Objektinio programavimo pagrindai
Ten Objektinis programavimas (OOP) yra programavimo paradigma, kuri naudoja „objektus“ kompiuterių programoms ir programoms kurti. Šie objektai yra realaus pasaulio subjektai ir leidžia kūrėjams kurti lankstesnę, keičiamo dydžio ir prižiūrimą programinę įrangą. Šiame straipsnyje mes išnagrinėsime pagrindines sąvokas, kurios sudaro OOP pagrindą.
Abstrakcija
L’abstrakcija yra procesas, kurio metu programuotojas paslepia visas nereikšmingas objekto detales, kad vartotojui parodytų tik svarbias funkcijas. Taip lengviau suprasti, kaip veikia objektai, nesijaudinant dėl jų vidinio sudėtingumo.
Inkapsuliavimas
L’inkapsuliavimas yra metodas, kurį sudaro duomenų grupavimas ir metodai, kuriais jais manipuliuojama tame pačiame vienete, dažnai vadinamame klase. Inkapsuliavimas taip pat apsaugo duomenų vientisumą, leisdamas keisti tik nustatytais metodais, užkertant kelią tiesioginei neteisėtai prieigai.
Palikimas
L’palikimas yra OOP funkcija, leidžianti sukurti naują klasę pagal esamą klasę. Naujoji klasė, vadinama išvestine klase, paveldi pagrindinės klasės atributus ir metodus, leidžiančius pakartotinai naudoti kodą ir kurti klasių hierarchijas.
Polimorfizmas
THE polimorfizmas yra metodo galimybė atlikti skirtingus veiksmus, priklausomai nuo objekto, kurio jis iškviečiamas. Yra du pagrindiniai polimorfizmo tipai: perkrovos polimorfizmas (keli metodai turi tą patį pavadinimą, bet skirtingi parametrai) ir paveldėjimo polimorfizmas (išvestinė klasė naudoja metodą tokiu pačiu pavadinimu kaip ir pirminės klasės metodas).
Klasės ir objektai
THE klases yra modeliai arba brėžiniai, naudojami kuriant atskirus egzempliorius, vadinamus objektų. Kiekvienas objektas, sukurtas iš klasės, gali turėti savo klasės atributų reikšmes, tačiau turi tuos pačius metodus.
Konstruktoriai ir griovėjai
A konstruktorius yra specialus klasės metodas, kuris iškviečiamas automatiškai, kai sukuriamas tos klasės objektas. Paprastai jis naudojamas objekto atributams inicijuoti. A destruktyvus, savo ruožtu, iškviečiamas, kai objektas ruošiasi naikinti, leidžiantis atlaisvinti skirtus išteklius.
Metodai
THE metodus yra funkcijos, apibrėžtos klasėje, apibūdinančios elgesį arba veiksmus, kuriuos objektas gali atlikti. Kiekvienas metodas gali veikti su vidiniais objekto atributais, kad atliktų konkrečią užduotį.
Atributai
THE atributai yra kintamieji, kurie yra apibrėžti klasėje ir atspindi objekto būseną arba specifines savybes. Atributai gali būti skirtingų duomenų tipų, pavyzdžiui, skaičiai, eilutės arba kitų klasių objektai.
Matomumas: viešas, privatus ir saugomas
Publika, Privatus Ir Apsaugotas yra matomumo modifikatoriai, kurie kontroliuoja prieigą prie klasės atributų ir metodų. Viešuosius narius galima pasiekti iš bet kur, privačius narius galima pasiekti tik toje klasėje, kurioje jie yra apibrėžti, o apsaugotus narius galima pasiekti klasėje, kurioje jie yra apibrėžti, taip pat iš jų išvestinių klasių.
Asociacija, agregavimas ir sudėtis
OOP, sąlygos asociacija, agregacija Ir kompozicija apibūdinkite įvairius būdus, kuriais objektai gali būti susieti. Asociacija yra ryšys tarp dviejų vienas nuo kito nepriklausomų objektų, agregacija yra „visos dalies“ santykis, kai dalys gali egzistuoti atskirai nuo visumos, o kompozicija yra „visos dalies“ santykis „kai dalys negali egzistuoti be visas.
OOP privalumai ir praktinis pritaikymas
Objektinio programavimo privalumai
OOP turi daug privalumų, todėl jis yra tinkamiausias būdas kuriant sudėtingą programinę įrangą:
- Kapsuliavimas: leidžia objektuose įtraukti duomenis ir jais manipuliuojančias funkcijas, taip apsaugant duomenų vientisumą.
- Abstrakcija: Supaprastina kūrimą, nes leidžia naudoti aukšto lygio koncepcijas, nereikalaujant gilaus jų vidinio veikimo supratimo.
- Kodo pakartotinis naudojimas: skatina dalytis ir naudoti esamą kodą kaip daugkartinio naudojimo klases, taip sumažinant kūrimo laiką ir priežiūros išlaidas.
- Moduliškumas: palankiai vertinamas programos padalijimas į nepriklausomas ir keičiamas dalis, kurias galima kurti ir išbandyti savarankiškai.
- Polimorfizmas: leidžia lengvai sukeisti objektus per bendrą sąsają, suteikiant didelį programavimo ir sistemos projektavimo lankstumą.
