Что такое объектно-ориентированное программирование: принципы, преимущества и недостатки

При этом класс, который является наследником какого-либо класса, может быть суперклассом для одного или нескольких других классов. Также в отличие, например, от C++, в Java в строгом смысле отсутствует множественное наследование, то есть любой класс может иметь не более одного класса-родителя. А все классы, суперкласс у которых явно не указан, по умолчанию наследуются от класса https://deveducation.com/ Object. Абстра́кция  — в объектно-ориентированном программировании это придание объекту характеристик, которые отличают его от всех объектов, четко определяя его концептуальные границы. Необходимость совместного использования объектов разных классов, способных обрабатывать однотипные сообщения, требует поддержки полиморфизма — возможности записывать разные объекты в переменные одного и того же типа. В таких условиях объект, отправляя сообщение, может не знать в точности, к какому классу относится адресат, и одни и те же сообщения, отправленные переменным одного типа, содержащим объекты разных классов, вызовут различную реакцию.

Что такое объектно-ориентированное программирование: принципы, преимущества и недостатки

Важно чтобы канал переключился, а не тонкости радиотехники. Вот и в программировании абстракция означает предоставление основных функций без погружения в детали. Представьте себе музыкальный плеер, который может воспроизводить разные аудиоформаты, ооп python такие как mp3, wav и flac. Для каждого формата требуется свой метод воспроизведения, однако, вместо создания методов Play, PlayMp3, PlayWav, PlayFlac, правильнее будет использовать общий метод Play. Как создатель и руководитель курсов по C# я вижу, что часто у людей, начинающих изучать этот язык, принципы Объектно-Ориентированного Программирования вызывают затруднения в понимании.

Простой пример реализации ООП-концепции

В программировании это означает, что один интерфейс может использоваться для управления разными методами, давая разные результаты в зависимости от контекста. Вместо того, чтобы писать класс для каждого конкретного типа следует создать типы, которые будут реализованы во время выполнения программы то есть мы создаем параметрический тип. В этой статье подробно описано, кто такой Team Lead и какие обязанности Пользовательское программирование он выполняет в компании. В материале рассмотрены преимущества и недостатки роли тимлида в IT-индустрии. Также данный материал поможет разобраться в том, как развиваться дальше в карьере тимлида и что нужно знать для того, чтобы эффективно работать. А то, о чем все говорят, – это просто приемы проектирования приложений с использованием языков объектно-ориентированного программирования.

Также разработчиками отмечались следующие недостатки ПП:

Благодаря полиморфизму функции и методы становятся более гибкими и легко адаптируемыми к изменяющимся требованиям. Инкапсуляция позволяет скрыть реализацию объекта и взаимодействовать с ним только через предоставленные интерфейсы, что минимизирует риски случайных ошибок. Например, общее для всех автомобилей действие «завестись» у спортивного автомобиля может быть реализовано путем нажатия кнопки, а у грузового – с помощью ключа. И спортивные, и грузовые автомобили будут обладать общими характеристиками и будут иметь возможность выполнять общие для всех автомобилей действия, которые указаны в абстрактном классе-родителе, но конкретная реализация этих действий может быть разной.

Такие объекты могут вести себя как отдельные, абсолютно автономные вычислительные единицы. Данный подход реализован в языках программирования Smalltalk, Ruby, Objective-C, Python. Класс-ориентированное программирование — это программирование, сфокусированное на данных, причём данные и поведение неразрывно связаны между собой. Вместе данные и поведение представляют собой класс.Соответственно в языках, основанных на понятии «класс», все объекты разделены на два основных типа — классы и экземпляры. Класс определяет структуру и функциональность (поведение), одинаковую для всех экземпляров данного класса.

• В нем программа разбивается на набор функций и работает последовательно, выполняя инструкции в строгом порядке.
• Инкапсуляция в программировании является объединением данных и кода, работающего с этими данными, в большинстве случае это сводится к тому, чтобы не давать доступа к важным данным напрямую.
• Современный мир программирования невозможно представить без использования объектно ориентированного программирования.
• Абстракция похожа на использование умного устройства, не зная его сложной схемы.
• Полиморфизм означает использование одного и того же интерфейса для объектов различных типов.

Рассмотрим сильные стороны и возможные недостатки ориентированного программирования. Этот принцип позволяет одному классу унаследовать свойства и методы другого, что способствует повторному использованию кода. Благодаря наследованию вы можете создавать более специализированные классы, основываясь на уже существующих. Инкапсуляция предполагает сокрытие внутренних деталей объекта и предоставление доступа к ним через ограниченный набор методов. Это помогает защитить данные от несанкционированного вмешательства и обеспечивает четкое разграничение ответственности. Такой подход повышает стабильность и безопасность программного кода.

Возьмем для примера абстрактный класс «Автомобиль», который наследуют два конкретных класса – «Спортивный автомобиль» и «Грузовой автомобиль». При рассмотрении полиморфизма необходимо помнить, что этот принцип неразрывно связан с другим принципом ООП – наследованием, которое помогает реализовать полиморфизм. Например, если убрать коробку с главными характеристиками человечков, то другие не перестанут работать. Они возьмут эти же характеристики, но оставят внутри своей коробочки. Также, все люди могут выполнять однотипные действия — ходить, бегать, плавать и т.д. Чтобы решать сложные задачи, программисты договорились и придумали для этого новые стандарты.

