Объектно-ориентированный стиль
Использование концепции объектно-ориентированного программирования (ООП) позволяет упростить разработку сложных программ и повысить их надежность. Однако объектно-ориентированная модель построения программ принципиально отличается от процедурно-ориентированной. Так, основу процедурно-ориентированной модели составляет алгоритм преобразования данных, а основу объектно-ориентированной – иерархия объектов, из которых состоит программа. Правда, не стоит забывать, что разработка этих объектов все же требует алгоритмического подхода, так, что без освоения исторических методов и технологий программирования нельзя научиться современным методам.
Итак, объектно-ориентированный стиль программирования основан на объектном моделировании задачи. Здесь происходит поворот "от процедуры и от структур данных к объекту", представляющему собой целостную модель и естественную имитацию деятельности некоторого элемента реального мира. Такой подход во многом снимает недостатки предшествующих стилей программирования, обеспечивает компактность текстов и кодов программ, устойчивость и эволюционное развитие программ через видовую специализацию программных объектов без их изменения и позволяет преодолеть новый уровень сложности разрабатываемых систем. Как уже отмечено, этот стиль является логическим продолжением развития процедурно- и потоко-ориентированного программирования, получившего широкое распространение в начале 90-х годов.
Как показывает практика обучения, учащиеся, знакомясь с первым языком программирования, приобретают определенный устойчивый стиль мышления. Попытки сосредоточить их внимание на другом языке программирования или другом стиле программирования, как правило, не приводят к хорошим результатам вследствие необходимости коренной перестройки стиля мышления и зачастую сводятся к пустой трате времени. Следовательно, возникает необходимость формирования единого стиля мышления учащихся, основанного на общеизвестных стилях программирования.
На данный момент традиционным стилем программирования в учебных заведениях остается методология процедурного программирования. Это объясняется, наряду с другими причинами, исторически сложившимися содержанием и методами образования в области информатики, информационной культурой. Объективные процессы развития методологий программирования в настоящий момент таковы, что объектно-ориентированный (ОО) стиль становится основополагающим.
Подобно модульному стилю, ОО стиль борется со сложностью программ путем расчленения их на независимые друг от друга небольшие фрагменты, взаимодействие между которыми тщательно проектируется. Этот стиль позволяет повысить степень интеллектуальности методов и средств общения пользователя с ЭВМ за счет наделения их свойствами, присущими человеческому общению, поведению человека в реальном мире.
ОО модель реального мира можно представить следующим образом. Реальный мир "заселен" объектами. Объект обладает свойствами, поведением, текущим состоянием. Между объектами существуют отношения, например объекты с одинаковыми свойствами и поведением относятся к одному классу. Объекты одного класса могут иметь частично одинаковые свойства с объектами другого класса, наследуя эти свойства от него. Это соответствует статической структуре модели иерархического и в общем случае сетевого типа.
Объекты взаимодействуют друг с другом путем передачи информации от одного объекта другому. Информация передается путем посылки сообщения. Объект, принимающий сообщение, реагирует на него особым, только ему известным образом. При этом он может послать сообщения другим объектам, получить от них ответы, изменить свое состояние и, наконец, вернуть ответ тому объекту, который послал ему сообщение. Объекты могут "порождаться" и "умирать".
ОО стиль программирования берет свое начало в области моделирования систем с дискретными событиями. В первых языках программирования Симула-1 и Симула-67 появились абстрактные "агенты", обладающие своими свойствами и своим поведением. Первым же полностью ОО языком программирования принято считать Смолток (1980 г.), где были сформулированы основные понятия:
1) класса как совокупности объектов с одинаковыми свойствами;
2) наследования свойств объектов;
3) процедур создания экземпляров конкретных объектов данного класса.
Развитие ОО языков и систем идет по трем направлениям.
1. Разработка языков и систем, обладающих теми или иными объектно - ориентированными чертами (Симула, Модула-2, Ада, Clu).
2. Включение ОО свойств в уже существующие языки и системы (Object Pascal, C++, Objective С, SPOOL).
3. Разработка новых языков и систем, полностью основанных на ОО стиле (Смолток, Actor, Eiffel, НУТ).