ООП презентация

Содержание

Истоки ОО - Симула-67, хотя первая полная реализация была в Smalltalk-80. ООП стало популярным во второй половине 80-х в языках: С++, Objective C, Object Pascal, CLOS (ОО-расширение Lisp'a), Eiffel, Ada (в

Слайд 1
"Programming today is a race between software
engineers striving to build bigger

and better
idiot-proof programs, and the Universe trying
to produce bigger and better idiots. So far,
the Universe is winning."
Rich Cook

ООП

Слайд 2Истоки ОО - Симула-67, хотя первая полная реализация была в Smalltalk-80.
ООП

стало популярным во второй половине 80-х в языках: С++, Objective C, Object Pascal, CLOS (ОО-расширение Lisp'a), Eiffel, Ada (в последних воплощениях), Java, С#.

Слайд 3Алан Кей – фундаментальные характеристики ООП [Кау 1993]:
Все является объектом.
Объект

как хранит информацию, так и способен ее преобразовывать. Любой элемент решаемой задачи (дом, собака, услуга, химическая реакция, город, космический корабль и т. д.) может представлять собой объект. Объект можно представить себе как швейцарский нож: он является набором различных ножей и «открывашек» (хранение), но в то же самое время им мы можем резать или открывать что-либо (преобразование).

Слайд 4Программа — совокупность объектов, указывающих друг другу что делать.
Для обращения

к одному объекту другой объект «посылает ему сообщение».
Возможно и «ответное сообщение». Программу можно представить себе как совокупность к примеру 3 объектов: писателя, ручки и листа бумаги. Писатель «посылает сообщение» ручке, которая в свою очередь «посылает сообщение» листу бумаги — в результате мы видим текст (посыл сообщения от листа к писателю).


Слайд 5Каждый объект имеет свою собственную «память», состоящую из других объектов.
Таким

образом программист может скрыть сложность программы за довольно простыми объектами.
Например, дом (сложный объект) состоит из дверей, комнат, окон, проводки и отопления. Дверь в свою очередь может состоять из собственно двери, ручки, замка и петель. Проводка также состоит из проводов, розеток, щитка.

Слайд 6У каждого объекта есть тип (класс).
Класс (тип) определяет какие сообщения

объекты могут посылать друг другу.
Например, аккумуляторная батарея может передавать электролампе ток, а вот физическое усилие - нет.
Каждый объект является представителем класса, который выражает общие свойства объектов (таких, как целые числа или списки).

Слайд 7В классе задается поведение (функциональность) объекта.
Тем самым все объекты,

которые являются экземплярами одного класса, могут выполнять одни и те же действия.
Все объекты одного типа могут получать одинаковые сообщения.
Например, есть 2 объекта: синяя и красная кружки. Обе разные по форме и материалу. Но из обеих мы можем пить (или не пить, если они пустые). В данном случае кружка — это тип объекта.

Слайд 8Классы организованы в единую древовидную структуру с общим корнем, называемую иерархией

наследования.
Память и поведение, связанное с экземплярами определенного класса, автоматически доступны любому классу, расположенному ниже в иерархическом дереве.

Слайд 91ый принцип ОО подхода - способ задания действий.
Действие в ООП инициируется

посредством передачи сообщений агенту (объекту), ответственному за действия.
Сообщение содержит запрос на осуществление действия и сопровождается дополнительной информацией (аргументами), необходимой для его выполнения.
Получатель - это агент, посылается сообщение. Если он принимает сообщение, то на него автоматически возлагается ответственность за выполнение указанного действия.
В качестве реакции на сообщение получатель запустит некоторый метод, чтобы удовлетворить принятый запрос.

Слайд 102ой принцип ООП: Все объекты являются представителями (экземплярами) классов. Метод активизируемый

объектом в ответ на сообщение, определяется классом, к которому принадлежит получатель сообщения. Все объекты одного класса используют одни и те же методы в ответ на одинаковые сообщения.

Весь мир - это объекты, которые передают друг другу сообщения

Слайд 113ий принцип, в соответствии с которым знание о более общей категории

разрешается использовать для более узкой категории, называется наследованием.
Классы могут быть организованы в иерархическую структуру
с наследованием свойств. Дочерний класс (подкласс) наследует атрибуты родительского класса (надкласса), расположенного выше в иерархическом дереве.

Слайд 12Определение ООП
ООП - совокупность принципов разработки программ, понятий и элементов языка,

позволяющих успешно создавать программы большого объема.
ООП базируется на связи в единое целое свойств и поведения предмета или процесса.
Свойства предмета - это данные, которые его характеризуют. Поведение задается функциями.

Слайд 13Преимущества ООП
Преимущества (при создании больших программ):

использование при программировании понятий, более

близких к предметной области;
локализация свойств и поведения объекта о одном месте, позволяющая лучше структурировать и отлаживать программу;
возможность создания библиотеки объектов и создания программы из готовых частей;
исключение избыточного кода - можно многократно не описывать повторяющиеся действия;
простая возможность внесения изменений в программу без изменения уже написанных частей, а в ряде случаев и без их перекомпиляции.

Слайд 14Недостатки ООП
Недостатки ООП:

снижение быстродействия программы, связанное с использованием виртуальных методов;

идеи

ООП не просты для понимания и в особенности для практического использования;

для эффективного использования существующих ОО систем требуется большой объем первоначальных знаний.

Слайд 15Свойства ООП
Инкапсуляция - скрытие деталей реализации; объединение данных и действий

над ними.

Наследование позволяет создавать иерархию объектов, в которой объекты-потомки наследуют все свойства своих предков. Свойства при наследовании повторно не описываются. Кроме унаследованных, потомок обладает собственными свойствами. Объект в C++ может иметь сколько угодно потомков и предков.

Полиморфизм - возможность определения единого по имени действия, применимого ко всем объектам иерархии, причем каждый объект реализует это действие собственным способом.

Класс (объект) – инкпасулированная абстракция с четким протоколом доступа

Слайд 16Принципы ОО представления программных систем
Рассмотрение любой сложной системы требует применения техники

декомпозиции — разбиения на составляющие элементы.
2 схемы декомпозиции: алгоритмическая и ОО декомпозиция.
В основе алгоритмической декомпозиции - разбиение по действиям - алгоритмам.
ОО декомпозиция - разбиение по автономным лицам - объектам реального (или виртуального) мира. Эти лица (объекты) - более «крупные» элементы, каждый из них несет в себе и описания действий, и описания данных.

Слайд 17ОО представление ПС основывается на принципах абстрагирования, инкапсуляции, модульности и иерархической

организации.
Каждый из принципов не нов, но их совместное применение рассчитано на проведение ОО декомпозиции.
Это определяет модификацию их содержания и механизмов взаимодействия друг с другом.

Слайд 18Абстрагирование
Аппарат абстракции — удобный инструмент для борьбы со сложностью реальных

систем. Создавая понятие в интересах какой-либо задачи, мы отвлекаемся (абстрагируемся) от несущественных характеристик конкретных объектов, определяя только существенные характеристики. Например, в абстракции «часы» мы выделяем характеристику «показывать время», отвлекаясь от таких характеристик конкретных часов, как форма, цвет, материал, цена, изготовитель.

Слайд 19Абстрагирование сводится к формированию абстракций. Каждая абстракция фиксирует основные характеристики объекта,

которые отличают его от других видов объектов. Абстракция концентрирует внимание на внешнем представлении объекта, позволяет отделить основное в поведении объекта от его реализации. Абстракцию удобно строить путем выделения обязанностей объекта.
Пример: физический объект - датчик скорости, устанавливаемый на борту летательного аппарата (ЛА). Создадим его абстракцию: сформулируем обязанности датчика:
знать проекцию скорости ЛА в заданном направлении;
показывать текущую скорость;
подвергаться настройке.

Слайд 20Инкапсуляция
Инкапсуляция и абстракция - взаимодополняющие понятия: абстракция выделяет внешнее поведение объекта,

а инкапсуляция содержит и скрывает реализацию, которая обеспечивает это поведение. Инкапсуляция достигается с помощью информационной закрытости. Обычно скрываются структура объектов и реализация их методов.
Инкапсуляция является процессом разделения элементов абстракции на секции с различной видимостью. Инкапсуляция служит для отделения интерфейса абстракции от ее реализации.
Пример: физический объект регулятор скорости. Обязанности регулятора:
включаться; выключаться; увеличивать скорость;
уменьшать скорость; отображать свое состояние.

Слайд 21Модульность
В языках C++, Object Pascal, Ada 95 абстракции классов и объектов

формируют логическую структуру системы. При производстве физической структуры эти абстракции помещаются в модули. В больших системах, где классов сотни, модули помогают управлять сложностью. Модули служат физическими контейнерами, в которых объявляются классы и объекты логической разработки. Модульность определяет способность системы подвергаться декомпозиции на ряд сильно связанных и слабо сцепленных модулей.

Слайд 22Общая цель декомпозиции на модули: уменьшение сроков разработки и стоимости ПС

за счет выделения модулей, которые проектируются и изменяются независимо. Каждая модульная структура должна быть достаточно простой, чтобы быть полностью понятой. Изменение реализации модулей должно проводиться без знания реализации других модулей и без влияния на их поведение. Определение классов и объектов выполняется в ходе логической разработки, а определение модулей - в ходе физической разработки системы. Эти действия сильно взаимосвязаны, осуществляются итеративно.

