Основы объектно-ориентированного программирования Введение

Август 25, 2022

Главная
Информатика
Основы объектно-ориентированного программирования Введение

Содержание

2. Содержание Этапы развития программирования Программная инженерия Фундаментальные понятия ООП Этапы разработки программ с использованием ООП Основополагающие
3. Этапы развития программирования Технология программирования – это система методов, способов и приемов обработки и выдачи информации.
4. Предпосылки и история Первый кризис программирования Повторное использование кода Модульное программирование Рост сложности программ Структурное программирование
5. Повторное использование кода Проблема Дублирование фрагментов кода Модульное программирование Выделение фрагментов в модули Повторное использование модулей
6. Рост сложности программ Проблема Сложные программные комплексы Объем кода, к-во связей, к-во разработчиков, к-во пользователей Жизненный
7. Модификация программ Проблема изменения в проекте и программе без изменения ранее написанного кода Объектно-ориентированное программирование Класс
8. Некоторые итоги Главная цель программной инженерии - сокращение стоимости ПО Сформировались основные принципы и методы проектирования
9. Продолжение кризиса Кризис программирования принимает хронические формы: США тратит более $200 млрд. на более чем 170
10. Определения Программная инженерия – это установление и использование обоснованных инженерных принципов (методов) для экономного получения ПО,
11. Абстрактные и реальные объекты Абстрактный объект это описание реального объекта минус подробности Пример 1: Абстрактные человек-это
12. Почему объекты? Фокусирование на объектах упрощает для нас понимание сложных вещей. Уделяем внимание лишь важным аспектам
13. Объекты в деловом мире Бизнес процесс: Заказ товара. Объекты: Форма заказа Список товаров Товарная накладная Ордер
14. Концепция Класс и Объект Класс - принципиально новый тип данных. Класс представляет собой множество объектов имеющих
15. Концепция Объект является представителем (экземпляром) какого-либо класса. Объект обладает состоянием поведением идентичностью. Состояние объекта характеризуется набором
16. Класс простое объяснение Класс – это шаблон который определяет атрибуты и методы реального мира. Пример: форма
17. Этапы разработки программ с использованием ООП ООП представляет собой систематизированный подход к алгоритмической формализации сложных предметных
18. Этапы разработки программ с использованием ООП Абстрагирование Выделение абстракций. Это - анализ предметной области, для которой
19. Этапы разработки программ с использованием ООП Инкапсуляция Типизация объектов и синтез абстрактных типов данных. Определение новых
20. Парадигмы ООП: инкапсуляция наследование полиморфизм
21. Инкапсуляция (encapsulation) - это объединение производного типа данных с набором функций, используемых при работе с этим
22. Инкапсуляция и ограничение доступа к данным Инкапсуляция предполагает возможность ограничения доступа к данным (полям) класса. Это
23. Инкапсуляция
24. Управление доступом Ключи доступа private - элементы данных могут использоваться только функциями-методами класса, к которому принадлежат
25. Наследование (inheritance) - это возможность определять новые классы посредством добавления полей, свойств и методов к уже
26. Полиморфизм (polymorphism)
27. Полиморфизм (polymorphism) Это возможность заменить в классе потомке метод класса родителя, сохранив при этом имя метода.
28. Описание класса в Delphi type = class( ) public published protected private end;
29. Пример описания класса TControl = class(TComponent) private FOnDblClick: TNotifyEvent; FOnHouseDown: TMouseEvent; FOnHouseHove: TMouseMoveEvent; protected property OnDblClick:
30. Пример описания класса type TStudent = class FAge : integer; function GetAge : integer; procedure SetAge(Value
31. Пример 1. Объявление класса в программе. Постановка задачи Пусть необходимо создать класс, описывающий некоторые характеристики человека.
32. Пример 1. Объявление класса в программе. Программная реализация #include #include //описание структуры класса class TPerson {
33. Пример 1. Объявление класса в программе. Реализация методов класса //реализация методов класса char* TPerson::Show() {static char
34. Итоги Контрольные вопросы Перечислите основные этапы развития технологии программирования. Определите понятие и назначение класса Определите понятие
35. вопрос 1 1. Что такое класс? Это модуль, сохраненный в файле Это функция Это библиотека Это
36. вопрос 2 2. Что такое методы класса? Это инкапсулированные в классе данные Это функции для работы
37. вопрос 3 2. Что такое полиморфизм? Это переключатель Это спец.функция для работы с полями класса Это
39. Скачать презентацию

Слайд 2

Содержание
Этапы развития программирования
Программная инженерия
Фундаментальные понятия ООП
Этапы разработки программ с использованием ООП
Основополагающие

концепции ООП
Инкапсуляция
Наследование
Полиморфизм
Объекты
Анатомия класса
Управление доступом к элементам класса
Объявление класса в программе. Пример1. «Класс TPerson»
Контрольные вопросы
Мини-тест
Список литературы

Слайд 3

Этапы развития программирования
Технология программирования – это система методов, способов и приемов

обработки и выдачи информации.
Написание программ в машинных кодах
Появление языков низкого уровня
Языки высокого уровня. Технология нисходящего структурного программирования
Появление ООП

Слайд 4

Предпосылки и история
Первый кризис программирования
Повторное использование кода
Модульное программирование
Рост сложности программ
Структурное программирование
Модификация

программ
Объектно-ориентированное программирование
Продолжение кризиса программирования

Слайд 5

Повторное использование кода
Проблема
Дублирование фрагментов кода
Модульное программирование
Выделение фрагментов в модули
Повторное использование модулей
Создание

библиотек модулей

Слайд 6

Рост сложности программ
Проблема
Сложные программные комплексы
Объем кода, к-во связей, к-во разработчиков, к-во

пользователей
Жизненный цикл: стадии внедрения и сопровождения
Структурное программирование
«Правильное» проектирование и кодирование
Основные принципы:
Нисходящее проектирование
Применение специальных языков проектирования
Дисциплина проектирования и разработки:
планирование и документирование проекта
поддержка соответствие кода проектной документации
Структурное кодирование (линейный блок, If-then-else, цикл)

Слайд 7

Модификация программ
Проблема
изменения в проекте и программе без изменения ранее написанного кода
Объектно-ориентированное

программирование
Класс – модуль со свойствами, поведением, обязанностями
Парадигмы ООП:
Инкапсуляция и сокрытие деталей
Наследование
Полиморфизм

Отдел 1

Отдел 2

Отдел 3

Зарплата

Отдел 1

Отдел 2

Отдел 3

Зарплата

Зарплата 1

Слайд 8

Некоторые итоги
Главная цель программной инженерии - сокращение стоимости ПО
Сформировались основные принципы

и методы проектирования ПО:
Жизненный цикл ПО
Модульное программирование
Структурное проектирование и программирование
Объектно-ориентированное проектирование и программирование

Слайд 9

Продолжение кризиса
Кризис программирования принимает хронические формы:
США тратит более $200 млрд.

на более чем 170 тыс. проектов
потери от недополученного эффекта измеряются триллионами.
Успешные проекты не часты (30000 проектов)

Источник: The Standish Group International, Inc., Extreme Chaos, 2000
http://www1.standishgroup.com//sample_research/PDFpages/extreme_chaos.pdf

Слайд 10

Определения
Программная инженерия – это
установление и использование обоснованных инженерных принципов (методов) для

экономного получения ПО, которое надежно и работает на реальных машинах. [Bauer 1972].
та форма инженерии, которая применяет принципы информатики (computer science) и математики для рентабельного решения проблем ПО. [CMU/SEI-90-TR-003]
применение систематического, дисциплинированного, измеряемого подхода к разработке, использованию и сопровождению ПО [IEEE 1990].
дисциплина, целью которой является создание качественного ПО, которое завершается вовремя, не превышает выделенных бюджетных средств и удовлетворяет выдвигаемым требованиям [Schach, 99]

Слайд 11

Абстрактные и реальные объекты
Абстрактный объект это описание реального объекта минус подробности
Пример

1:
Абстрактные человек-это описание человека, которое содержит атрибуты и варианты поведения:
Имя
Фамилия
Рост
Вес
Реальный человек определяет значения атрибутов:
Майкл
Джексон
180 см
80 кг

Пример 2: формочки для печенья

Слайд 12

Почему объекты?
Фокусирование на объектах упрощает для нас понимание сложных вещей.
Уделяем внимание

лишь важным аспектам
Пример : преподаватель - студент

Слайд 13

Объекты в деловом мире
Бизнес процесс: Заказ товара.
Объекты:
Форма заказа
Список товаров
Товарная

накладная
Ордер на отгрузку
Метка отгрузки

Поведение:
Ввод информации
Изменение информации
Удаление информации
Отображение формы
Обработка заказа
Отмена заказа

Слайд 14

Концепция
Класс и Объект
Класс - принципиально новый тип данных.
Класс представляет собой

множество объектов
имеющих общую структуру
обладающих одинаковым поведением.
Класс является дальнейшим развитием типа структура (запись)

Слайд 15

Концепция
Объект является представителем (экземпляром) какого-либо класса.
Объект обладает
состоянием
поведением
идентичностью.
Состояние

объекта характеризуется
набором его свойств (атрибутов)
текущими значениями каждого из этих свойств.
Поведение объекта - выполнения определенной последовательности характерных для него действий.
Идентичность объекта – это свойство (или набор свойств) объекта, которое позволяет отличить его от всех прочих объектов того же типа (класса).

