Annotation

Фундаментальный учебник по основам объектно-ориентированного программирования и инженерии программ. В книге подробно излагаются основные понятия объектной технологии – классы, объекты, управление памятью, типизация, наследование, универсализация. Большое внимание уделяется проектированию по контракту и обработке исключений, как механизмам, обеспечивающим корректность и устойчивость программных систем.

В книге Бертрана Мейера рассматриваются основы объектно-ориентированного программирования. Изложение начинается с рассмотрения критериев качества программных систем и обоснования того, как объектная технология разработки может обеспечить требуемое качество. Основные понятия объектной технологии и соответствующая нотация появляются как результат тщательного анализа и обсуждений. Подробно рассматривается понятие класса - центральное понятие объектной технологии. Рассматривается абстрактный тип данных, лежащий в основе класса, совмещение классом роли типа данных и модуля и другие аспекты построения класса. Столь же подробно рассматриваются объекты и проблемы управления памятью. Большая часть книги уделена отношениям между классами – наследованию, универсализации и их роли в построении программных систем. Важную часть книги составляет введение понятия контракта, описание технологии проектирования по контракту, как механизма, обеспечивающего корректность создаваемых программ. Не обойдены вниманием и другие важные темы объектного программирования – скрытие информации, статическая типизация, динамическое связывание и обработка исключений. Глубина охвата рассматриваемых тем делает книгу Бертрана Мейера незаменимой для понимания основ объектного программирования.

Основы объектно-ориентированного программирования

Лекция 1. Качество ПО

Внешние и внутренние факторы Обзор внешних факторов

Корректность (Correctness)

Устойчивость (Robustness)

Расширяемость (Extendibility)

Повторное использование (Reusability)

Совместимость (Compatibility)

Эффективность (Efficiency) Переносимость (Portability) Простота использования (Easy of Use) Функциональность (Functionality) Своевременность (Timeliness) Другие качества О документации Компромиссы

Ключевые вопросы

О программном сопровождении

Ключевые концепции

Лекция 2. Критерии объектной ориентации О критериях

До какой степени мы должны быть догматичными?

Категории Метод и язык

Бесшовность (seamlessness)

Классы

Утверждения (Assertions)

Классы как модули

Классы как типы

Вычисления, основанные на компонентах

Скрытие информации (information hiding)

Обработка исключений (Exception handling)

Статическая типизация (static typing)

Универсальность (genericity)

Единичное наследование (single inheritance)

Множественное наследование (Multiple inheritance)

Дублируемое наследование (Repeated inheritance)

Ограниченная универсальность (Constrained genericity)

Переопределение (redefinition)

Полиморфизм

Динамическое связывание

Выяснение типа объекта в период выполнения

Отложенные (deferred) свойства и классы

Управление памятью (memory management) и сборка мусора (garbage collection)

Реализация и среда

Автоматическое обновление (automatic update)

Быстрое обновление (fast update)

Живучесть (persistence)

Документация

Быстрый просмотр (browsing) Библиотеки

Базовые библиотеки

Графика и пользовательские интерфейсы

Механизмы эволюции библиотек

Механизмы индексации в библиотеках

Продолжение просмотра

Библиографические ссылки и объектные ресурсы Лекция 3. Модульность

Пять критериев

Декомпозиция

Модульная Композиция

Модульная Понятность

Модульная Непрерывность

Модульная Защищенность Пять правил

Прямое отображение

Минимум интерфейсов

Слабая связность интерфейсов

Явные интерфейсы

Скрытие информации Пять принципов

Лингвистические Модульные Единицы

Самодокументирование

Унифицированный Доступ

Открыт-Закрыт

Единственный Выбор

Ключевые концепции

Библиографические замечания

Упражнения

У3.1 Модульность в языках программирования

У3.2 Принцип Открыт-Закрыт (для программистов Lisp)

У3.3 Ограничения на скрытие информации

У3.4 Метрики для модульности (отчетная исследовательская работа)

У3.5 Модульность существующих систем

У3.6 Управление конфигурацией и наследование

Лекция 4. Подходы к повторному использованию Цели повторного использования

Ожидаемые преимущества

Потребители и производители повторно используемых программ Что следует повторно использовать?