Слайд 23Иерархическая организация
Рассмотрели три механизма для борьбы со сложностью:
абстракцию (она упрощает представление

физического объекта);
инкапсуляцию (закрывает детали внутреннего представления абстракций);
модульность (дает путь группировки логически связанных абстракций).
Дополнение к ним - иерархическая организация - формирование из абстракций иерархической структуры. Упрощаются понимание проблем заказчика и их реализация - сложная система становится обозримой человеком.

Слайд 24Иерархическая организация задает размещение абстракций на различных уровнях описания системы.
2 важных

инструмента иерархической организации в ОО системах:
структура из классов («is a»-иерархия);
структура из объектов («part of»-иерархия).

«is а» - иерархическая структура строится с помощью наследования. Наследование определяет отношение между классами, где класс разделяет структуру или поведение, определенные в одном другом (единичное наследование) или в нескольких других (множественное наследование) классах.

Слайд 25«part of» - иерархическая структура базируется на отношении агрегации.
Агрегация не

является понятием, уникальным для ОО систем: любой ЯП, разрешающий структуры типа «запись», поддерживает агрегацию.

Агрегация полезна в сочетании с наследованием:
- агрегация обеспечивает физическую группировку логически связанной структуры;
- наследование позволяет легко и многократно использовать эти общие группы в других абстракциях.

Слайд 26Сравним элементы иерархий наследования и агрегации с точки зрения уровня сложности.



При наследовании нижний элемент иерархии (подкласс) имеет больший уровень сложности (большие возможности), при агрегации - наоборот (агрегат обладает большими возможностями, чем его элементы).

Слайд 27Объекты
Объект - конкретное представление абстракции. Объект обладает индивидуальностью, состоянием и поведением.


Структура и поведение подобных объектов определены в их общем классе.
Термины «экземпляр класса» и «объект» взаимо­заменяемы.

Слайд 28Индивидуальность - это характеристика объекта, которая отличает его от всех других

объектов.

Состояние объекта характеризуется перечнем всех свойств объекта и текущими значениями каждого из этих свойств

Слайд 29Объекты не существуют изолированно друг от друга. Они подвергаются воздействию или

сами воздействуют на другие объекты.
Поведение характеризует то, как объект воздействует на другие объекты (или подвергается воздействию) в терминах изменений его состояния и передачи сообщений.
Поведение объекта является функцией как его состояния, так и выполняемых им операций (Купить, Продать, Взвесить, Переместить, Покрасить).
Говорят, что состояние объекта представляет суммарный результат его поведения.

Слайд 30Операция обозначает обслуживание, которое объект предлагает своим клиентам.
5 видов операций

клиента над объектом:
1) модификатор (изменяет состояние объекта);
2) селектор (дает доступ к состоянию, но не изменяет его);
3) итератор (доступ к содержанию объекта по частям, в строго определенном порядке);
4) конструктор (создает объект и инициализирует его состояние);
5) деструктор (разрушает объект и освобождает занимаемую им память).

Слайд 31Примеры операций:
Вид операции Пример операции

Модификатор

Пополнеть (кг)
Селектор КакойВес (): integer
Итератор Показать Ассортимент Товаров (): string
Конструктор СоздатьРобот (параметры)
Деструктор УничтожитьРобот ()

Слайд 32В чистых ОО ЯП операции могут объявляться только как методы -

элементы классов, экземплярами которых являются объекты.
Гибридные языки (C++, Ada 95) позволяют писать операции как свободные подпрограммы (вне классов).
В общем случае все методы и свободные подпрограммы, ассоциированные с конкретным объектом, образуют его протокол. Таким образом, протокол определяет оболочку допустимого поведения объекта и поэтому заключает в себе цельное (статическое и динамическое) представление объекта.

Слайд 33Большой протокол разделяют на логические группировки поведения.
Эти группировки, разделяющие пространство поведения

объекта, обозначают роли, которые может играть объект.

Принцип выделения ролей:

Слайд 34С точки зрения внешней среды важное значение имеет понятие - обязанности

объекта.
Обязанности означают обязательства объекта обеспечить определенное поведение.
Обязанностями объекта являются все виды обслуживания, которые он предлагает клиентам. В мире объект играет определенные роли, выполняя свои обязанности.

Слайд 35Активный объект имеет собственный канал (поток) управления, пассивный - нет.
Активный

объект автономен, он может проявлять свое поведение без воздействия со стороны других объектов.
Пассивный объект, наоборот, может изменять свое состояние только под воздействием других объектов.