Слайд 16

Класс простое объяснение
Класс – это шаблон который определяет атрибуты и методы реального

мира.
Пример: форма для печенья в виде буквы «А» - это не буква А, она лишь определяет , как буква А выглядит.
Если вам необходим объект, представляемый классом, создаете экземпляр.
Каждый экземпляр содержит те же самые атрибуты и методы, которые определены в классе. У каждого экземпляра своя копия.
Метод – поведение объекта. (опять про печенье, но в форме собаки)

Слайд 17

Этапы разработки программ с использованием ООП
ООП представляет собой систематизированный подход к

алгоритмической формализации сложных предметных областей.
ООП предполагает этапы разработки программ:
Первый этап: абстрагирование
Второй этап: инкапсуляция
Третий этап: модульность
Четвертый этап: иерархия

Слайд 18

Этапы разработки программ с использованием ООП
Абстрагирование
Выделение абстракций. Это - анализ предметной

области, для которой составляется программа, с целью определения
основных объектов этой предметной области,
их свойств,
отношений между объектами,
возможных операций над объектами или их составляющими.
Различие:
Процедурное программирование нацелено на моделирование действий, выполняемых компьютером.
ООП нацелено на моделирование предметной области решаемой задачи.

Слайд 19

Этапы разработки программ с использованием ООП
Инкапсуляция
Типизация объектов и синтез абстрактных типов

данных. Определение новых типов данных и наборов специфических функций и операций, применяемых к этим типам данных.
Модульность
Объектная декомпозиция. Выделение подтипов (подобъектов) для каждого из типов и их составляющих.
Иерархия
Композиционная иерархизация объектов. Т.е. выделение родовитых и композиционных отношений над объектами.

Слайд 20

Парадигмы ООП:
инкапсуляция
наследование
полиморфизм

Слайд 21

Инкапсуляция (encapsulation)
- это объединение производного типа данных с набором функций, используемых

при работе с этим типом данных, в единый класс.
Функции, включенные в класс, называют методами класса
Данные – элементами или полями класса,
Конкретные представители класса – объекты, экземпляры.
Класс (объект) - это то, что поддерживает инкапсуляцию
Инкапсуляция позволяет сделать класс «самодостаточным» для решения конкретной задачи.
Класс всегда несет в себе некоторую функциональность.
Это мощное средство обмена готовыми к работе программными заготовками

Слайд 22

Инкапсуляция и ограничение доступа к данным
Инкапсуляция предполагает возможность ограничения доступа к

данным (полям) класса.
Это позволяет
упростить интерфейс класса, показав наиболее существенные для внешнего пользователя данные и методы.
обеспечить возможность внесения изменений в реализацию класса без изменения других классов (важно для дальнейшего сопровождения и модернизации программного кода).
При сокрытии полей объекта доступ к ним осуществляется только посредством методов класса. Это защищает данные от внешнего вмешательства или неправильного использования

Слайд 23

Инкапсуляция

Слайд 24

Управление доступом
Ключи доступа
private - элементы данных могут использоваться только функциями-методами класса, к

которому принадлежат эти элементы данных
public - элементы данных могут использоваться любыми функциями программы
protected - элементы данных могут использоваться функциями-методами того же класса, к которому принадлежат эти элементы данных, а также функциями- методами производных классов (классов-потомков)
По умолчанию ключ доступа private. Т.е. если ключи доступа не указаны, то все элементы класса являются скрытыми (недоступными).
Попытка обратиться в программе к скрытым данным или методам вызывает сообщение:
<имя элемента класса> is not accessible

Слайд 25

Наследование (inheritance)
- это возможность определять новые классы посредством добавления полей, свойств

и методов к уже существующим классам.
Такой механизм получения новых классов называется порождением.
При этом новый, порожденный, класс (потомок) наследует все поля, методы и свойства своего базового, родительского класса.
Наследование поддерживает концепцию иерархии классов (hierarchical classification).
Применение иерархии классов делает управляемыми большие потоки информации.
Наследование обеспечивает поэтапное создание сложных классов и разработку собственных библиотек классов

Слайд 26

Полиморфизм (polymorphism)

Слайд 27

Полиморфизм (polymorphism)
Это возможность заменить в классе потомке метод класса родителя,

сохранив при этом имя метода.
Это свойство классов решать схожие по смыслу проблемы разными способами.
Цель полиморфизма - использование одного имени для задания общих для класса действий.
Для изменения метода необходимо перекрыть его в потомке, т.е. объявить в потомке одноименный метод и реализовать в нем нужные действия.
В результате объекте-родителе и объекте-потомке будут действовать два одноименных метода, имеющие разную алгоритмическую основу.
Концепция полиморфизма - идея «один интерфейс - множество методов».
Полиморфизм позволяет манипулировать объектами различной степени сложности путем создания общего для них стандартного интерфейса для реализации похожих действий.