Повторное использование персонала

Повторное использование проектов и спецификаций

Образцы проектов (design patterns)

Повторное использование исходного текста

Повторное использование абстрактных модулей

Повторяемость при разработке ПО Нетехнические препятствия

Синдром NIH

Фирмы по разработке ПО и их стратегии Организация доступа к компонентам

Несколько слов об индексировании компонентов

Форматы для распространения повторно используемых компонентов

Оценка Техническая проблема

Изменения и постоянство

Повторно использовать или переделать? (The reuse-redo dilemma) Пять требований к модульным структурам

Изменчивость Типов (Type Variation)

Группирование Подпрограмм (Routine Grouping)

Изменчивость Реализаций (Implementation Variation)

Независимость Представлений

Факторизация Общего Поведения Традиционные модульные структуры

Подпрограммы

Пакеты

Пакеты: оценка Перегрузка и универсальность

Синтаксическая перегрузка

Семантическая перегрузка (предварительное представление)

Универсальность (genericity)

Основные методы модульности: оценка

Ключевые концепции

Библиографические замечания Лекция 5. К объектной технологии

Ингредиенты вычисления

Базисный треугольник Функциональная декомпозиция

Непрерывность

Проектирование сверху вниз

Не только одна главная функция

Обнаружение вершины

Функции и эволюция

Интерфейсы и проектирование ПО

Преждевременное упорядочение

Упорядочивание и ОО-разработка

Возможность повторного использования

Производство и описание Проектирование сверху вниз: общая оценка

Декомпозиция, основанная на объектах

Расширяемость

Возможность повторного использования Совместимость

Объектно-ориентированное конструирование ПО Вопросы

Выявление типов объектов

Описания типов и объектов

Описание отношений и структурирование ПО

Ключевые концепции

Библиографические замечания Лекция 6. Абстрактные типы данных (АТД)

Критерии Различные реализации

Представления стеков

Опасность излишней спецификации

Какова длина второго имени? К абстрактному взгляду на объекты

Использование операций

Политика невмешательства в обществе модулей

Согласованность имен

Можно ли обойтись без абстракций? Формализация спецификаций

Специфицирование типов

Универсализация (Genericity)

Перечисление функций

Категории функций

Раздел АКСИОМЫ

Две или три вещи, которые мы знаем о стеках

Частичные функции

Предусловия

Полная спецификация

Ничего кроме правды От абстрактных типов данных к классам

Классы Как создавать эффективный класс

Роль отложенных классов Абстрактные типы данных и скрытие информации

Переход к более императивной точке зрения Назад к тому, с чего начали?

Конструирование объектно-ориентированного ПО

За пределами программ Дополнительные темы

Еще раз о неявности

Соотношение спецификации и проектирования

Соотношение классов и записей

Альтернативы частичным функциям

Полна ли моя спецификация?

Доказательство достаточной полноты

Ключевые концепции

Библиографические замечания

Упражнения

У6.1 Точки

У6.2 Боксеры

У6.3 Банковские счета

У6.4 Сообщения

У6.5 Имена

У6.6 Текст

У6.7 Покупка дома

У6.8 Дополнительные операции для стеков

У6.9 Ограниченные стеки

У6.10 Очереди

У6.11 Распределители

У6.12 Булевский -- BOOLEAN

У6.13 Достаточная полнота

У6.14 Непротиворечивость

Лекция 7. Статические структуры: классы

Классы, а не объекты - предмет обсуждения

Устранение традиционной путаницы Роль классов

Модули и типы

Класс как модуль и как тип

Унифицированная система типов Простой класс

Компоненты

Атрибуты и подпрограммы

Унифицированный доступ

Класс POINT Основные соглашения

Распознавание вида компонент Тело подпрограммы и комментарии к заголовку Предложение indexing

Обозначение результата функции Правила стиля

Наследование функциональных возможностей общего характера Объектно-ориентированный стиль вычислений

Текущий экземпляр

Клиенты и поставщики

Вызов компонента

Принцип единственности цели

Слияние понятий модуль и тип

Роль объекта Current

Квалифицированные и неквалифицированные вызовы

Компоненты-операции Селективный экспорт и скрытие информации

Неограниченный доступ

Ограничение доступа клиентам

Стиль объявления скрытых компонент

"Внутренний" экспорт Собираем все вместе

Общая относительность

Большой Взрыв

Системы

Программа main отсутствует

Компоновка системы

Классическое "Hello"

Структура и порядок: программист в роли поджигателя Обсуждение

Форма объявлений

Атрибуты или функции?

