13. Объектно-ориентированный подход к проектированию.

Объектно-ориентированное программирование – методология программирования, основанная на представлении программы в виде совокупности объектов, каждый из которых является экземпляром класса, а классы образуют иерархию наследования.

Объектно-ориентированное проектирование – методология проектирования, соединяющая в себе процесс объектной декомпозиции и приемы представления логической, физической, статистической и динамической  моделей проектируемой системы.

Объектно-ориентированный анализ – методология, при которой требования к системе предъявляются с точки зрения классов и объектов, выделенных в предметной области.

При объектно-ориентированном подходе программа представляет собой описание объектов, их свойств (или атрибутов), совокупностей (или классов), отношений между ними, способов их взаимодействия и операций над объектами (или методов).

Методы ООП:

·      Абстрагирование – выделение существенных характеристик некоторого объекта, отличающих его от всех других объектов.

·      Инкапсуляция – процесс отделения друг от друга элементов объекта, определяющих его устройство и поведение.

·      Модульность определяет способность системы подвергаться декомпозиции на ряд сильно связанных и слабо сцепленных модулей. Общая цель декомпозиции на модули: уменьшение сроков разработки и стоимости ПС за счет выделения модулей, которые проектируются и изменяются независимо.

·      Иерархия– упорядочивание абстракций, расположение их по уровням. Двумя важными инструментами иерархической организации в объектно-ориентированных системах являются: структура из классов («isa»-иерархия) и структура из объектов («partof»-иерархия).

·      Типизация– способ защититься от использования объектов одного класса вместо другого, или, по крайней мере, управлять таким использованием.

·      Параллелизм– свойство, отличающее пассивный класс от активного.

·      Сохраняемость – способность объекта существовать во времени, переживать породившие его процессы и/или в пространстве, перемещаясь из своего первоначального адресного пространства.

Объект — это конкретное представление абстракции. Объект обладает индивидуальностью, состоянием и поведением. Структура и поведение подобных объектов определены в их общем классе. Термины «экземпляр класса» и «объект» взаимозаменяемы.

Индивидуальность — это характеристика объекта, которая отличает его от всех других объектов.

Состояние объекта характеризуется перечнем всех свойств объекта и текущими значениями каждого из этих свойств

Поведение характеризует то, как объект воздействует на другие объекты (или подвергается воздействию) в терминах изменений его состояния и передачи сообщений. Поведение объекта является функцией как его состояния, так и выполняемых им операций

Операция обозначает обслуживание, которое объект предлагает своим клиентам. Возможны пять видов операций клиента над объектом:

·      модификатор (изменяет состояние объекта);

·      селектор (дает доступ к состоянию, но не изменяет его);

·      итератор (доступ к содержанию объекта по частям, в строго определенном порядке);

·      конструктор (создает объект и инициализирует его состояние);

·      деструктор (разрушает объект и освобождает занимаемую им память).

С точки зрения внешней среды важное значение имеет такое понятие, как обязанности объекта. Обязанности означают обязательства объекта обеспечить определенное поведение. Обязанностями объекта являются все виды обслуживания, которые он предлагает клиентам.

Виды отношений между объектами

Связь — это физическое или понятийное соединение между объектами. Объект сотрудничает с другими объектами через соединяющие их связи. Связь обозначает соединение, с помощью которого:

·      объект-клиент вызывает операции объекта-поставщика;

·      один объект перемещает данные к другому объекту.

Как участник связи объект может играть одну из трех ролей:

·      актер — объект, который может воздействовать на другие объекты, но никогда не подвержен воздействию других объектов;

·      сервер — объект, который никогда не воздействует на другие объекты, он только используется другими объектами;

·      агент — объект, который может как воздействовать на другие объекты, так и использоваться ими. Агент создается для выполнения работы от имени актера или другого агента.

Связи обозначают равноправные (клиент-серверные) отношения между объектами.

Агрегация обозначает отношения объектов в иерархии «целое/часть». Агрегация обеспечивает возможность перемещения от целого (агрегата) к его частям (свойствам). Агрегация может обозначать, а может и не обозначать физическое включение части в целое.

При выборе вида отношения должны учитываться следующие факторы:

·      связи обеспечивают низкое сцепление между объектами;

·      агрегация инкапсулирует части как секреты целого.

Класс — описание множества объектов, которые разделяют одинаковые свойства, операции, отношения и семантику (смысл). Любой объект — просто экземпляр класса.

различают внутреннее представление класса (реализацию) и внешнее представление класса (интерфейс).

Интерфейс объявляет возможности (услуги) класса, но скрывает его структуру и поведение. Иными словами, интерфейс демонстрирует внешнему миру абстракцию класса, его внешний облик. Интерфейс в основном состоит из объявлений всех операций, применимых к экземплярам класса. Он может также включать объявления типов, переменных, констант и исключений, необходимых для полноты данной абстракции.

Структура представления класса:

Интерфейс может быть разделен на 3 части:

·      публичную(public), объявления которой доступны всем клиентам;

·      защищенную(protected), объявления которой доступны только самому классу, его подклассам и друзьям;

·      приватную(private), объявления которой доступны только самому классу и его друзьям.

Другом класса называют класс, который имеет доступ ко всем частям этого класса (публичной, защищенной и приватной).

Виды отношений между классами

Всего существует четыре основных вида отношений между классами:

·      ассоциация (фиксирует структурные отношения — связи между экземплярами классов);

·      зависимость (отображает влияние одного класса на другой класс);

·      обобщение-специализация («is а»-отношение - процесс наполнения шаблона (родового или параметризованного класса);

·      целое-часть («partof»-отношение).