Реферат: Объектно-ориентированный подход к программированию

Объект можно сравнивать с черным ящиком. Фокусник кладет в него платочек, говорит заветное заклинание, и вытаскивает кролика. Так же и мы. Мы можем инициализировать объект, или он сам инициализируется значениями по умолчанию, вызвать нужный метод объекта, и получить результат. Нас мало интересует то, что в нем конкретно происходит, если объект уже достаточно хорошо отлажен. Основная идея объектно-ориентированного подхода заключается в наличие интерфейса, который служит для полиморфного обращения с объектом и его потомками. За счет наличия интерфейса легко достигается повторное использование кода. Многие программисты, переходящие от процедурного программирования к объектно-ориентированному программированию справедливо замечают, что они могут сделать все то же самое и без использования объектов. Объектно-ориентированное программирование - это всего лишь соглашение о правилах построения программ. Вся мощь объектной ориентации раскрывается в крупных проектах, или при написании большого количества однотипных программ, например программ, работающих с базами данных. За счет повторного использования кода достигается простота в работе программиста (накопление опыта), сокращается размер программы (методы объектов одного типа или методы, наследуемые от предков потомками существуют в единственном экземпляре), самодокументируемость, а значит и больше простоты при отладке (объекты описываются в определенном месте программы отдельно от реализации), простота сопровождения программы (не меняя интерфейс объекта, Вы можете изменить реализацию методов) и т.д. Но, это только в идеале. На самом деле достаточно просто извратить постулаты объектной ориентированности. Все зависит от правильности и лаконичности дерева наследования Вашей библиотеки объектов. Нам повезло, Мы можем использовать в своей работе последнее достижение в области объектно-ориентированного программирования - продукт компании Borland-Inprise Delphi.При дальнейшем чтении текста, если Вам будет сразу что-то непонятно, то продолжайте читать дальше. В такой сложной теме трудно последовательно изложить все по порядку, т.к. многие вопросы переплетаются с более сложными и наоборот. По ходу чтения текста, Вы составите полное представление о теме.

Объектно-ориентированное программирование.

Объект в Delphi представляет из себя специальную структуру, которая описывает поля, свойства и методы объекта - class. Предком для всех объектов служит class Tobject. Давайте рассмотрим простой объект.

Type

TmyObject = class(TObject)

Private // закрытая часть

AmyField: Integer; // Свойство

Protected // Защищенная часть

Procedure SetMyField(Val: Integer); // Процедура записи свойства класса

Public // Открытая часть

Constructor Create; // Конструктор

Destructor Destroy; override; // Деструктор

Property MyField: Integer read AmyField write SetMyField; // Свойство класса

End;

Имена классов принято начинать с буквы T, но это просто соглашение, а не правило. Вы можете назвать Ваш объект как хотите. Однако, буква Т в начале имени класса - это правило хорошего тона. Далее, указывается, что этот класс является потомком от Tobject. Если Вы запишите TmyClass = class, то все равно ваш класс будет потомком от Tobject. Далее, идет закрытая часть интерфейса класса. Здесь объявляются свойства и методы класса, которые будут доступными только из методов этого же класса, и будут недоступными для других классовых методов и из других модулей программы. При наследовании класса, потомок тоже не будет иметь доступа к закрытой части интерфейса. Иногда, такое поведение класса неудобно. Например, при большом количестве обращений к списку данных одного класса из другого через открытую часть интерфейса, при каждом обращении, возможно, будут проверяться допустимые границы индекса списка. Это правильно, но может значительно замедлить работу программы, поэтому было бы неплохо иметь возможность для ограниченного числа классов или функций разрешить доступ к закрытой части, чтобы они могли обращаться к свойствам класса, объявленным в закрытой части. Возможно, Вы писали на С++ и знаете, что там такие классы и функции называются друзьями. В Delphi эта возможность реализуется через объявление дружественных классов и функций в одном модуле программы, т.е. все друзья должны быть объявлены в одном модуле. Далее, идет защищенная часть. Она отличается от закрытой тем, что из потомка класса, Вы можете иметь доступ к этой части. Далее, идет открытая часть интерфейса. Здесь Вы можете объявить свойства и методы класса, которые будут доступны для других классов, процедур и функций. Есть еще одна часть интерфейса - published (опубликованная). Эта часть имеет место у потомков от Tcomponent. Delphi использует эту часть интерфейса в инспекторе объектов. При доступе к классу во время выполнения программы, эта часть ничем не отличается от public. Здесь имеет смысл объявлять свойства и события класса. Все свойства и события будут доступны из инспектора объектов, и Вы сможете редактировать их во время разработки. Чтобы работать с классом, Вы должны объявить переменную объектного типа этого класса, затем инициализировать ее вызовом конструктора.

Type

TmyClass = class(TObject) // Объявление класса

…

end;

…

Var

AmyClass: TmyClass; // Объявление переменной класса

begin

AmyClass:=TmyClass.Create; // Вызов конструктора, обратите внимание на то, что вызывается конструктор// TmyClass.Create, а не AmyClass.Create

Try

…

finally

AmyClass.Free; // Уничтожение класса

End;

end;

Классы в Delphi могут создаваться только в динамической памяти, поэтому все переменные объектного типа - это указатели на экземпляр класса в динамической памяти. Типичное имя конструктора - Create, типичное имя деструктора - Destroy. Придерживайтесь этого правила, если нет особой необходимости в обратном.