- Palikimas: Suteikia galimybę kurti išvestines klases, kurios paveldi ypatybes ir metodus iš esamų klasių, palengvindamos išplėtimą ir pritaikymą.
Objektinio programavimo praktiniai pritaikymai
OOP naudojamas daugelyje sričių ir įvairių tipų programoms. Štai keletas konkrečių pavyzdžių:
- Vaizdo žaidimų kūrimas: Objektai gali vaizduoti personažus, kliūtis, galias ir pan., todėl lengviau valdyti jų būsenas ir elgesį.
- Grafinės vartotojo sąsajos (GUI): Kiekvienas sąsajos elementas, pvz., mygtukai ir meniu, yra objektas, todėl interaktyvių sąsajų kūrimas tampa intuityvesnis.
- Duomenų bazių valdymo sistemos: Tokie objektai, kaip lentelės, įrašai ir užklausos, gali būti modeliuojami kaip objektai, siekiant padidinti efektyvumą ir priežiūrą.
- Interneto kūrimas: OOP pagrįstos sistemos, pvz Django Python arba Ruby on Rails Ruby atveju naudokite objektus užklausoms, atsakymams ir kitiems žiniatinklio komponentams pavaizduoti.
- Programėlės mobiliesiems: Tokios platformos kaip Android Ir iOS panaudoti OOP modelį įvykiams tvarkyti ir vartotojo sąsajos komponentams valdyti.
- Modeliavimo programinė įranga: norint imituoti fizines, ekonomines ar biologines sistemas, naudojant objektus galima modeliuoti sudėtingas sistemos komponentų sąveikas.
Palyginimas su kitomis programavimo paradigmomis
Būtinas programavimas
Imperatyvus programavimas yra seniausia ir aiškiausia paradigma. Ją sudaro žingsnių, kuriuos kompiuteris turi atlikti, kad pasiektų rezultatą, aprašymas. C kalba yra tipiškas šios paradigmos pavyzdys.
Privalumai:
- Tikslus programos srauto ir sistemos išteklių naudojimo valdymas.
- Konceptualiai paprasta ir suprantama.
Trūkumai:
- Gali tapti labai sudėtinga didelėms programoms.
- Kodo lankstumo ir pakartotinio naudojimo trūkumas.
Deklaratyvus programavimas
Skirtingai nuo imperatyvaus programavimo, deklaratyvus programavimas orientuojasi į tai, koks turėtų būti rezultatas, aiškiai nenurodant, kaip jį pasiekti. SQL ir HTML yra deklaratyvių kalbų pavyzdžiai.
Privalumai:
- Norimo rezultato išraiškos paprastumas.
- Diegimo detalių abstrakcija, kuri dažnai leidžia kompiliatoriui arba interpretatoriui geriau optimizuoti.
Trūkumai:
- Mažiau kontroliuojamas tikslus procesas, kurį atlieka mašina.
- Gali būti mažiau intuityvi kūrėjams, įpratusiems prie procedūrinio požiūrio.
Funkcinis programavimas
Funkcinis programavimas yra deklaratyvaus programavimo poaibis, kuriame skaičiavimai traktuojami kaip matematinių funkcijų įvertinimas. Haskell ir Scala yra kalbos, palaikančios šią paradigmą.
Privalumai:
- Palengvina kodo samprotavimą ir užtikrina puikų moduliškumą.
- Idealiai tinka lygiagrečiam programavimui ir paskirstytoms sistemoms, nes nėra šalutinio poveikio.
Trūkumai:
- Nepažįstamiems kūrėjams gali būti staigi mokymosi kreivė.
- Dėl aukšto lygio abstrakcijų našumas gali būti mažiau nuspėjamas.
Objektinis programavimas (OOP)
OOP yra pagrįsta „objektų“, kurie yra „klasių“ pavyzdžiai, sąvoka. Objektuose yra ir duomenų, ir metodų. Java ir Python yra kalbos, įkūnijančios šią paradigmą.
Privalumai:
- Padidina kodo pakartotinį naudojimą ir palengvina priežiūrą.
- Skatina duomenų inkapsuliavimą ir abstrakciją.
Trūkumai:
- Per didelis abstrakcija gali sukelti nereikalingą sudėtingumą.
- Dėl papildomų abstrakcijos sluoksnių gali sumažėti našumas.
Atsakingas programavimas
Reaktyvusis programavimas yra paradigma, orientuota į duomenų srautų valdymą ir pokyčių propagavimą. Tai ypač efektyvu programoms su interaktyviomis vartotojo sąsajomis arba realaus laiko sistemomis.
Privalumai:
- Pagerina sudėtingų asinchroninių sistemų valdymą.
- Labai interaktyviuose kontekstuose skatina lengviau skaitomą ir mažiau klaidų sukeliantį kodą.
Trūkumai:
- Norint veiksmingai naudoti, reikia gerai suprasti reaguojančias sąvokas.
- Reakcijų sekas kartais gali būti sunku derinti.
Apibendrinant galima pasakyti, kad programavimo paradigmos pasirinkimas dažnai priklauso nuo sprendžiamos problemos pobūdžio, kūrėjo pageidavimų ir sistemos veikimo apribojimų. Jų skirtumų ir taikomųjų programų supratimas gali padėti kūrėjams pasirinkti tinkamą savo projekto metodą ir parašyti švaresnį, lengviau prižiūrimą ir efektyvesnį kodą.
