Программирование на JAVA

Поскольку любой метод может быть переопреде­лен, в документации должно говориться не только о том, что делает данный метод, но и о том, в каком контексте он вызывается. Ведь переопределен­ные методы обычно вызываются не клиентом, а самим каркасом. Таким образом, программист должен знать, какие условия выполняются, когда вызывается данный метод. Для абстрактных методов, которые пусты, в документации должно говориться о том, для каких целей предполагается использовать переопределяемый метод.

В сложных иерархиях классов поля и методы обычно наследуются с разных уровней. И не всегда легко определить, какие поля и методы фак­тически относятся к данному классу. Для получения такой информации нужны специальные инструменты, вроде навигаторов классов. Если кон­кретный класс расширяется, то каждый метод обычно сокращают перед передачей сообщения базовому классу. Реализация операции, таким об­разом, рассредоточивается по нескольким классам, и чтобы понять, как она работает, нам приходится внимательно просматривать весь код.

Методы, как правило, короче процедур, поскольку они осуществляют только одну операцию над данными, зато их намного больше. В коротких методах легче разобраться, но они неудобны тем, что код для обработки со­общения иногда "размазан" по многим маленьким методам.

Инкапсуляцией данных не следует злоупотреблять. Чем больше ло­гики и данных скрыто в недрах класса, тем сложнее его расширять. От­правной точкой здесь должно быть не то, что клиентам не разрешается знать о тех или иных данных, а то, что клиентам для работы с классом этих данных знать не требуется.

Многие считают, что ООП является неэффективным. Как же обстоит де­ло в действительности? Мы должны проводить четкую грань между неэффек­тивностью на этапе выполнения, неэффективностью в смысле распределения памяти и неэффективностью, связанной с излишней универсализацией.

1. Неэффективность на этапе выполнения. В языках типа Smalltalk со­общения интерпретируются во время выполнения программы путем осуществления их поиска в одной или нескольких таблицах и за счет выбора подходящего метода. Конечно, это медленный процесс. И да­же при использовании наилучших методов оптимизации Smalltalk-программы в десять раз медленнее оптимизированных С-программ. В гибридных языках типа Oberon-2, Object Pascal и С++ отправка сообщения приводит лишь к вызову через указатель процедурной переменной. На некоторых машинах сообщения выполняются лишь на 10% медленнее, чем обычные процедурные вызовы. И по­скольку сообщения встречаются в программе гораздо реже других операций, их воздействие на время выполнения влияния практи­чески не оказывает.

Однако существует другой фактор, который влияет на время выпол­нения: это инкапсуляция данных. Рекомендуется не предоставлять прямой доступ к полям класса, а выполнять каждую операцию над данными через методы. Такая схема приводит к необходимости вы­полнения процедурного вызова каждый раз при доступе к данным. Однако если инкапсуляция используется только там, где она необ­ходима (т.е. в тех случаях, когда это становится преимуществом), то замедление вполне приемлемое.

2. Неэффективность в смысле распределения памяти. Динамическое связывание и проверка типа на этапе выполнения требуют по ходу работы информации о типе объекта. Такая информация хранится в дескрипторе типа и он выделяется один на кл&сс. Каждый объект имеет невидимый указатель на дескриптор типа для своего класса. Таким образом, в объектно-ориентированных программах необхо­димая дополнительная память выражается в одном указателе для объекта и в одном дескрипторе типа для класса.

3. Излишняя универсальность. Неэффективность также может озна­чать, что в программе реализованы избыточные возможности. В библиотечном классе часто содержится больше методов, чем это реально необходимо. А поскольку лишние методы не могут быть удалены, они становятся мертвым грузом. Это не влияет на время выполнения, но сказывается на размере кода.

Одно из возможных решений — строить базовый класс с минималь­ным числом методов, а затем уже реализовывать различные расши­рения этого класса, которые позволят нарастить функциональность. Другой подход — дать компоновщику возможность удалять лиш­ние методы. Такие интеллектуальные компоновщики уже сущест­вуют для различных языков и операционных систем. Но нельзя утверждать, что ООП неэффективно. Если классы исполь­зуются лишь там, где это действительно необходимо, то потеря эффектив­ности из-за повышенного расхода памяти и меньшей производительности незначительна. Кроме того, надежность программного обеспечения и быс­трота его написания часто бывает важнее, чем производительность.

Заключение

В этой лекции мы рассказали об объектно-ориентированном подхо­де к разработке ПО, а также о том, что послужило предпосылками к его появлению и сделало его популярным. Были рассмотрены ключевые по­нятия ООП - объект и класс. Далее были описаны основные свойства объектной модели - инкапсуляции, наследование, полиморфизм. Основ­ными видами отношений между классами являются наследование, ассоци­ация, агрегация, метакласс. Также были описаны правила изображения классов и связей между ними на языке ТЛМЬ.

Вариант 1

1.      Почему объектно-ориентированное программирование пришло на смену процедурному программированию?

□       программы, написанные с использованием ООП, выполняются на компьютере быстрее

□       использование ООП позволяет создавать не зависящие от платформы программы

□ ООП позволяет уменьшить сложность создаваемого ПО

□ ООП позволяет увеличить надежность создаваемого ПО

2.       Что используется для описания поведения объекта?

□        поля П   методы

П   наследование

3.       Инкапсуляция - это:

□       объединение данных и обрабатывающего их программного кода в одной логической структуре (классе)

□       сокрытие реализации класса и отделение его внутреннего представления от внешнего интерфейса

□       одно из базовых понятий ООП, которое позволяет расширять функциональность программы, не расширяя объектную модель этой программы

1.       Что из перечисленного является классами, а что - объектами (отметьте классы):

П      яблоко

П      Иван Сидорович Петров

П      легковой автомобиль

□       страховое свидетельство №113-043-429-18

2.       Зачем нужен полиморфизм?

П   полиморфизм используется для написания общего кода,

который будет одинаково работать с разными типами данных (объектами разных классов), при условии, что классы, от которых созданы эти объекты, имеют общего предка

П   полиморфизм позволяет создавать в одном классе несколько методов с одинаковыми именами, но с разным набором параметров

П   полиморфизм необходим в любой программе, использующей ООП. Без него невозможно написать программу на объектноориентированном языке программирования

3.       Метакласс - это:

П   базовый класс в дереве наследования. Все потомки этого класса расширяют или замещают его функциональность

П   некоторый шаблон, который описывает свойства и поведение класса, подобно тому, как класс описывает свойства и поведение объекта

П   класс, от которого наследуются все классы в дереве наследования. Любой из классов в программе обязательно является наследником этого класса (пример java.lang.Object)

2.   Что из перечисленного является в классе «Лифт» внешним интерфейсом:

□ кнопки управления П    разводка проводов

□ реакция на нажатие какой-либо кнопки П                количество людей в лифте

П   марка металла, из которого изготовлен трос

3>   Множественным наследованием называют:

П   ситуацию, когда у некоторого класса есть более чем один непосредственный наследник

О   наследование, в котором участвует множество классов (более двух)

О   отношение наследования, при котором класс-наследник расширяет или дополняет функциональность нескольких базовых классов

—==