Экспорт атрибутов

Доступ клиентов к атрибутам

Оптимизация вызовов

Архитектурная роль селективного экспорта

Импорт листингов

Присваивание функции результата

Дополнение: точное определение сущности

Ключевые концепции

Библиографические замечания

Упражнения

У7.1 POINT как абстрактный тип данных

У7.2 Завершение реализации POINT

У7.3 Полярные координаты

Лекция 8. Динамические структуры: объекты Объекты

Что такое объект?

Базовая форма

Простые поля

Простое представление книги - класс BOOK

Писатели

Ссылки

Идентичность объектов

Объявление ссылок

Ссылка на себя

Взгляд на структуру объектов периода выполнения Объекты как средство моделирования

Четыре мира программной разработки

Реальность: "седьмая вода на киселе" Работа с объектами и ссылками

Динамическое создание и повторное связывание

Инструкция создания

Общая картина

Для чего необходимо явное создание объектов? Процедуры создания

Перекрытие инициализации по умолчанию

Статус экспорта процедур создания

Правила, применимые к процедурам создания

Процедуры создания и перегрузка Еще о ссылках

Состояния ссылок

Вызовы и пустые ссылки Операции над ссылками

Присоединение ссылки к объекту

Сравнение ссылок

Значение void

Клонирование и сравнение объектов

Копирование объектов

Глубокое клонирование и сравнение

Глубокое хранилище: первый взгляд на сохраняемость Составные объекты и развернутые типы

Ссылок не достаточно

Развернутые типы

Роль развернутых типов

Агрегирование

Свойства развернутых типов

Недопустимость ссылок на подобъекты Присоединение: две семантики - ссылок и значений

Присоединение

Присоединение: ссылочное и копии

Гибридное присоединение

Проверка эквивалентности Работа со ссылками: преимущества и опасности

Динамические псевдонимы

Семантика использования псевдонимов

Выработка соглашений для динамических псевдонимов

Псевдонимы в ПО и за его пределами

Инкапсуляция действий со ссылками Обсуждение

Графические соглашения

Ссылки и простые значения

Форма операций клонирования и эквивалентности

Статус универсальных операций

Ключевые концепции

Библиографические замечания

Упражнения

У8.1 Книги и авторы

У8.2 Личности

У8.3 Проектирование нотации

Лекция 9. Управление памятью Что происходит с объектами

Создание объектов

Использование динамического режима

Повторное использование памяти в трех режимах

Отсоединение

Недостижимые объекты

Достижимые объекты в классическом подходе

Достижимые объекты в ОО-модели

Проблема управления памятью в ОО-модели

Три ответа Несерьезный подход (тривиальный)

Может ли быть оправдан несерьезный подход?

Надо ли заботиться о памяти?

Байт здесь, байт там, и реальные покойники

Восстановление памяти: проблемы Удаление объектов, управляемое программистом

Проблема надежности

Проблема простоты разработки Подход на уровне компонентов

Управление памятью связного списка

Работа с утилизированными объектами

Дискуссия Автоматическое управление памятью

Необходимость автоматических методов

Что в точности понимается под восстановлением?

Подсчет ссылок Сборка мусора

Механизм сборки мусора

Основа сборки мусора

Сборка по принципу "все-или-ничего"

Продвинутый (Advanced) подход к сборке мусора

Алгоритмы параллельной сборки мусора Практические проблемы сборки мусора

Класс MEMORY

Механизм освобождения

Сборка мусора и внешние вызовы Среда с управлением памятью

Основы

Сложные проблемы

Перемещение объектов

Механизм сборки мусора

Повышенное чувство голода и потеря аппетита (Bulimia and anorexia)

Операции сборщика мусора

Ключевые концепции

Библиографические заметки

Упражнения

У9.1 Модели создания объектов

У9.2 Какой уровень утилизации?

У9.3 Совместное использование стека достижимых элементов

У9.4 Совместное использование

Лекция 10. Универсализация

Горизонтальное и вертикальное обобщение типа Необходимость параметризованных классов

Родовые АТД

Проблема

Роль типизации Родовые классы

Объявление родового класса Использование родового класса

Терминология

Проверка типов

Правило типизации

Операции над сущностями родового типа

Типы и классы Массивы

Массивы как объекты

Свойства массива

Размышления об эффективности

Синонимичная инфиксная операция

Стоимость универсализации

Обсуждение: что все-таки не сделано

Ключевые концепции

Библиографические замечания

Упражнения

У10.1 Ограниченная универсализация

У10.2 Двумерные массивы

У10.3 Использование своего формального родового параметра фактически как чужого

Лекция 11. Проектирование по контракту: построение надежного ПО

Базисные механизмы надежности

О корректности ПО Выражение спецификаций

Формула корректности

Сильные и слабые условия

Введение утверждений в программные тексты Предусловия и постусловия

Класс стек

Предусловия

Постусловия

Педагогическое замечание Контракты и надежность ПО

Права и обязательства

Интуиция (Дзен) и искусство программной надежности: больше гарантий и меньше проверок

Утверждения не являются механизмом проверки вводимых данных

Утверждения это не управляющие структуры

Ошибки, дефекты и другие насекомые Работа с утверждениями

Класс стек Императив и аппликатив (применимость)

Замечание о пустоте структур

Проектирование предусловий: толерантное или требовательное?

Предусловия и статус экспорта

Толерантные модули Инварианты класса

Определение и пример

Форма и свойства инвариантов класса

Инвариант в момент изменения

Кто должен обеспечить сохранность инвариантов

Роль инвариантов класса в программной инженерии

Инварианты и контракты Когда класс корректен?

Корректность класса

Роль процедур создания

Ревизия массивов Связывание с АТД

Не просто коллекция функций

Компоненты класса и АТД функции

Выражение аксиом

Функция абстракции

Инварианты реализации

Инструкция утверждения Инварианты и варианты цикла

Трудности циклов

Сделаем циклы корректными

Ингредиенты доказательства корректности цикла

Синтаксис цикла Использование утверждений

Утверждения как средство для написания корректного ПО

Использование утверждений для документирования: краткая форма класса

Мониторинг утверждений в период выполнения

Каков оптимальный уровень мониторинга? Обсуждение

Нужен ли мониторинг в период выполнения?

Выразительная сила утверждений

Включение функций в утверждения

Инварианты класса и семантика ссылок

Что дальше

Ключевые концепции

Библиографические замечания

Упражнения У11.1 Комплексные числа

У11.2 Класс и его АТД

У11.3 Полные утверждения для стеков

У11.4 Экспортирование размера

У11.5 Инвариант реализации

У11.6 Утверждения и экспорт

У11.7 Поиск жучков (bugs)

У11.8 Нарушение инварианта

У11.9 Генерация случайных чисел

У11.10 Модуль "очередь"

У11.11 Модуль "множество"

Постскриптум: Катастрофа Ариан 5

Лекция 12. Когда контракт нарушается: обработка исключений Базисные концепции обработки исключений

Отказы

Исключения

Источники исключений

Ситуации отказа Обработка исключений

Как не следует делать это - C-Unix пример

Как не следует делать это - Ada пример

Принципы обработки исключений

Цепочка вызовов Механизм исключений

Спаси и Повтори (Rescue и Retry)

Как отказаться сразу

Таблица истории исключений Примеры обработки исключений

Поломки при вводе

Восстановление при исключениях, сгенерированных операционной системой

Повторение программы, толерантной к неисправностям

N-версионное программирование Задача предложения rescue

Корректность предложения rescue

Четкое разделение ролей

Когда нет предложения rescue Продвинутая обработка исключений

Запросы при работе с классом EXCEPTIONS

Какой должна быть степень контроля?

Исключения разработчика Обсуждение

Дисциплинированные исключения

Должны ли исключения быть объектами?

