабирование).

Класс потоков имеет методы для последовательной передачи данных. Потоком может быть информация, вводимая пользователем с терминала, обмен данными по компьютерной сети, файл (если требуется последовательная обработка данных, например, при разборе исходных текстов программ).

При правильном совместном использовании полиморфизма, инкапсуляции и наследования они создают среду программирования, которая поддерживает разработку более устойчивых и масштабируемых программ, чем в случае применения модели, ориентированной на процессы. Тщательно спроектированная иерархия классов — основа многократного использования кода, на разработку и тестирование которого были затрачены время и усилия. Инкапсуляция позволяет возвращаться к ранее созданным реализациям, не разрушая код, зависящий от общедоступного интерфейса применяемых в приложении классов. Полиморфизм позволяет создавать понятный, чувствительный, удобочитаемый и устойчивый код.