Презентация классы. инкапсуляция. наследование

Классы. Инкапсуляция. Наследование.

содержание

• Объектно - ориентированное программирование
• Классы
• Инкапсуляция
• Наследование
• Достоинства и недостатки объектно-ориентированного программирования

Объектно–ориентированное программирование

• Объектно–ориентированное программирование (в дальнейшем ООП) – парадигма программирования, в которой основными концепциями являются понятия объектов и классов.

Объектно–ориентированное программирование

• Объект – это сущность, экземпляр класса, которой можно посылать сообщения и которая может на них реагировать, используя свои данные. Данные объекта скрыты от остальной программы. Сокрытие данных называется инкапсуляцией.
• Абстрагирование – это способ выделить набор значимых характеристик объекта, исключая из рассмотрения не значимые. Соответственно, абстракция – это набор всех таких характеристик.
• Инкапсуляция – это свойство системы, позволяющее объединить данные и методы, работающие с ними в классе, и скрыть детали реализации от пользователя.
• Наследование – это свойство системы, позволяющее описать новый класс на основе уже существующего с частично или полностью заимствующейся функциональностью
• Полиморфизм – это свойство системы использовать объекты с одинаковым интерфейсом без информации о типе и внутренней структуре объекта.

Классы

• Классы и объекты – базовые понятия объектно–ориентированного программирования. В первой главе эти понятия были рассмотрены очень кратко.
• Класс – описание множества объектов, имеющих одинаковые атрибуты и поведение.
• Класс – абстрактный тип, на основе которого создаются объекты.
• Фактически класс – образец (шаблон) для создания объектов.

Классы

• Описание класса включает:

• имя класса;
• описание атрибутов (полей);
• описание методов (кода, обрабатывающего эти поля).
• описание атрибутов (полей);
• описание методов (кода, обрабатывающего эти поля)

Уточненный вариант описания класса:

Классы

Class ИМЯ_КЛАССА {

//описание полей

ДОСТУП ТИП ПЕРЕМЕННАЯ_1;

ДОСТУП ТИП ПЕРЕМЕННАЯ_2;

…

ДОСТУП ТИП ПЕРЕМЕННАЯ_N;

// описание методов

ДОСТУП ТИП_ВОЗВР_ЗНАЧЕНИЯ ИМЯ_МЕТОД1

(ФОРМАЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ)

{ ТЕЛО МЕТОДА }

ДОСТУП_ТИП_ВОЗВР_ЗНАЧЕНИЯ ИМЯ_МЕТОД_2

(ФОРМАЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ)

{ ТЕЛО МЕТОДА}

…

ДОСТУП ТИП_ВОЗВР_ЗНАЧЕНИЯ ИМЯ_МЕТОД_N

(ФОРМАЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ)

{ ТЕЛО МЕТОДА}

}

• Описание класса, содержащего только поля и методы
• Class ИМЯ_КЛАССА {
• ОПИСАНИЕ ПОЛЕЙ
• ОПИСАНИЕ МЕТОДОВ
• }

Классы

• Пример. Описание класса, содержащего только поля
• Описать класс «Компания»
• Поля касса:
• Название, количество сотрудников, месячный фонд зарплаты
• class Company {
• public string name; //название компании
• public int persons; //количество сотрудников
• public int money;// месячный фонд зарплаты

Инкапсуляция

• Инкапсуляция – свойство языка программирования, позволяющее пользователю не задумываться о сложности реализации используемого программного компонента (что у него внутри?), а взаимодействовать с ним посредством предоставляемого интерфейса (публичных методов и членов), а также объединить и защитить жизненно важные для компонента данные. При этом пользователю предоставляется только спецификация (интерфейс) объекта.
• Инкапсуляция – один из четырёх важнейших механизмов объектно–ориентированного программирования (наряду с абстракцией, полиморфизмом и наследованием).

Инкапсуляция

• Сокрытие реализации целесообразно применять в следующих случаях:

• предельная локализация изменений при необходимости таких изменений,
• прогнозируемость изменений (какие изменения в коде надо сделать для заданного изменения функциональности) и прогнозируемость последствий изменений.