Методологическая перспектива

Ключевые концепции

Библиографические замечания

Упражнения

У12.1 Наибольшее целое

У12.2 Объект Exception

Лекция 13. Поддерживающие механизмы Взаимодействие с не объектным ПО

Внешние программы

Улучшенные варианты

Использование внешних программ

ОО-изменение архитектуры (re-architecturing)

Вопрос совместимости: гибридный программный продукт или гибридные языки?

Передача аргументов Инструкции

Вызов процедуры

Присваивание (Assignment)

Создание (Creation)

Условная Инструкция (Conditional)

Множественный выбор

Циклы

Проверка

Отладка

Повторение вычислений Выражения

Манифестные константы

Вызовы функций

Текущий объект

Выражения с операторами

Нестрогие булевы операторы

Строки

Ввод и вывод

Лексические соглашения

Ключевые концепции

Упражнения

У13.1 Внешние классы

У13.2 Избегая нестрогих операторов

Лекция 14. Введение в наследование Многоугольники и прямоугольники

Многоугольники

Прямоугольники

Основные соглашения и терминология

Наследование инварианта

Наследование и конструкторы

Пример иерархии Полиморфизм

Полиморфное присоединение

Что на самом деле происходит при полиморфном присоединении?

Полиморфные структуры данных Типизация при наследовании

Согласованность типов

Пределы полиморфизма

Экземпляры

Статический тип, динамический тип

Обоснованы ли ограничения?

Может ли быть польза от неведения?

Когда хочется задать тип принудительно

Полиморфное создание Динамическое связывание

Использование правильного варианта

Переопределение и утверждения

О реализации динамического связывания Отложенные компоненты и классы

Движения произвольных фигур

Отложенный компонент

Эффективизация компонента

Отложенные классы

Соглашения о графических обозначениях

Что делать с отложенными классами?

Задание семантики отложенных компонентов и классов Способы изменения объявлений

Повторное объявление функции как атрибута

Обратного пути нет

Использование исходной версии при переопределении Смысл наследования

Двойственная перспектива

Взгляд на класс как на модуль

Взгляд на класс как на тип

Наследование и децентрализация

Независимость от представления

Парадокс расширения-специализации Роль отложенных классов

Назад к абстрактным типам данных

Отложенные классы как частичные интерпретации: классы поведения

Не вызывайте нас, мы вызовем вас

Программы с дырами

Роль отложенных классов при анализе и глобальном проектировании Обсуждение

Явное переопределение

Доступ к предшественнику процедуры

Динамическое связывание и эффективность

Оценка накладных расходов

Статическое связывание как оптимизация

Кнопка под другим именем: когда статическое связывание ошибочно

Подход языка С++ к связыванию

Ключевые концепции

Библиографические замечания

Упражнения

У14.1 Многоугольники и прямоугольники

У14.2 Многоугольник с малым числом вершин

У14.3 Геометрические объекты с двумя координатами

У14.4 Наследование без классов

У14.5 Классы без объектов

У14.6 Отложенные классы и прототип

У14.7 Библиотека поиска в таблицах (семестровый проект)

У14.8 Виды отложенных компонентов

У14.9 Комплексные числа

Лекция 15. Множественное наследование Примеры множественного наследования

Пример, неподходящий для введения

Может ли самолет быть имуществом?

Числовые и сравнимые значения

Окна - это деревья и прямоугольники

Деревья - это списки и их элементы

Составные фигуры

Брак по расчету

Структурное наследование

Наследование функциональных возможностей

Лунка и кнопка

Оценка Переименование компонентов

Конфликт имен Результат переименования

Смена имен и переопределение Подбор локальных имен

Играем в имена

Использование родительской процедуры создания Плоские структуры

Плоская форма класса

Применение плоской формы

Краткая плоская форма Дублируемое наследование

Общие предки

По обе стороны океана

Совместное использование и репликация

Ненавязчивое дублирующее наследование

Правило переименования

Конфликт переопределений

Конфликт при совместном использовании: отмена определения и соединение компонентов

Конфликты при репликации: выделение

Выделение всех компонентов

Сохранение исходной версии при переопределении

Пример повышенной сложности

Дублируемое наследование и универсальность

Правила об именах Обсуждение

Переименование

ОО-разработка и перегрузка

Ключевые концепции

Библиографические замечания

Упражнения

У15.1 Окна как деревья

У15.2 Является ли окно строкой?

