Об'єктно-орієнтоване програмування

Класс

Класс наряду с понятием «Объект», является важным понятием объектно-ориентированного подхода в программировании (хотя существуют и беcклассовые объектно-ориентированные языки, например, JavaScript). Под классом подразумевается некая сущность, которая задает некоторое общее поведение для объектов. Таким образом, любой объект может принадлежать или не принадлежать определенному классу, то есть обладать или не обладать поведением, которое данный класс подразумевает. Класс определяет для объекта контракт, то есть правила, с помощью которых с объектом могут работать другие объекты (обычно это делается с помощью определения методов класса). Кроме того классы могут находиться друг с другом в различных отношениях, таких как Наследование или Агрегация.

Фактически объектно-ориентированное программирование чаще всего сводится к созданию некоторого количества классов, описанию связей между этими классами и их свойств, и дальнейшей реализации полученных классов. Графическое представление некоторого количества классов и связей между ними называется диаграммой классов. Объектно-ориентированный подход за время своего развития накопил множество рекомендаций (паттернов) по созданию классов и иерархий классов.

Практический подход

Во многих объектно-ориентированных языках программирования (например, Java) создание класса сводится к написанию некоторой структуры, содержащей набор полей, методов и конструкторов.

Отношения между классами

• Наследование (Генерализация) — объекты дочернего класса наследуют все свойства родительского класса.
• Ассоциация — объекты классов вступают во взаимодействие между собой.
• Агрегация — объекты одного класса, входят в объекты другого.
• Композиция — объекты одного класса, входят в объекты другого и зависят друг от друга по времени жизни.
• Класс-Метакласс — отношение, при котором экземплярами одного класса являются другие классы.

Виды классов

• Базовый (родительский) класс
• Производный класс (наследник, потомок)
• Абстрактный (виртуальный) класс

Члены классов

Класс определяется как список своих членов. К членам класса относятся его поля (свойства) и функции (методы) .

Каждому члену класса можно установить его область доступа (access control level). Область доступа члена класса определяет участки кода, из которых к этому члену будет возможно обращаться. В большинстве объектно-ориентированных языков программирования поддерживаются следующие области доступа:

• private (закрытый, внутренний член класса) — обращения к члену допускаются только из кода методов класса, в котором этот член определён. Любые наследники класса уже не смогут получить доступ к этому члену;
• protected (защищённый, внутренний член иерархии классов) — обращения к члену допускаются из кода методов класса, в котором этот член определён, или из любых его классов-наследников;
• public (открытый член класса) — обращения к члену допускаются из любого кода.

Область видимости

Область видимости членов класса (то есть область кода, из которой к ним можно обращаться по неквалифицированному имени — без указания имени класса или объекта) не зависит от их области доступа, и всегда совпадает с кодом методов класса.

Область видимости самого класса по-разному определяется в разных языках программирования. В одних языках (таких как Delphi) все классы имеют глобальную видимость(с учетом видимости модуля), в других (таких как Java) область видимости класса связана с содержащей его единицей компиляции (в Java — с пакетом), в третьих (таких как C++ и C#) область видимости класса определяется пространствами имён (), которые задаются программистом явно и могут совпадать или не совпадать с единицами компиляции.

Объект

Объект — экземпляр класса.

Объект наряду с понятием «класс», является важным понятием объектно-ориентированного подхода в программировании. Под объектом подразумевается некоторая сущность, обладающая состоянием и поведением. Как правило, при рассмотрении объектов выделяется, что объекты принадлежат одному или нескольким классам, которые в свою очередь определяют поведение объекта. Время с момента создания объекта до его уничтожения называется временем жизни объекта.

Инстанцирование (англ. instantiation) — создание экземпляра класса. В отличие от слова «создание» применяется не к объекту, а к классу. То есть говорят создать экземпляр класса или инстанцировать класс. Порождающие паттерны используют полиморфное инстанцирование.

Экземпляр класса (англ. instance) — это описание конкретного объекта в памяти. Класс описывает свойства и методы, которые будет доступны у объекта, построенного по описанию, заложенному в класс. Экземпляры используют для представления конкретных сущностей реального мира.

Практический подход

В большинстве объектно ориентированных языков программирования (таких как Java, C++ или С#), объекты являются экземплярами некоторого заранее описанного класса (однако например в таком языке как JavaScript понятие класс не используется вовсе). Объекты в таких языках создаются с помощью конструктора класса, и уничтожаются либо с помощью деструктора класса (например, в C++), либо автоматически с использованием Garbage collector-а (в Java, C#). Объект хранится в виде данных всех его полей и ссылок на таблицу виртуальных методов и RTTI своего класса. Класс определяет набор функций и служебной информации для построения объекта, в том числе необходимый объем памяти для хранения объекта. В языке Питон все значения являются объектами, даже классы. В этом языке можно построить класс, экземплярами которого будут классы. Такие классы называются метаклассами.

Пример создания в нового объекта и работы с ним в языке программирования Java:

// Создание экземпляра класса ArrayList с именем list  
ArrayList list = new ArrayList() ;    

// добавления экземпляра класса Integer в объект list  
list.add(new Integer(1)) ;  
list.add(new Integer(2)) ;  
list.add(new Integer(3)) ;