• Цель инкапсуляции – уйти от зависимости внешнего интерфейса класса (то, что могут использовать другие классы) от реализации.

Инкапсуляция

• Существует 4 вида модификаторов доступа: public , protected , private и default .
• Public – уровень предполагает доступ к компоненту с этим модификатором из экземпляра любого класса и любого пакета.
• Protected – уровень предполагает доступ к компоненту с этим модификатором из экземпляров родного класса и классов–потомков, независимо от того, в каком пакете они находятся.
• Default – уровень предполагает доступ к компоненту с этим модификатором из экземпляров любых классов, находящихся в одном пакете с этим классом.
• Private – уровень предполагает доступ к компоненту с этим модификатором только из этого класса.

Инкапсуляция

• public String name; – имя, которое доступное из любого места в приложении.
• protected String surname; – фамилия доступна из родного класса и потомков.
• private int age; – возраст доступен только в рамках класса Human.
• int birthdayYear; – хоть не указывается явный модификатор доступа, система понимает его как default, год рождения будет доступен всему пакету, в котором находится класс Human.

• public class Human {
• public String name;
• protected String surname;
• private int age;
• int birthdayYear;
• }

Инкапсуляция

• Для разных структурных элементов класса предусмотрена возможность применять только определенные уровни модификаторов доступа.
• Для класса – только public и default.
• Для атрибутов класса – все 4 вида.
• Для конструкторов – все 4 вида.
• Для методов – все 4 вида.

Наследование

• Наследование – один из четырёх важнейших механизмов объектно-ориентированного программирования (наряду с инкапсуляцией, полиморфизмом и абстракцией), позволяющий описать новый класс на основе уже существующего (родительского), при этом свойства и функциональность родительского класса заимствуются новым классом.

• Класс-наследник реализует спецификацию уже существующего класса (базовый класс).

наследование

• Простое наследование

• Класс, от которого произошло наследование, называется базовым или родительским (англ. base class).
• Классы, которые произошли от базового, называются потомками, наследниками или производными классами (англ. derived class).
• Абстрактный класс – это класс, содержащий хотя бы один абстрактный метод, он описан в программе, имеет поля, методы и не может использоваться для непосредственного создания объекта.

наследование

• Множественное наследование.

• Множественное наследование – потенциальный источник ошибок, которые могут возникнуть из–за наличия одинаковых имен методов в предках.
• При множественном наследовании у класса может быть более одного предка. В этом случае класс наследует методы всех предков. Достоинства такого подхода в большей гибкости.

Интерфейс

Интерфейс ( более детально будут рассмотрены в скором будущем ) – нам говорит, как должен выглядеть класс, какие методы в себе содержать, какими переменными и типами данных манипулировать.

Есть класс Figure, который расширяет интерфейс Figure. В этом классе мы реализуем все методы интерфейса Figure .

public class Figure implements devcolibri. Com .oop .inheritance .interfaces. Figure – с помощью ключевого слова implements мы перенимаем методы интерфейса Figure для реализации.

• public interface Figure {
• public void draw ();
• public void erase ();
• public void move ();
• public String getColor ();
• public boolean setColor ();
• }

Важно: в классе должны быть все методы интерфейса, тело методов можно изменить только в интерфейсе, здесь только реализация.

достоинства ООП

• Классы позволяют проводить конструирование из полезных компонентов, обладающих простыми инструментами, что позволяет абстрагироваться от деталей реализации.
• Инкапсуляция позволяет привнести свойство модульности , что облегчает распараллеливание выполнения задачи между несколькими исполнителями и обновление версий отдельных компонентов.
• ООП дает возможность создавать расширяемые системы.

недостатки ООП

• Неэффективность на этапе выполнения.
• Неэффективность в смысле распределения памяти. в объектно–ориентированных программах необходимая дополнительная память выражается в одном указателе для объекта и в одном дескрипторе типа для класса .
• Излишняя универсальность . Неэффективность также может означать, что в программе реализованы избыточные возможности.