У15.3 Завершение строительства

У15.4 Итераторы фигур

У15.5 Связанные стеки

У15.6 Кольцевые списки и цепи

У15.7 Деревья

У15.8 Каскадные или "шагающие" (walking) меню

У15.9 Плоский precursor (предшественник)

У15.10 Дублируемое наследование и репликация

Лекция 16. Техника наследования Наследование и утверждения

Инварианты Предусловия и постусловия при наличии динамического связывания Как обмануть клиентов Как быть честным

Пример

Устранение посредника

Субподряды

Абстрактные предусловия

Правило языка

Повторное объявление функции как атрибута

Замечание математического характера Глобальная структура наследования

Универсальные классы

Нижняя часть иерархии

Универсальные компоненты Замороженные компоненты

Запрет повторного объявления

Фиксированная семантика компонентов copy, clone и equality

Не злоупотребляйте замораживанием Ограниченная универсальность

Вектора, допускающие сложение

Не ОО-подход

Ограничение родового параметра

Игра в рекурсию

И снова неограниченная универсальность Попытка присваивания

Когда правила типов становятся несносными

Проблема

Механизм решения

Правильное использование попытки присваивания Типизация и повторное объявление

Устройства и принтеры

Одно- и двусвязные элементы

Правило повторного объявления типов Закрепленные объявления

Несогласованность типов

Примеры из практики

Серьезное затруднение

Понятие опорного элемента

Опорный элемент Current

Еще раз о базовых классах

Правила о закрепленных типах

Когда не используются закрепленные объявления

Статический механизм Наследование и скрытие информации

Кое-что о политике

Применение

Зачем нужна такая гибкость?

Интерфейс и повторное использование реализаций

Слово в защиту реализаций

Два стиля

Выборочный экспорт

Ключевые концепции

Библиографические замечания

Упражнения

У16.1 Наследование: простота и эффективность

У16.2 Векторы

У16.3 Экстракт?

Лекция 17. Типизация Проблема типизации

Базисная конструкция

Статическая и динамическая типизация

Правила типизации

Реализм

Пессимизм Статическая типизация: как и почему

Преимущества

Аргументы в пользу динамической типизации

Типизация: слагаемые успеха

"Типизирована ли кроха"?

Типизация и связывание Ковариантность и скрытие потомком

Ковариантность

Параллельные иерархии

Своенравие полиморфизма

Скрытие потомком

Корректность систем и классов

Практический аспект Корректность систем: первое приближение

Контравариантность и безвариантность

Использование родовых параметров

Типовые переменные

Полагаясь на закрепление типов

Глобальный анализ Остерегайтесь полиморфных кэтколлов!

Назад, в Ялту

Одно правило и несколько определений

Оценка

Полное соответствие

Ключевые концепции

Библиографические замечания

Лекция 18. Глобальные объекты и константы Константы базовых типов

Атрибуты-константы

Использование констант Константы пользовательских классов

Константы с манифестом для этого непригодны

Однократные функции Применение однократных подпрограмм

Разделяемые объекты

Однократные функции с результатами базовых типов

Однократные процедуры

Параметры

Однократные функции, закрепление и универсальность

Константы строковых типов

Unique-значения Обсуждение

Инициализация: подходы языков программирования

Строковые константы

Unique-значения и перечислимые типы

Ключевые концепции

Библиографические замечания

Упражнения

У18.1 Эмуляция перечислимых типов однократными функциями

У18.2 Однократные функции для эмуляции unique-значений

У18.3 Однократные функции в родовых классах

У18.4 Однократные атрибуты?

notes

1.1. Хансена

1.2. Computer World

3.1. метода

3.2. именованные константы

3.3. Метод, требующий от каждого модуля, вводящего данные, проверку их достоверности, пригоден для реализации модульной защищенности

3.4. Переменная x доступна для всех команд в этом фрагменте программы, в то время как области действия двух переменных с именем z (одна типа BOOLEAN, другая типа INTEGER) ограничены блоками B2 и B3 соответственно. Подобно x, переменная y объявлена на уровне блока B1, но ее область действия не включает блока B3, где другая переменная с тем же именем и тем же типом локально имеет приоритет над самой

