Объектно-ориентированное программирование (ООП) — это методология программирования, основанная на представлении программы в виде совокупности объектов, каждый из которых является экземпляром определённого класса, а классы образуют иерархию наследования.
Класс — это шаблон, описание ещё не созданного объекта. Класс содержит данные, которые описывают строение объекта и его возможности, методы работы с ним.
Объект — экземпляр класса. То, что «рождено» по «чертежу», то есть по описанию из класса.
В качестве примера объекта и класса можно привести технический чертёж для изготовления детали — это класс. Выточенная же на станке по размерам и указаниям из чертежа деталь — объект.
Появление объектно-ориентированного программирования стало результатом возросших требований к функционалу программ, когда описывать объект приходилось раз за разом в разных участках кода. Тогда и было введено понятие класса, параметры которого задавались единожды, а после в коде оставлялись только ссылки на класс, чтобы код самостоятельно «собрал» объект.
Понятие абстракции в ООП
Абстракция — это придание объекту характеристик, которые отличают его от всех других объектов, четко определяя его концептуальные границы. Основная идея состоит в том, чтобы отделить способ использования составных объектов данных от деталей их реализации в виде более простых объектов.
Такой подход позволяет работать непосредственно с объектом, не вдаваясь в подробности, из чего же он состоит и как работает.
Три основных принципа ООП
Объектно-ориентированное программирование базируется на трёх основных принципах — инкапсуляция, полиморфизм, наследование. Рассмотрим их подробнее:
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.
Пользователь может взаимодействовать с объектом только через этот интерфейс. Реализуется с помощью ключевого слова: public. Пользователь не может использовать закрытые данные и методы. Реализуется с помощью ключевых слов: private, protected, internal.
Пример использования инкапсуляции в языке С++:
class A
{
public:
int a, b; //данные открытого интерфейса
int ReturnSomething(); //метод открытого интерфейса
private:
int Aa, Ab; //скрытые данные
void Do_Something(); //скрытый метод
};Класс А инкапсулирует свойства Aa, Ab и метод Do_Something(), представляя внешний интерфейс ReturnSomething, a, b.
Инкапсуляцию применяют:
Инкапсуляцию применяют:
- когда нужно сохранить некоторый участок кода без изменений со стороны пользователя;
- когда нужно ограничить доступ к коду — в связи с уникальностью используемых техник, которые автор хочет оставить «при себе»;
- когда изменение кода повлечёт за собой неработоспособность программы или её взлом.
Наследование
Наследование — способность в объектно-ориентированном программировании построить новый класс на основе уже заданного. При этом функционал может как полностью совпадать, так и отличаться. Класс-донор называется в таком случае родительским или базовым, а его «потомок» — наследником, дочерним классом. Наследование требует определения ещё одного понятия:
Прототип — объект-образец, на основе которого «рождаются» другие объекты, полностью копируя его или изменяясь в процессе. При изменении в прототипе в копиях также происходят соответствующие изменения.
Наследование можно сравнить с рождением ребенка, когда новый человек наследует «свойства» своих родителей, но в то же время не является точной копией одного из родителей.
Полиморфизм
Полиморфизм — способность объектов самим определять, какие методы они должны применить в зависимости от того, где именно в коде они находятся. То есть, объект может изменяться в зависимости от своего местоположения и действовать по-разному, что позволяет не заводить лишних структур. Иначе говоря: один интерфейс — множество решений.
Полиморфизм позволяет понизить процент повторного использования кода и сократить тем самым размер программы и временные затраты на её написание.
Подробнее об объектно-ориентированном программировании вы можете узнать на сайте в рубриках по языкам программирования.