Слайд 36Виды отношений между объектами
В поле зрения разработчика ПО находятся не объекты-одиночки,

а взаимодействующие объекты, именно взаимодействие объектов реализует поведение системы.
Г. Буч (цитата из Галла): «Самолет - это набор элементов, каждый из которых по своей природе стремится упасть на землю, но ценой совместных непрерывных усилий преодолевает эту тенденцию».
Отношения между парой объектов основываются на взаимной информации о разрешенных операциях и ожидаемом поведении.
Интересны два вида отношений между объектами: связи и агрегация.

Слайд 37Связи
Связь - это физическое или понятийное соединение между объектами. Объект сотрудничает

с другими объектами через соединяющие их связи. Связь обозначает соединение, с помощью которого:
объект-клиент вызывает операции объекта-поставщика;
один объект перемещает данные к другому объекту.
Связи являются рельсами между станциями-объектами, по которым ездят «трамвайчики сообщений».

Слайд 38Как участник связи объект может играть одну из трех ролей:
актер -

объект, который может воздействовать на другие объекты, но никогда не подвержен воздействию других объектов;
сервер - объект, который никогда не воздействует на другие объекты, он только используется другими объектами;
агент - объект, который может как воздействовать на другие объекты, так и пользоваться ими. Агент создается для выполнения работы от имени актера или другого агента.

Слайд 40Видимость объектов
Рассмотрим два объекта, А и В, между которыми имеется связь.

Для того чтобы объект А мог послать сообщение в объект В, надо, чтобы В был виден для А.
4 формы видимости между объектами.
1. Объект-поставщик (сервер) глобален для клиента.
2. Объект-поставщик (сервер) является параметром операции клиента.
3. Объект-поставщик (сервер) является частью объекта-клиента.
4. Объект-поставщик (сервер) является локально объявленным объектом в операции клиента.
На этапе анализа вопросы видимости обычно опускают. На этапах проектирования и реализации вопросы видимости по связям обязательно должны рассматри­ваться.

Слайд 41Агрегация
Связи обозначают равноправные (клиент-серверные) отношения между объектами. Агрегация обозначает отношения объектов

в иерархии «целое/часть». Агрегация обес­печивает возможность перемещения от целого (агрегата) к его частям (свойствам).
Агрегация может обозначать, а может и не обозначать физическое включение части в целое.
При выборе вида отношения - учитывать факторы:
связи обеспечивают низкое сцепление между объектами;
агрегация инкапсулирует части как секреты целого.

Слайд 42Пример физического включения (композиции) частей (Двигателя, Сидений, Колес) в агрегат Автомобиль

- части включены в агрегат по величине.

Слайд 43Пример нефизического включения частей (Студента, Преподавателя) в агрегат Вуз. Студент и

Преподаватель являются элементами Вуза, но они не входят в него физически. Части включены в агрегат по ссылке.

Слайд 44Классы
Понятия объекта и класса тесно связаны.
Важное различие:
Класс - это абстракция существенных

характеристик объекта.
Класс - описание множества объектов, которые разделяют одинаковые свойства, операции, отношения и семантику (смысл).
Любой объект - просто экземпляр класса.

Слайд 45Различают внутреннее представление класса (реализацию) и внешнее представление класса (интерфейс).
Интерфейс объявляет

возможности (услуги) класса, но скрывает его структуру и поведение.
Интерфейс демонстрирует внешнему миру абстракцию класса, его внешний облик.
Интерфейс состоит из объявлений всех операций, применимых к экземплярам класса. Он может включать объявления типов, переменных, констант и исключений, необходимых для полноты данной абстракции.

Слайд 46Интерфейс - 3 части:
1. публичная (public) - объявления доступны всем клиентам;
2.

защищенная (protected) - объявления доступны только самому классу, его подклассам и друзьям;
3. приватная (private) - объявления доступны только самому классу и его друзьям.

Друг класса - класс, который имеет доступ ко всем частям класса (публичной, защищенной и приватной). От друга у класса нет секретов. Реализация класса описывает секреты поведения класса. Она включает реализации всех операций, определенных в интерфейсе класса.

Похожие презентации

Велика Россия, а отступать некуда – позади Москва! 243
Сравнительная таблица по уплате единого социального налога (ЕСН) и страховых взносов на обязательное социальное страхование на случай временной нетрудоспособности и в связи с материнством (далее – страховые взносы) 204
Ветеринария как свободная медицина 201
Русская иконопись 234
Подготовка к ЕГЭ и предметным олимпиадам 177
Дополнительная образовательная программа Юная грация (физкультурно – спортивная направленность) 196

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.

Для правообладателей

Яндекс.Метрика