Programowanie obiektowe

Programowanie obiektowe
Polecane artykuły
Język wysokiego poziomu Program komputerowy Wzorce projektowe Algorytm przetwarzania SQL Baza NoSQL Java Data science Programowanie strukturalne

Programowanie obiektowe lub inaczej programowanie zorientowane obiektowo (ang. object-oriented programing, OOP) to paradygmat programowania przy pomocy obiektów posiadających swoje właściwości jak pola (dane, informacje o obiekcie) oraz metody (zachowanie, działania jakie wykonuje obiekt). Programowanie obiektowe polega na definiowaniu obiektów oraz wywoływaniu ich metod, tak aby współdziałały wzajemnie ze sobą.

TL;DR

Programowanie obiektowe to paradygmat programowania, w którym tworzy się obiekty posiadające pola i metody, które współdziałają ze sobą. W programowaniu obiektowym używa się pojęć takich jak obiekt, pole, metoda, klasa, dziedziczenie, polimorfizm, programowanie uogólnione, hermetyzacja i obsługa wyjątków. Programowanie obiektowe ma wiele zalet, takich jak wielokrotne wykorzystywanie kodu, lepsze zarządzanie kodem i łatwiejsze przyswajanie nowych projektów. Jednak ma także wady, takie jak wolniejsza realizacja w porównaniu do programowania strukturalnego. Przykładowe języki programowania, które wykorzystują programowanie obiektowe, to C++, Java, Python, Ruby i Visual Basic.

Pojęcia związane z programowaniem obiektowym

Aby zrozumieć czym dokładnie zajmuje się programowanie obiektowe, na początek musimy poznać kilka podstawowych pojęć ściśle z nim związanych, takich jak:

• Obiekt (inaczej "instancja") - programistyczny sposób zaprezentowania bytu (osoby lub rzeczy). Byt w rozumieniu programistycznym może być coś ze świata fizycznego lub bardziej abstrakcyjny koncept.
• Pole - cecha danego obiektu. Zamiast pól mogą również wystąpić dane, atrybuty, zmienne egzemplarza lub właściwości.
• Metoda - czynność danego obiektu w świecie rzeczywistym. Realna implementacja funkcji składowej, która jest zdefiniowana w modelu klasy

Teraz zobrazuję powyższe definicje prostym przykładem z życia. Powiedzmy, że obiektem jest kot, wtedy jego cechami (czyli polami) może być jego kolor czy masa ciała, natomiast metodami są czynności, które wykonuje - miauczenie, picie mleka.

• Klasa - przepis na obiekt. Klasa jest szablonem (wzorem), według którego możemy tworzyć różne obiekty. Definiuje nowy typ danych. W niektórych językach nie istnieje pojęcie klasy, np: w JavaScript.

Inne pojęcia:

• Klasa bazowa (nadklasa, klasa macierzysta) - ogólna klasa wyższego poziomu.
• Klasa pochodna (podklasa, klasa potomna) - klasa niższego poziomu.
• Agregacja (kompozycja) - jest to łączenie kilku obiektów (klas)w jeden obiekt (klasę).
• Prototyp - tworzenie nowych obiektów, które są wzorowane na obiekcie macierzystym. Wykorzystywane w sytuacjach, kiedy należy utworzyć wiele podobnych obiektów tego samego typu.

Koncepcja

Programowanie zorientowane obiektowo w swojej istocie zawiera wiele odmiennych technik wykorzystywanych przy tworzeniu aplikacji komputerowych. Istnieje wiele odmiennych zdań co do jednoznacznej charakterystyki programowania zorientowanego obiektowo – nie każdy obiektowy język programowania implementuje w swoich założeniach każdą z metod, spośród których m.in. można wyróżnić:

Abstrakcja

Pojęcie w programowaniu obiektowym najczyściej utożsamiane z klasą. Jest modelem, który w rzeczywistości nie reprezentuje żadnego istniejącego obiektu, a jedynie na podstawie którego definiowane są inne obiekty. Przykładem może być ssak, lub zwierzę – nie ma ich rzeczywistego obiektu, a jedynie obiekty potomne bazujące na ich własnościach.