Полиморфизм позволяет программистам использовать методы с одним и тем же именем, но с разными объектами. Элементы внутри объекта обычно остаются закрытыми, что означает, что другие объекты и методы не могут получить к ним доступ — они инкапсулированы, заключены в оболочку. При таком подходе программист может вносить изменения в структуру или содержимое объекта, не беспокоясь об общедоступном интерфейсе. На объекты можно воздействовать только с помощью их методов. Несмотря на отмеченные недостатки, Буч утверждает, что выгоды от использования ООП более весомы. Кроме того, повышение производительности за счёт лучшей организации ООП-кода, по его словам, в некоторых случаях компенсирует дополнительные накладные расходы на организацию функционирования программы.

Наследование является одним из важнейших принципов объектно-ориентированного программирования, поскольку оно позволяет создавать иерархические структуры объектов. Используя наследование, можно создать общий класс, который будет определять характеристики и поведение, свойственные какому-то набору связанных объектов. В дальнейшем этот класс может быть унаследован другими, более частными классами, каждый из которых будет добавлять уникальные, свойственные только ему характеристики и дополнять или изменять поведение базового класса. Появление в ООП отдельного понятия класса закономерно вытекает из желания иметь множество объектов со сходным поведением.

Программная система в этой методологии представляет собой набор компонентов с хорошо определёнными интерфейсами. Изменения в существующую систему вносятся путём создания новых компонентов в дополнение или в качестве замены ранее существующих. При создании новых компонентов на основе ранее созданных запрещено использование наследования реализации — новый компонент может наследовать лишь интерфейсы базового. Таким образом, компонентное программирование обходит проблему хрупкости базового класса. Большинство современных языков программирования поддерживают ООП, так как это широко распространенный и эффективный подход к написанию кода. Также нужно понимать, что объектно-ориентированное программирование не всегда является лучшим вариантом для разработки и учитывать специфику требований и задач.

В таком случае, чтобы не дать возможности другим программистам, которые будут использовать наш класс SocialMediaPlatform случайно перезаписать наши сообщения, лучше будет предоставить им всего два метода – SendMessage и ShowMyMessages. В этом примере инкапсулирован, то есть спрятан от доступа извне класса, список наших избранных песен (_favoriteSongs). Мы предоставляем методы для управления списком, но не даем возможности работать со списком напрямую. ООП лишено таких недостатков и позволяет вносить изменения в объект, который является ключевым элементом программы. В реальной жизни мы и понятия не имеем, как создается и как работает почтовый ящик, мы просто находим уже готовый объект и опускаем туда письмо. Например, объектно-ориентированный стиль может использоваться наряду с процедурным и функциональным программированием для достижения оптимального результата.

Каждый из ключевых принципов имеет свою ценность, но чаще всего инкапсуляцию считают основой. Она позволяет скрывать внутренние детали объекта, что повышает защиту данных и упрощает взаимодействие между компонентами. В этом случае класс Dog наследует метод speak у класса Animal, но также имеет возможность переопределить его для реализации собственной логики. ООП возникло в середине прошлого века как реакция на возрастающую сложность программного обеспечения.

Экземпляр является носителем данных — то есть обладает состоянием, меняющимся в соответствии с поведением, заданным классом.В класс-ориентированных языках новый экземпляр создаётся через вызов конструктора класса (возможно, с набором параметров). Получившийся экземпляр имеет структуру и поведение, жёстко заданные его классом. Большое значение имеет правильное построение иерархии классов. Одна из известных проблем больших систем, построенных по ООП-технологии — так называемая проблема хрупкости базового класса. Даже если вносимые изменения не затронут интерфейс базового класса, изменение его поведения может непредсказуемым образом отразиться на классах-потомках. Класс-потомок получает все поля и методы класса-родителя, но может дополнять их собственными либо переопределять уже имеющиеся.

Представим, что нам нужно внести в программу всех сотрудников компании. По принципам ООП общие характеристики складываются по коробкам — объектам. Например, коробка человечков из Европы возьмёт общие характеристики из одной коробки, добавив свои. Например, наш класс Piece может иметь метод move(), перемещающий фигуру на одну позицию в любом направлении. Такая функция будет работать и для фигуры короля, но не для чего-либо еще.

Проще говоря, ООП разработано для упрощения программирования комплексных программных продуктов. Далее попробуем разобраться с концепцией объектно-ориентированного программирования на простых примерах. Объе́ктно-ориенти́рованное программирование возникло в результате развития идеологии процедурного программирования, где данные и подпрограммы (процедуры, функции) их обработки формально не связаны. Для дальнейшего развития объектно ориентированного программирования часто большое значение имеют понятия события (так называемое событийно-ориентированное программирование) и компонента (компонентное программирование, КОП). При этом пользователю предоставляется только спецификация (интерфейс) объекта.

У каждой шахматной фигуры есть свои классы с переменными и методами для передвижения и других действий. Более подробно рассмотрим пешку — обозначим ее классом Piece, поместив для нее внутри необходимый функционал. Однако помимо стандартных функций, пешкам еще нужен метод, превращающий их в другие фигуры, по достижении конца доски. Вот тут нам на помощь и приходит объектно-ориентированное программирование.