ближней внешней переменной y. В Pascal'е этот вид блочной структуры существует лишь для блоков, связанных с подпрограммами (процедурами и функциями)

3.5. Из этого обсуждения следует, что ключом к скрытию информации являются не решения по организации доступа к исходному тексту модуля в рамках управления проектом или маркетинговой политики, а строгие языковые правила, определяющие, какие права на доступ к модулю следуют из свойств его источника. В следующей лекции показано, что первые шаги в этом направлении реализованы в таких "языках с инкапсуляцией" как Ada и Modula-2. Объектно-ориентированная технология программирования приведет к более полному решению проблемы

3.6. Хотя вначале может показаться, что принцип Унифицированного Доступа направлен лишь на решение проблем, связанных с принятой нотацией, в действительности он задает правило проектирования, влияющее на многие аспекты ОО-разработки ПО. Принцип следует из критерия Непрерывности; его можно рассматривать и как частный случай правила Скрытия Информации

4.1. книга

4.2. Некоторые компиляторы создают вначале промежуточный код, который уже затем транслируется или интерпретируется на конкретной платформе. Это позволяет обеспечить мобильность ПО без полного доступа к исходному тексту. Если, как это часто бывает сейчас, в компиляторе формируется промежуточный код с использованием языка C, то вместо двоичного кода обычно можно поставлять переносимый код на языке C

4.3. таблице

4.4. В семидесятые годы двадцатого века, в связи с развитием идей скрытия информации и абстракции данных, возникла необходимость в форме модуля, более совершенном, чем подпрограмма. Появилось несколько языков проектирования и программирования, наиболее известные из них: CLU, Modula-2 и Ada. В них предлагается сходная форма модуля, называемого в языке Ada пакетом, CLU - кластером, Modula - модулем. В нашем обсуждении будет использоваться термин пакет

4.5. Например, в языке Ada пакет может содержать несколько подпрограмм с одним и тем же именем, но с разной сигнатурой, определяемой здесь числом и типами аргументов. В общем случае сигнатура функций содержит также тип результата, но язык Ada разрешает перегрузку, учитывающую только аргументы. Например, пакет может содержать несколько функций square

9.1. Основанное на стеке управление объектами сделало популярным Algol 60 и с тех пор поддерживается (часто вместе с другими двумя режимами) в большинстве языков. Такой способ поддерживает рекурсию и динамические массивы, границы которых выясняются в процессе выполнения. В Pascal и C этот механизм не применяется к массивам, как это делается в Algol. Однако разработчикам хотелось бы чаще всего именно массивы распределять таким способом. Тем не менее, даже если этот механизм и может быть применен к массивам, размещение в стеке большинства сложных структур данных невозможно

10.1. Как рассматривать наследование и параметризацию, как соперников или как соратников, когда целью является построение более гибкого ПО

10.2. прозрачной

10.3. Рассмотрим первый набросок этого класса

10.4. инфиксную операцию 10.5. Число создаваемых экземпляров шаблона - уже проблема для некоторых

пользователей С++. Если пользователь создает List<int>, List<String>, List<Widget> и List<Blidget> (где Widget и Blidget классы, определенные пользователем) и вызывает head, tail и insert для всех четырех объектов, то каждая из этих функций будет создана в четырех экземплярах (из-за родового порождения). Вместо этого широко применимый класс List мог бы создать единственный экземпляр каждой функции применимый для различных типов

11.1. общий класс, описывающий стеки

11.2. Для инвариантов ответ такой же, как и для постусловий

12.1. учебника

13.1. процедура

13.2. Эта техника будет обсуждаться вместе с вопросом побочных эффектов в разделе принципов модульного проектирования

13.3. предыдущих лекциях 13.4. анализ символа, введенного пользователем

Основы объектно-ориентированного программирования

Мейер Бертран

Интернет-университет информационных технологий - ИНТУИТ.ру

2005

Мейер Бертран

Основы объектно-ориентированного программирования/ Б. Мейер - М.: Интернетуниверситет информационных технологий - ИНТУИТ.ру, 2005

Фундаментальный учебник по основам объектно-ориентированного программирования и инженерии программ. В книге подробно излагаются основные понятия объектной технологии – классы, объекты, управление памятью, типизация, наследование, универсализация. Большое внимание уделяется проектированию по контракту и обработке исключений, как механизмам, обеспечивающим корректность и устойчивость программных систем.

