Объектно-ориентированное программирование Лекций: 34 часа Лаб. работ:36 часов (8 работ) Курсовая работа Самостоятельная работа Сайт дисциплины: E-mail: - презентация

1 Объектно-ориентированное программирование Лекций: 34 часа Лаб. работ:36 часов (8 работ) Курсовая работа Самостоятельная работа Сайт дисциплины: Малявко Александр Антонович Седьмой семестр Восьмой семестр

2 Литература 1. Васильев А.Н. Java. Объектно-ориентированное программирование. – СПб.: Питер, Монахов В. В. Язык программирования Java и среда Netbeans. – СПб.: БХВ-Петербург, Хорев П. Б. Объектно-ориентированное программирование: учебное пособие по направлению "Информатика и вычислительная техника". М. : Академия, Хабибуллин И.Ш. Самоучитель JAVA. 3-е изд. перераб. и доп. – СПб.: БХВ-Петербург, Шилдт Г. Java. Полное руководство. М.: Вильямс, Флэнаган Д. Java. Справочник. СПб.-М.: Символ, Эккель Б. Философия Java. Библ. программиста. СПб.: Питер, 2011.

3 Парадигмы программирования Паради́гма программи́рования это система идей, понятий и средств, определяющих стиль написания компьютерных программ, т.е. по сути это стиль мышления программиста.

4 Перечень известных парадигм программирования (1) Агентно-ориентированная (ООП с ограничениями) Компонентно-ориентированная ( – "" – ) Конкатенативная ( PostScript, Forth, Joy, … ) Декларативная (контрастирует с Императивной) Ограничениями ( Jaffar, Lassez, GNU Prolog, … ) Функциональностью (Lisp, Erlang, ML, Haskell, … ) Потоком данных Таблично-ориентированная (электронные таблицы: Excel, … ) Реактивная ( AWK, *HDL, Verylog, … ) Логическим выводом ( Prolog, Mercury, Oz, … )

5 Список парадигмы программирования (2) Событийно-ориентированная ( OS Windows, пользовательские интерфейсы, сервера, … ) Сервис-ориентированная ( технологии SOAP, CORBA, DCOM, Web-services, … ) Комбинторная ( разновидность функциональной ) Императивная (контрастирует с Декларативной) Процедурная Предметно-ориентированная ( *DSL, XML, XSL, … ) Метапрограммирование ( программы, порождающие другие программы) Автоматизация разработки ПО или решение задач без программирования ( человеко-машинные языки, ИИ ) Обобщённое программирование ( шаблоны, generics, … ) Рефлексивно-ориентированная ( расширения ООП: самоверификация, самомодификация, …; Objective-C, MOO, Common Lisp, …)

6 Список парадигм программирования (3) Структурная ( иерархия блоков, запрет GOTO ) Модульная ( процедуры/функции, библиотеки ) Рекурсивная ( частный случай модульности ) Объектно-ориентированная ( стандарт написания хорошо структурированных модульных программ ) Класс-ориентированная ( статическое, определяемое полностью в процессе разработки, наследование: С++, Java, C#, … ) Прототип-ориентированная ( динамическое наследование от прототипа, изменяющегося в процессе функционирования приложения: Self, JavaScript, Lua, … ) Параллельная ( масса параллельных версий популярных языков всех прочих парадигм)

7 Основные модели программирования Функциональное программирование Логическое программирование Императивное программирование Структурное программирование Объектно-ориентированное программирование

8 Предшественники ООП Процедурное программирование Структурное программирование Модульное программирование Событийно-ориентированное программирование Компонентное программирование Первое применение принципов ООП: язык Симула (1967 год) Первый действительно и полностью объектно-ориентированный язык: Smalltalk (1971 год)

9 Что такое ООП? ООП имеет уже более чем сорокалетнюю историю, но, несмотря на это, до сих пор не существует чёткого общепринятого определения данной технологии. Основные принципы, заложенные в первые объектные языки и системы, подверглись существенному изменению (или искажению) и дополнению при многочисленных реализациях последующего времени. Кроме того, примерно с середины 1980-х годов термин «объектно-ориентированный» стал модным, в результате с ним произошло то же самое, что несколько раньше произошло с термином «структурный» его стали искусственно «прикреплять» к любым новым разработкам, чтобы обеспечить им привлекательность.

10 Так что же такое ООП? По мнению Алана Кея, создателя языка Smalltalk, которого считают одним из «отцов-основателей» ООП, объектно-ориентированный подход заключается в согласованном применении следующего набора основных принципов: Всё является объектом. Вычисления осуществляются путём взаимодействия (обмена данными) между объектами, при котором один объект требует, чтобы другой объект выполнил некоторое действие. Объекты взаимодействуют, посылая и получая сообщения. Сообщение это запрос на выполнение действия, дополненный набором аргументов, которые могут понадобиться при выполнении действия.

11 Объекты Каждый объект имеет независимую память, которая содержит данные примитивных типов и другие объекты. Каждый объект является представителем (экземпляром) класса, который определяет общие свойства объектов. В классе задаётся поведение (функциональность) объекта.

12 Объекты и классы: Тем самым все объекты, которые являются экземплярами одного класса, могут выполнять похожие действия. Классы организованы в единую древовидную структуру с общим корнем, называемую иерархией наследования. Память и поведение, связанное с экземплярами определённого класса, автоматически доступны любому классу, расположенному ниже в иерархическом дереве.

13 ОО-программа – это набор объектов, имеющих состояние и поведение. Объекты взаимодействуют посредством посылки сообщений или путем вызова методов. Программа в целом это тоже объект, для выполнения своих функций она в определенной последовательности обращается к входящим в неё объектам. Каждый из внутренних объектов программы, в свою очередь, при получении запроса извне выполняет требуемое действие либо путём обращения к другим объектам (возможно – входящим в его состав), либо возвращая сформированный им самим результат.

14 Основные термины ООП Абстракция это способ выделить набор значимых характеристик объекта, исключая из рассмотрения незначимые (для данного уровня абстракции). Абстракция Класс описываемая на языке исходного кода модель ещё не существующей сущности (объекта). Фактически он описывает устройство объекта, являясь своего рода чертежом. Класс Говорят, что объект это экземпляр класса. Обычно классы разрабатывают таким образом, чтобы их объекты соответствовали реальным объектам предметной области. Прототип это объект-образец, по образу и подобию которого создаются другие объекты. Объекты-копии могут сохранять связь с прототипом, автоматически наследуя изменения в нем – динамическое наследование. Прототип Объект сущность, появляющаяся при создании экземпляра класса или при копировании прототипа. Объект

15 Основные термины ООП Инкапсуляция это свойство системы программирования, позволяющее объединить некоторые данные класса и методы, работающие с ними, и скрыть детали реализации от пользователя. Инкапсуляция Наследование это свойство системы программирования, позволяющее описать новый класс на основе уже существующего с частично или полностью заимствованной функциональностью. Класс, от которого производится наследование, называется базовым, родительским или суперклассом. Новый класс потомком, наследником или производным классом. Наследование Полиморфизм это свойство системы программирования, позволяющее одинаковым образом использовать объекты разных классов, имеющие одинаковый (полностью или частично) интерфейс. Полиморфизм

16 Цели ООП уменьшение сложности разработки составных частей программной системы, тем самым – увеличение сложности создаваемых приложений; повышение надежности, устойчивости и управляемости программного обеспечения; взаимная независимость, т.е. обеспечение возможности модификации некоторых компонентов программного обеспечения без изменения остальных его компонентов; обеспечение возможности повторного использования отдельных компонентов программного обеспечения.