Инициализация и разрушение объектов

Для объявления конструктора используется зарезервированное слово constructor, после которого идет имя конструктора и параметры, если необходимо. Конструктор возвращает указатель на экземпляр класса. У конструктора Tobject имя Create, поэтому у всех потомков этого класса есть конструктор Create, хотя, у некоторых классов есть и другие конструкторы с другими именами, например у обработчиков исключений. В теле конструктора Вы можете вызвать конструктор предка для инициализации закрытой части предка значениями по умолчанию, например:

unit MyUnit;

interface

Type

TmyClass = class(TComponent)

…

public

constructor Create(AOwner: TComponent); override; // перегружаем конструктор предка

…

end;

implementation

Constructor TmyClass.Create(AOwner: TComponent);

Begin

Inherited Create(Aowner); // Вызов конструктора предка

… // Дальнейшая инициализация объекта

End;

Если имя конструктора предка совпадает с именем потомка, то можно сократить запись при вызове конструктора предка в конструкторе потомка:

Constructor TmyClass.Create(AOwner: TComponent);

Begin

Inherited (Aowner); // Вызов конструктора предка

… // Дальнейшая инициализация объекта

End;

Для уничтожение объекта служит деструктор. Деструктор объявляется с помощью зарезервированного слова destructor, после которого идет имя деструктора. Деструктор ничего не возвращает и не имеет параметров. Я советую Вам вместо прямого вызова деструктора использовать метод Free. Этот метод есть у всех классов в Delphi, т.к. наследуется от Tobject. Этот метод сначала проверяет неравенство указателя на класс nil, а затем только вызывает Destroy. Это более безопасный способ уничтожить объект.unit MyUnit;

interface

Type

TmyClass = class(TComponent)

…

public

constructor Create(AOwner: TComponent); override; // перегружаем конструктор предка

destructor Destroy; override // Перегружаем деструктор предка

…

end;

implementation

…

destructor TmyClass.Destroy;

Begin

… // Уничтожение объекта

Inherited Destroy; // Вызов деструктора предка, для уничтожение закрытых полей предка

End;

Инкапсуляция

Суть объектно-ориентированного подхода к программированию заключается в трех принципах: инкапсуляции, наследовании и полиморфизме. Для более надежной работы программы, Вы не должны напрямую обращаться к полям объекта. Вместо этого, Вы должны обращаться через специальные методы, которые могут проверить, например, на допустимость значения в заданном интервале или одновременно выполнить дополнительную работу по изменению состояния объекта, в зависимости от изменения значения поля - это и есть инкапсуляция. Такая возможность реализуется в классах через объявление свойств объекта. Свойство позволяет ограничить права на изменение значения поля и организует доступ к полю через методы. Вот пример описания класса со свойством:

Type

TmyClass = class(TObject)

Private

AmyField: Integer; // Объявление поля целого типа

Protected

Procedure SetMyField(Val: Integer); virtual; // Объявление процедуры для записи значения свойства

Public

Property MyField: Integer read AmyField write SetMyField; // объявление свойства

End;

Здесь мы видим, что свойство MyField является целым типом. Оно доступно для чтения и записи, т.к. объявлены методы read и write. Процедура, организующая запись значения объявлена в секции protected для того, чтобы в случае необходимости, Вы могли перегрузить ее в потомке. На самом деле значение свойства хранится в поле AmyField класса. Если Вы не объявите метода write, то свойство станет доступным только по чтению, аналогично и с методом read. К слову говоря, поля для хранения значения свойства может и не быть, главное, чтобы были объявлены методы доступа к нему. Для примера, класс, реализующий интерфейс доступа к свойствам дисплея, мог бы иметь свойства ширина и высота в пикселях. Вам не обязательно хранить эти значения, т.к. можно вызвать стандартную функцию Windows и узнать ширину и высоту экрана, тем более, что в процессе работы эти значения могут меняться при переключении в другой режим. Методы записи и чтения свойства подчиняются жестким правилам. Так для чтения свойства, Вам необходимо объявить функцию без формальных параметров, возвращающую значение того же типа, что и свойство. Для записи значения, Вам необходимо объявить процедуру с одним параметром того же типа, что и свойство. Если в качестве метода для записи или чтения свойства Вы указываете имя поля для хранения значения свойства, то это аналогично прямому доступу к этому полю. При компиляции такого способа обращения к свойству, код будет оптимизирован, поэтому это не повлечет никаких дополнительных расходов ресурсов компьютера. Обычно, такой метод обращения к полю применяют для чтения. Методы доступа к полям класса могут выполнять дополнительную работу при переустановке значения поля класса. Так, при установке свойства Ttable.Active в true производится чтение данных из таблицы базы данных на жестком диске, несколько раз меняется состояние объекта, посылаются события связанным объектам, вызываются обработчики делегированных событий, которые пишет программист, и только потом переустанавливается значение свойства в true. Для присвоения свойству значения по умолчанию, используется ключевое слово default, например: