Úvod do OOP

© UNICORN COLLEGE 2010

Objektově orientovaný přístup

Tomáš Holas


Úvod do OOP

Tomáš Holas


Agenda

Co to je objektově orientovaný přístup

Problémy při vývoji software

Znovupoužitelnost

Evoluce programátorských metodik

Základní kocepty OOP


Co znamená OOP?

Program se skládá z entit zvaných objekty, které odpovídají konceptům, se kterými bude program manipulovat

Aplikace pro řízení firmy by mohla mít např. objekty Zaměstnanec, Pobočka, Produkt …

Pro specifikaci vlastností a struktury objektů slouží třída

Třída Zaměstnanec je vzor, který se použije k vytvoření mnoha různých objektů typu Zaměstnanec.

Objekty komunikují tak, že si navzájem posílají zprávy

Objektu Zaměstnanec pošleme zprávu "Jak se jmenuješ?"


Co může být objektově orientované

Programovací styl

Koncepty z problémové domény se mapují přímo na objekty ve zdrojovém kódu

Filozofie

Způsob designu, implementace a přemýšlení o zdrojovém kódu

Technologie

Objektově orientované metodiky, programovací jazyky, databáze


Softwarová krize

Společnost je stále více závislá na softwaru

Problémy softwaru:

Velké množství chyb

Složitý na pochopení

Špatně se udržuje

Špatně se rozšiřuje

Stále znovu "vynalézáme kolo"

vysoké náklady na vývoj

vždy nové zavlečené chyby


Řešení: Znovupoužitelnost!

Programy se píší ručně, od základů..

… jako výroba vlastních šroubků při stavbě domu

Průmyslová revoluce: montážní linka, náhradní díly

Cíl: Vyvinout znovupoužitelné softwarové komponety

Jednoduše ovladatelné

Snadné na pochopení

Vhodné k použití v různých programech

Nový kód využívá komponent a řeší už specifické problémy

Znovupoužitelnost není cut & paste

Pokud máte nutkání zkopírovat kód, měli byste vytvořit komponentu


Výhody znovupoužitelnosti

Méně kódu – nižší cena vývoje

Mnohokrát použitý kód = spolehlivě otestovaný kód

Chybu stačí opravit na jednom místě

Vyšší specializace programátorů

Můj kód používají ostatní – motivace k tomu psát ho dobře


Evoluce metodik


Modulární programování

Rozdělit velké problémy na menší, snadněji uchopitelné

Rozdělením velkých programů na menší části

Každou část kódovat a testovat samostatně

Jádrem modularizace je subrutina (1950)

Nevyřešené problémy:

Které části programu převést na subrutiny

Jaké budou argumenty, návratové hodnoty a vedlejší efekty


Strukturované programování

Systematický způsob modularizace (1960)

Funkcionální dekompozice

Přístup shoda-dolu

Rozdělování funkcionality od nejvyšší úrovně, na menší a menší komponenty, dokud nedostaneme konkrétní subrutiny


Limity funkcionální dekompozice

Funkce vyvíjejících se systému nelze vždy předvídat

Úspěšný systém se bude rozšiřovat

Nutnost implementovat více úkolů, než bylo původně v plánu

Systém se upraví aby zahrnoval počáteční změny

Z úprav se stanou "hacky"

Požadovaná funkcionalita se vzdaluje od původní dekompozice

Komplexita a nestabilita systému narůstá

Modifikace vyžadují odvážnější hacky, nebo kompletní přepsání

Proces se zastavuje, když náklady přerostou užitek z nové funkcionality


Problém globálních dat

Zvýšení flexibility - globální data

Sdílená mezi subrutinami

Každá subrutina pracující s globálními daty může nepředvídatelným způsobem ovlivňovat ostatní subrutiny


Problematické přizpůsobení kódu

Pro implementaci podobné (ne identické) operace na existujících datech musíme duplikovat kód

Kolekce dat s různými typy vyžadují náročné rozhodování


Jak to řeší OOP?

Předávání zpráv

Jasná a konzistentní syntaxe pro manipulaci s objekty

Zapouzdření

Způsob jak ochránit data a vnitřní funkce před nežádoucími zásahy z venku

Dědičnost

Umožňuje definovat nové datové struktury na základě těch starých (otestovaných), za použití existujícího kódu

Polymorfismus

Datové struktury si samy udržují informace o svých typech

Všechny objekty obsahují kompletní sadu funkcí pro práci se svými daty


Stavební prvky OOP


Objekt

Objekt je souhrn informací, který modeluje některé vysokoúrovňové koncepty z problémové domény

Existuje 1:1 vazba mezi "realnými věcmi" z problémové domény a objekty v OO programu

Práce s OO programy je intuitivní, jedná se o určitý typ "virtuální reality"

Struktura a chování objektu je popsána v definici třídy objektu

Definováním objektů vytváříme další datové typy

Celé číslo

Řetězec

Automobil


Objekt


Třída a instance

Třída je vzor pro vytváření mnoha podobných objektů

Vytvořený objekt je instance dané třídy

Objekty ze stejné třídy budou mít stejnou základní strukturu a funkcionalitu

Z jedné třídy je možné vytvořit mnoho instancí


Třída a instance


Instanční proměnné

Instanční proměnná (nebo atribut) objektu je určitá informace náležející jednotlivé instanci (objektu)

Jméno objektu typu Člověk, model nebo rok objektu Automobil

Instanční proměnné jsou definovány v třídě objektu

Každý objekt má vlastní privátní místo, kam si ukládá svoje data


Instanční metody

Instanční metody jsou akce, které je objekt schopen provádět

Objekt třídy Člověk by měl umět sdělit své jméno, příjmení..

Objekt třídy Auto by měl umět nastartovat, zařadit rychlost..

Instanční metoda se implementuje se pomocí speciální subrutiny, která je připojená k třídě objektu, a má přístup ke všem instančním proměnným objektu


Metody a zprávy

Zpráva je požadavek, který pošleme objektu, když chceme, aby provedl nějakou akci případně nastavil nebo vrátil hodnotu atributu

Metoda je část kódu, která je zavolána, aby obsloužila akci požadovanou danou zprávou


Jak vypadá zpráva

Zpráva se skládá ze 3 částí

Příjemce: objekt přijímající zprávu

Jméno metody: jakou akci chceme na objektu vyvolat

Parametry: argumenty které zpráva vyžaduje


Mapování problémové domény


Ukázková třída


Použití třídy


Documents

Úvod do OOP