Основы объектно-ориентированного подхода

В последнее время при разработке автоматизированных информационных систем широко применяется объектно-ориентированный (ОО) подход. В его основе лежит предположение о том, что человек видит окружающий мир как множество объектов. Поэтому такой подход должен быть наиболее близким разработчику, должен существенно упростить анализ и проектирование систем[11].

Базовыми элементами ОО подхода служат понятия класса и объекта (слайд 7). Не вдаваясь в современные дискуссии, можно сказать, что класс – это тип, а объект – это экземпляр типа. Класс описывает (данные) атрибуты объекта и методы (процедуры) объекта для обращения к ним.

Базовыми механизмами ОО подхода являются (слайд 8):

1. Инкапсуляция (encapsulation). Объединение атрибутов и методов доступа к ним в одном объекте. Пользователю (в широком смысле) предоставляется только спецификация объекта (описание класса), а его реализация скрывается. В идеале, доступ атрибутам объекта – только через его методы.

2. Наследование (inheritance). Наследования дочерним классом атрибутов и методов родительского класса. Сопряжено с возможностью добавления собственных атрибутов и методов, а также с модификацией некоторых унаследованных методов (определяется доступом). Бывает единичное (не более одного родительского класса) и множественное (несколько родительских классов).

3. Полиморфизм (polymorphism). Использование одного и того же имени метода для решения нескольких сходных технических задач. Например, одноименная функция получения абсолютной величины для целых и для вещественных чисел.

4. Абстракция (abstraction). Спецификация методов класса на уровне вызова (без реализации). Используется для объявления отдельных методов, которые должны быть реализованы в дочерних классах, а также для создания интерфейсов (interface). Интерфейс это – спецификация взаимодействия между объектами (поименованный перечень методов, которые должны быть реализованы в объекте).

Существует три уровня ОО моделирования (слайд 9):

1) уровень анализа;

2) уровень проектирования;

3) уровень реализации.

Модели, составленные для разных уровней, могут существенно отличаться друг от друга. При построении ОО моделей нужно четко представлять, для какого уровня она составляется. Смешивание уровней (вольное или невольное) существенно затрудняет моделирование и часто приводит к проблемам концептуального плана.

На первом уровне моделирования описывается предметная область (в терминах объектов). При этом допускается не описывать атрибуты и методы (или описывать только наиболее существенные). Допускаются так называемые «классы-ассоциации».

На втором уровне – описывается способ решения задачи путем создания автоматизированной информационной системы с помощью ОО подхода. Модель разрабатывается без привязки к конкретному ОО языку программирования. При этом необходимо описать все основные атрибуты и методы.

На третьем уровне – составляется спецификация автоматизированной информационной системы с учетом конкретного ОО языка программирования. Описанию подлежат все атрибуты и методы с указанием типов данных, программных интерфейсов.

Наибольшее распространение получил язык ОО моделирования UML (Unified Modeling Language). Он позволяет описывать ОО модель с помощью диаграмм следующих видов (слайд 10):

– вариантов использования (use-case);

– классов (class);

– объектов (object);

– взаимодействия (interaction):

– последовательности (sequence);

– кооперативных (collaboration);

– пакетов (package);

– состояний (statechart);

– деятельностей (activity);

– размещения (deployment).

Каждая диаграмма использует свою нотацию. В общем случае ОО модель описывается с помощью диаграмм нескольких видов (как минимум, одного; не обязательно всех).