Объектно-ориентированное программирование

Пусть, например, нужно определить для графической системы тип shape(фигура). Пока считаем, что в системе могут быть такие фигуры: окружность (circle), треугольник (triangle) и квадрат (square). Пусть необходимо создать в программе функциюdraw()для рисования любой фигуры. В ней нужно учесть все возможные фигуры, какие только есть. Поэтому она дополняется новыми операторами, как только в системе появляется новая фигура. Плохо то, что после определения новой фигуры нужно проверить и, возможно, изменить все старые операции класса. Поэтому, если исходный текст каждой операции класса недоступен, то ввести новую фигуру в систему просто невозможно. Появление любой новой фигуры приводит к манипуляциям с текстом каждой существенной операции класса. Требуется достаточно высокая квалификация, чтобы справиться с этой задачей, но все равно могут появиться ошибки в уже отлаженных частях программы, работающих со старыми фигурами. Возможность выбора представления для конкретной фигуры сильно сужается, если требовать, чтобы все ее представления укладывались в уже заданный формат, специфицированный общим определением фигуры (т.е. определением типаshape).

Проблема состоит в том, что в программе не различаются общие свойства фигур (например, фигура имеет цвет, ее можно нарисовать и т.д.) и свойства конкретной фигуры (например, окружность - это такая фигура, которая имеет радиус, она изображается с помощью функции, рисующей дуги и т.д.). Суть объектно-ориентированного программированияв том, что оно позволяет выражать эти различия и использует их. Язык, который имеет конструкции для выражения и использования подобных различий, поддерживает объектно-ориентированное программирование. Все другие языки не поддерживают его. Здесь основную роль играет механизм наследования, заимствованный из языка Симула.

Теперь парадигма программирования формулируется так:

ОПРЕДЕЛИТЕ, КАКОЙ КЛАСС ВАМ НЕОБХОДИМ; ПРЕДОСТАВЬТЕ ПОЛНЫЙ НАБОР ОПЕРАЦИЙ ДЛЯ КАЖДОГО КЛАССА; ОБЩНОСТЬ КЛАССОВ ВЫРАЗИТЕ ЯВНО С ПОМОЩЬЮ НАСЛЕДОВАНИЯ

Если общность между классами отсутствует, вполне достаточно абстракции данных. Насколько применимо объектно-ориентированное программирование для данной области приложения определяется степенью общности между разными типами, которая позволяет использовать наследование и виртуальные функции. В некоторых областях, таких, например, как интерактивная графика, есть широкий простор для объектно-ориентированного программирования. В других областях, в которых используются традиционные арифметические типы и вычисления над ними, трудно найти применение для более развитых стилей программирования, чем абстракция данных. Здесь средства, поддерживающие объектно-ориентированное программирование, очевидно, избыточны.

Нахождение общности среди отдельных типов системы представляет собой нетривиальный процесс. Степень такой общности зависит от способа проектирования системы. В процессе проектирования выявление общности классов должно быть постоянной целью. Она достигается двумя способами: либо проектированием специальных классов, используемых как "кирпичи" при построении других, либо поиском похожих классов для выделения их общей части в один базовый класс.

1.4. Первая программа на С++

Далее представлена первая программа на С++, которая выводит на экран строчку «Hello,world!» (рис. 1.1)

Строка

#include <iostream>

является директивой препроцессора, т.е. сообщением препроцессору С++. Строки, начинающиеся с #, обрабатываются препроцессором перед компиляцией программы. Данная строка дает указание препроцессору включить в программу содержание заголовочного файла потока ввода/выводаiostream.

Следующая строка – это директива использования стандартного пространства имен, после включения этой строки становятся доступны объекты coutиcin, а также манипулятор потокаendl.

//Первая программа на С++

#include <iostream>

using namespace std;

int main()

{

cout << "Hello, World!\n";

return 0;

}

Рис. 1.1. Первая программа на С++

Остальная часть программы

main() { ... }

определяет функцию, названную main. Каждая программа должна содержать функцию с именемmain, и работа программы начинается с выполнения этой функции, даже если это не первая функция программы.

Круглые скобки после mainпоказывают, чтоmain– программный блок, называемый функцией. Очень часто функциям для их работы нужны какие-либо параметры, они указываются в этих круглых скобках. Если никаких параметров в функцию передавать не надо, то скобки можно оставить пустыми.

Левая фигурная скобка {должна начинать тело каждой функции. Соответствующая правая фигурная скобка}должна заканчивать каждую функцию.

Строка

cout << "Hello, World!\n";

является командой компьютеру напечатать на экране строку символов, заключенную в кавычки. Полная строка, включающая cout, операцию<<, строку"Hello, World!\n"и точку с запятой (;), называется оператором. Каждый оператор должен заканчиваться точкой с запятой. Операция<<(«поместить в поток») пишет свой первый аргумент во второй (в данном случае, строку"Hello, world\n"в стандартный поток выводаcout). Строка - это последовательность символов, заключенная в двойные кавычки. В строке символ обратной косой\, за которым следует другой символ, обозначает один специальный символ; в данном случае,\nявляется символом новой строки. Таким образом, выводимые символы состоят изHello, worldи перевода строки.

Некоторые неграфические символы, одиночная кавычка 'и обратная косая\, могут быть представлены в соответствии с таблицей escape-последовательностей (табл. 1).

Строка

return 0;

показывает, что программа успешно закончена. Включается в конце каждой функции main. Ключевое словоreturn– один из нескольких способов выхода из функции.

Таблица 1