Что такое ООП-программирование

Введение

Объектно-ориентированное программирование (ООП) — это модель программирования, которая организует разработку программного обеспечения вокруг данных или объектов, а не функций и логики. Объект можно определить как поле данных с уникальными свойствами и поведением.

ООП фокусируется на объектах, которыми разработчики хотят манипулировать, а не на логике, необходимой для управления ими. Этот подход подходит для программирования большого, сложного и постоянно обновляемого или поддерживаемого программного обеспечения. К ним относятся приложения для производства и проектирования, а также мобильные приложения. Например, ООП может использоваться для создания программного обеспечения для моделирования систем.

Организация объектно-ориентированной программы также делает этот метод полезным для совместной разработки, когда проекты делятся на группы. Дополнительные преимущества ООП включают повторное использование кода, масштабируемость и эффективность.

Первым шагом в ООП является сбор всех объектов, которыми программист хочет манипулировать, и определение того, как они соотносятся друг с другом. Эта практика известна как моделирование данных.

Примерами объектов могут быть как физические сущности, например, человек, описываемый такими свойствами, как имя и адрес, так и небольшие компьютерные программы, например, виджеты.

При распознавании объекта ему присваивается класс объектов, который определяет тип содержащихся в нём данных и любые логические последовательности, которые могут с ними работать. Каждая отдельная логическая последовательность называется методом. Объекты могут взаимодействовать с помощью чётко определённых интерфейсов, называемых сообщениями.

Какова структура объектно-ориентированного программирования?

Структура или строительные блоки объектно-ориентированного программирования включают следующее:

Классы — это определяемые пользователем типы данных, которые служат шаблоном для отдельных объектов, свойств и методов.
Объекты — это экземпляры класса, созданные с использованием специально определённых данных. Объекты могут соответствовать объектам реального мира или абстрактной сущности. При первоначальном определении класса единственным определяемым объектом является его описание.
Методы — это функции, которые могут выполнять объекты. Они определяются внутри класса и описывают поведение объекта. Каждый метод в определении класса начинается со ссылки на экземпляр объекта. Кроме того, подпрограммы внутри объекта называются методами экземпляра. Программисты используют методы для обеспечения возможности повторного использования или для поддержания функциональности объекта в любой момент времени.
Атрибуты представляют состояние объекта. Другими словами, это характеристики, различающие классы. Данные объектов хранятся в разделе атрибутов. Атрибуты класса принадлежат самому классу и определяются в шаблоне класса.

Каковы основные принципы ООП?

Инкапсуляция. Принцип инкапсуляции гласит, что вся важная информация содержится внутри объекта, а раскрывается только избранная. Реализация и состояние каждого объекта хранятся в закрытом виде в определённом классе. Другие объекты не имеют доступа к этому классу и не имеют полномочий на внесение изменений. Они могут вызывать только список открытых функций или методов. Эта функция скрытия данных повышает безопасность приложения и предотвращает нежелательное повреждение данных.
Абстракция. Объекты предоставляют только внутренние механизмы, необходимые для использования другими объектами, и скрывают ненужный код реализации. Производный класс может расширить их функциональность. Эта концепция может помочь разработчикам упростить внесение дальнейших изменений или дополнений с течением времени.
Наследование. Классы могут повторно использовать код и функции других классов. Между объектами можно назначать связи и подклассы, что позволяет разработчикам повторно использовать общую логику, сохраняя при этом уникальную иерархию. Наследование делает анализ данных бесшовным, сокращая время разработки и обеспечивая более высокий уровень точности.
Полиморфизм. Объекты разработаны с учётом общего поведения и могут принимать различные формы. Программа определяет, какое значение или способ использования необходимы для каждой реализации этого объекта из родительского класса, что снижает необходимость в дублировании кода. Затем создаётся дочерний класс, расширяющий функциональность родительского класса. Полиморфизм позволяет передавать через интерфейс различные типы объектов.
Синтаксис. Это набор правил, определяющих организацию слов и знаков препинания в языке программирования.
Связанность. Это степень, в которой элементы программного обеспечения связаны друг с другом. Например, если один класс изменяет свои свойства, все остальные классы также изменяются.
Ассоциация. Это отношение между одним или несколькими классами. Ассоциации могут быть типа «один к одному», «многие ко многим», «один ко многим» или «многие к одному».