Dziedziczenie

Technika programowania, która umożliwia wykorzystanie istniejącej już klasy do utworzenia nowej, bazującej na swojej poprzedniczce. Klasy dziedziczą z innych klas lub obiekty z obiektów (w JavaScript).

Polimorfizm

Inaczej wielopostaciowość, metoda pozwalająca funkcji wirtualnej przyjmować różne sposoby jej realizacji. Daje możliwość wywołania tej samej metody na różnych obiektach, przy czym mogą one (obiekty)odpowiadać w różny sposób w zależności od typu.

Przykładowo metoda jedź w rowerze będzie inaczej realizowana, niż metoda jedź w samochodzie, mimo tego, że nazywa się tak samo.

Programowanie uogólnione

Paradygmat programowania znany również jako programowanie generyczne umożliwiający pisanie programów w danym języku bez wcześniejszej znajomości jego typów wbudowanych.

Hermetyzacja

Pojęcie znane również pod nazwą enkapsulacja - porządkowanie metod oraz pól danej klasy z równoczesnym zatajeniem ich implementacji.

Obsługa wyjątków

Technika podejścia do obsługi sytuacji wyjątkowych, których nie można zignorować i sposobu ich realizacji podczas działania programu komputerowego.

Zalety i wady

Wśród zalet programowania zorientowanego obiektowo można wyróżnić:

• Wielokrotne wykorzystywanie raz napisanego kodu oraz co się z tym wiąże zasada DRY (ang. Don't Repeat Yourself),
• Bardziej spójna ideologia zarządzania kodem w stosunku do programowania strukturalnego,
• Efektywniejsza praca przy dużym projekcie w zespole wykorzystującym technikę OOP,
• Większa łatwość przyswojenia ideologii nowego projektu dla wdrażającego się programisty w stosunku do metodologii strukturalnej,
• Niższy koszt rozwoju i późniejszej konserwacji aplikacji dzięki zastosowaniu OOP.
• Stabilność i elastyczność. Łatwość w dokonywaniu zmian oraz możliwość rozbudowywania o nowe funkcje (dzięki istnieniu dziedziczenia) bez konieczności wyrzucania całego systemu.

Wśród wad zaliczyć można:

• Wolniejsza realizacja programu realizującego technikę zorientowaną obiektowo w stosunku do programowania strukturalnego,
• Istnienie potencjalnych trudności w zmianie nawyków oraz tępa nauki z programowania strukturalnego na programowanie obiektowe,
• Nie odpowiedni dla wszystkich rodzajów rozwiązanych problemów. Niektóre problemy (niewielkie skrypty, stosunkowo małe programy) skuteczniej, szybciej i wydajniej realizuje inżynieria budowy strukturalnej, niż metoda zorientowana obiektowo.

Języki wykorzystujące OOP

Wybrane, bardziej popularne języki programowania wykorzystujące technikę zorientowaną obiektowo to między innymi:

• Ada
• Beta
• C++
• C#
• Eiffel
• Loops
• Objective-C
• Java
• Modula-3
• Oberon
• PHP
• Perl
• Python
• Ruby
• Simula
• Smalltalk
• Visual Basic

Bibliografia

• Daniluk A. (2011), Pracownia programowania obiektowego, Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej, Lublin
• Dattatri K. (2009), C++: Effective Object-Oriented, Wydawnictwo Helion, Gliwice.
• Eckel B. (2006), Thinking in Java, Wyd. IV, Wydawnictwo Helion, Gliwice
• Grębosz J. (2008), Symfonia C++ standard, Wyd. III, Wydawnictwo "EDITION 2000”, Kraków
• Martin R. (2010), Clean Code: A Handbook of Agile Software Craftsmanship, Wyd. I, Wydawnictwo Helion, Gliwice
• Meyer B. (2005), Programowanie zorientowane obiektowo, Wyd. II, Helion, Gliwice
• Stoyan S. (2010), Object-Oriented JavaScript, Wydawnictwo Helion, Gliwice
• Walter B. (red.) (2008), Zaawansowane projektowanie obiektowe , Instytut Informatyki Politechniki Poznańskiej, Poznań
• Welling L. (2005), Laura Thompson, PHP and MySQL Web Development, Wyd. III, Wydawnictwo Helion, Gliwice

Przypisy

Autor: Maciej Sypień, Krystyna Jania