4. Инкапсуляция и ее значение

Инкапсуляция в компьютерных сетях — это метод построения модульных сетевых протоколов, при котором логически независимые функции сети абстрагируются от нижележащих механизмов путём включения или инкапсулирования в более высокоуровневые объекты. Инкапсуляция означает, что данные объекта недоступны его клиентам непосредственно. Вместо этого они инкапсулируются — скрываются от прямого доступа извне. Единственный способ доступа к данным объекта — его методы. В совокупности они представляют предопределенный интерфейс с внешним миром, и пользователь объекта может считывать или модифицировать данные последнего только через этот интерфейс. Инкапсуляция предохраняет данные объекта от нежелательного доступа, позволяя объекту самому управлять доступом к своим данным. Предотвращая случайные, некорректные изменения данных объекта, инкапсуляция может оказать значительную помощь в создании более качественных программ.

5. Понятие о полиморфизме

Полиморфи́зм (в языках программирования) — взаимозаменяемость объектов с одинаковым интерфейсом. 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 одинаковый набор методов с одинаковыми именами и сигнатурами (именем методов и типами аргументов и их количеством).

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 (функций, операций).

6. Наследование и ее использование для реализации полиморфизма

Наследование (inheritance) - это процесс, посредством которого один объект может приобретать свойства другого. Точнее, объект может наследовать основные свойства другого объекта и добавлять к ним черты, характерные только для него. Наследование является важным, поскольку оно позволяет поддерживать концепцию иерархии классов (hierarchical classification). Применение иерархии классов делает управляемыми большие потоки информации. Например, подумайте об описании жилого дома. Дом - это часть общего класса, называемого строением. С другой стороны, строение - это часть более общего класса - конструкции, который является частью ещё более общего класса объектов, который можно назвать созданием рук человека. В каждом случае порождённый класс наследует все, связанные с родителем, качества и добавляет к ним свои собственные определяющие характеристики. Без использования иерархии классов, для каждого объекта пришлось бы задать все характеристики, которые бы исчерпывающи его определяли. Однако при использовании наследования можно описать объект путём определения того общего класса (или классов), к которому он относится, с теми специальными чертами, которые делают объект уникальным. Наследование играет очень важную роль в OOP.

Виды наследования бывают разные. Следует отметить различия наследования реализации и наследования интерфейса . В первом случае объект наследует от своего родителя код. Когда клиент дочернего объекта вызывает один из унаследованных методов, на самом деле выполняется код метода родителя. Однако в случае наследования интерфейса потомок наследует только определения методов родителя. При вызове клиентом потомка одного из этих методов последний должен самостоятельно предоставить код обработки запроса.

Наследование реализации — это механизм повторного использования кода , широко применяемый в языках типа C++ и Smalltalk. В противоположность этому наследование интерфейса в действительности означает повторное использование спецификации — определений методов, поддерживаемых объектом. Наследования интерфейса облегчает к тому же реализацию полиморфизма. Определение нового интерфейса путем наследования от существующего гарантирует, что объект, поддерживающий новый интерфейс, можно рассматривать как объект, который поддерживает старый интерфейс.

Языки программирования типа C++ и Smalltalk поддерживают как наследование реализации, так и наследование интерфейса. Однако СОМ-объекты поддерживают только наследование интерфейса. Создатели СОМ полагали, что с учетом ее универсальности наследование реализации будет неприемлемым (и даже потенциальной опасным) способом повторного использования одного СОМ-объекта другим. Например, поскольку наследование реализации часто открывает наследующему объекту детали реализации родителя, постольку это может нарушить инкапсуляцию последнего. Поддержка только наследования интерфейса, что имеет место в СОМ, позволяет использовать повторно ключевой элемент другого объекта — его интерфейс — и в то же время избежать указанной выше проблемы.