Каковы примеры объектно-ориентированных языков программирования?

Хотя Simula считается первым объектно-ориентированным языком программирования, сегодня многие другие языки программирования используются совместно с ООП. Однако некоторые языки программирования лучше сочетаются с ООП, чем другие. Например, языки программирования, считающиеся чистыми ООП, рассматривают всё как объекты. Другие языки программирования разработаны в первую очередь для ООП, но включают в себя некоторые процедурные функции. Некоторые из самых популярных языков программирования разработаны для ООП или с учётом его особенностей.

Например, к популярным чистым ООП-языкам относятся:

Руби
Скала
ДЖЕЙД
Изумруд

Языки программирования, изначально разработанные для ООП, включают:

Ява
Питон
С++

Другие языки программирования, совместимые с ООП:

Visual Basic .NET.
PHP
JavaScript

Каковы преимущества ООП?

Преимущества ООП включают в себя:

Модульность. Инкапсуляция позволяет объектам быть самодостаточными и упрощает отладку и совместную разработку.
Возможность повторного использования кода может быть реализована посредством наследования, что означает, что команде не придется писать один и тот же код несколько раз.
Производительность. Программисты могут быстро создавать новые приложения, используя множество библиотек и повторно используемый код.
Система легко расширяется и масштабируется. Программисты могут реализовывать системные функции самостоятельно.
Безопасность. Инкапсуляция и абстракция позволяют скрыть сложный код, упростить обслуживание программного обеспечения и защитить интернет-протоколы.
Гибкость. Полиморфизм позволяет функции адаптироваться к классу, в который она помещена. Различные объекты также могут передаваться через интерфейс.
Обслуживание кода: части системы можно обновлять и обслуживать без необходимости внесения существенных изменений.
Более низкая стоимость. Другие преимущества, такие как удобство обслуживания и возможность повторного использования, снижают затраты на разработку.

Критика ООП

Разработчики критикуют объектно-ориентированную модель программирования по ряду причин. Главная проблема заключается в том, что ООП слишком много внимания уделяет данным в процессе разработки программного обеспечения и недостаточно — вычислениям и алгоритмам. Кроме того, код, написанный в ООП, может быть сложнее в написании и дольше компилироваться.

Другие распространённые критические замечания включают в себя тот факт, что наследование имеет такие недостатки, как ненадёжность базовых классов. Кроме того, объекты иногда выглядят понятнее, когда они изолированы, но их сложнее понять при работе в реальном приложении.

Альтернативные методы ООП включают:

Функциональное программирование Сюда входят такие языки, как Erlang и Scala, которые используются для телекоммуникаций и отказоустойчивых систем.
Структурное или модульное программирование. Сюда входят такие языки, как PHP и C#.
Императивное программирование. Эта альтернатива ООП фокусируется на функциональности, а не на моделях. К императивным языкам программирования относятся C++ и Java.
Декларативное программирование. Этот стиль программирования включает в себя утверждения о желаемой задаче или результате, но не о том, как их достичь. К декларативным языкам программирования относятся Пролог и Лисп.
Логическое программирование, основанное в большей степени на формальной логике и использующее такие языки, как Пролог, включает в себя набор утверждений, выражающих факты или правила, относящиеся к предметной области. Оно фокусируется на задачах, для решения которых могут быть полезны логические запросы, основанные на правилах.

Результат

Большинство современных языков программирования позволяют разработчикам комбинировать модели, поскольку их можно использовать для различных методов программирования. Например, JavaScript и Scala можно использовать для объектно-ориентированного и функционального программирования.