В книге Бертрана Мейера рассматриваются основы объектно-ориентированного программирования. Изложение начинается с рассмотрения критериев качества программных систем и обоснования того, как объектная технология разработки может обеспечить требуемое качество. Основные понятия объектной технологии и соответствующая нотация появляются как результат тщательного анализа и обсуждений. Подробно рассматривается понятие класса - центральное понятие объектной технологии. Рассматривается абстрактный тип данных, лежащий в основе класса, совмещение классом роли типа данных и модуля и другие аспекты построения класса. Столь же подробно рассматриваются объекты и проблемы управления памятью. Большая часть книги уделена отношениям между классами – наследованию, универсализации и их роли в построении программных систем. Важную часть книги составляет введение понятия контракта, описание технологии проектирования по контракту, как механизма, обеспечивающего корректность создаваемых программ. Не обойдены вниманием и другие важные темы объектного программирования – скрытие информации, статическая типизация, динамическое связывание и обработка исключений. Глубина охвата рассматриваемых тем делает книгу Бертрана Мейера незаменимой для понимания основ объектного программирования.

(c) ООО "ИНТУИТ.РУ", 2005

(c) Б. Мейер, 2005

Содержание

Лекция 1. Качество ПО Лекция 2. Критерии объектной ориентации Лекция 3. Модульность

Лекция 4. Подходы к повторному использованию Лекция 5. К объектной технологии Лекция 6. Абстрактные типы данных (АТД) Лекция 7. Статические структуры: классы

Лекция 8. Динамические структуры: объекты Лекция 9. Управление памятью Лекция 10. Универсализация

Лекция 11. Проектирование по контракту: построение надежного ПО Лекция 12. Когда контракт нарушается: обработка исключений Лекция 13. Поддерживающие механизмы Лекция 14. Введение в наследование Лекция 15. Множественное наследование Лекция 16. Техника наследования Лекция 17. Типизация

Лекция 18. Глобальные объекты и константы

Лекция 1. Качество ПО

Качество - это цель инженерной деятельности; построение качественного ПО (software) - цель программной инженерии (software engineering). В данной книге рассматриваются средства и технические приемы, позволяющие значительно улучшить качество ПО. Прежде чем приступить к изучению этих средств и приемов, следует хорошо представлять нашу цель. Качество ПО лучше всего описывается комбинацией ряда факторов. В этой лекции мы постараемся проанализировать некоторые из них, покажем, где необходимы улучшения, и укажем дорогу в дальнейшем путешествии по лекциям этого курса.

Внешние и внутренние факторы

Все мы хотим, чтобы наше ПО было быстродействующим, надежным, легким в использовании, читаемым, модульным, структурным и т.д. Но эти определения описывают два разных типа качества. Наличие или отсутствие таких качеств, как скорость и простота использования ПО, может быть обнаружено его пользователями. Эти качества можно назвать внешними факторами качества.

|Под словом "пользователи" нужно понимать не только людей, взаимодействующих с конечным продуктом, но и тех, кто их закупает, занимается администрированием. Такое свойство, например, как легкость адаптации продуктов к изменениям спецификаций - далее определенная в нашей дискуссии как расширяемость - попадает в категорию внешних факторов, поскольку она может представлять интерес для администраторов, закупающих продукт, хотя и не важна для "конечных пользователей", непосредственно работающих с продуктом. |

Такие характеристики ПО, как модульность или читаемость, являются внутренними факторами, понятными только для профессионалов, имеющих доступ к тексту ПО.

В конечном счете, только внешние факторы имеют значение. Но ключ к достижению внешних факторов спрятан во внутренних факторах: для того, чтобы достичь видимого качества, проектировщики и конструкторы должны иметь внутренние приемы, позволяющие улучшать скрытые от пользователя качества.

Последующие лекции представляют описание набора современных технических средств достижения внутреннего качества. Однако за частностями не следует терять из вида общую картину; внутренние технические приемы не являются самоцелью - они лишь средство достижения внешних качеств нашего продукта.