Слайд 28

Описание класса в Delphi
type
< имя класса > = class(< имя

класса-родителя >)
public
< описание общедоступных элементов >
published
< описание элементов, доступных в Инспекторе Объектов >
protected
< описание элементов, доступных в классах-потомках >
private
< описание элементов, доступных только в модуле >
end;

Слайд 29

Пример описания класса
TControl = class(TComponent)
private
FOnDblClick: TNotifyEvent;
FOnHouseDown: TMouseEvent;
FOnHouseHove:

TMouseMoveEvent;
protected
property OnDblClick: TNotifyEvent read FOnDblClick write FOnDblClick;
property OnMouseDown: TMouseEvent read FOnMouseDown write FOnMouseDown;
property OnMouseMove: TMouseMoveEvent read FOnMouseMove write FOnMouseMove;
end;

Слайд 30

Пример описания класса
type
TStudent = class
FAge : integer;
function GetAge : integer;
procedure SetAge(Value

: integer);
property Age : integer read GetAge write SetAge;
end;

Слайд 31

Пример 1. Объявление класса в программе. Постановка задачи
Пусть необходимо создать

класс, описывающий некоторые характеристики человека.
Будем хранить о человеке следующие данные:
фио, рост в cм, вес в кг.
Для работы с этими данными предусмотрим следующие методы:
методы инициализации полей (названия таких методов имеют префикс Set); назначение этих методов - присваивать новые значения полям класса; новые значения полей будут предаваться через параметры функций-методов;
метод, позволяющий получить информацию о текущем состоянии объекта (значении всех его полей).

Слайд 32

Пример 1. Объявление класса в программе. Программная реализация
#include
#include
//описание структуры

класса
class TPerson
{
private:
char fname[15];
int frost;
float fwes;
public:
char * Show() ;
void SetName (char* value);
void SetRost (int value);
void SetWes (float value);
} ;

Слайд 33

Пример 1. Объявление класса в программе. Реализация методов класса
//реализация методов класса

char* TPerson::Show()
{static char S[100];
sprintf (S,"Это %s; его рост - %d см, вес - %3.2f кг", fname, frost, fwes);
return S; }
void TPerson::SetName(char* value)
{ strcpy(fname,value);
return; }
void TPerson::SetRost(int value)
{ frost=value;
return; }
void TPerson::SetWes(float value)
{ fwes=value;
return; }

Слайд 34

Итоги Контрольные вопросы
Перечислите основные этапы развития технологии программирования.
Определите понятие и назначение класса
Определите

понятие и характеристики объекта
Перечислите и охарактеризуйте этапы разработки программ с использованием ООП
Назовите и охарактеризуйте основные концепции ООП
Из каких элементов состоит класс?
Как ограничить доступ к составляющим класса?

Слайд 35

вопрос 1
1. Что такое класс?
Это модуль, сохраненный в файле
Это функция
Это библиотека
Это

тип данных
Это специальная программа

Слайд 36

вопрос 2
2. Что такое методы класса?
Это инкапсулированные в классе данные
Это

функции для работы с полями класса
Это специальные функции в составе ОС Windows

Слайд 37

вопрос 3
2. Что такое полиморфизм?
Это переключатель
Это спец.функция для работы с

полями класса
Это одно имя – разный функционал

Основы объектно-ориентированного программирования Введение

Содержание

СодержаниеЭтапы развития программированияПрограммная инженерияФундаментальные понятия ООПЭтапы разработки программ с использованием ООПОсновополагающие

Этапы развития программированияТехнология программирования – это система методов, способов и приемов

Рост сложности программПроблемаСложные программные комплексыОбъем кода, к-во связей, к-во разработчиков, к-во

Модификация программПроблемаизменения в проекте и программе без изменения ранее написанного кодаОбъектно-ориентированное

Некоторые итогиГлавная цель программной инженерии - сокращение стоимости ПОСформировались основные принципы

Продолжение кризисаКризис программирования принимает хронические формы: США тратит более $200 млрд.

ОпределенияПрограммная инженерия – этоустановление и использование обоснованных инженерных принципов (методов) для

Абстрактные и реальные объектыАбстрактный объект это описание реального объекта минус подробностиПример

Почему объекты?Фокусирование на объектах упрощает для нас понимание сложных вещей.Уделяем внимание

Объекты в деловом миреБизнес процесс: Заказ товара.Объекты: Форма заказа Список товаровТоварная

КонцепцияКласс и ОбъектКласс - принципиально новый тип данных. Класс представляет собой

КонцепцияОбъект является представителем (экземпляром) какого-либо класса. Объект обладает состоянием поведениемидентичностью. Состояние

Класс простое объяснениеКласс – это шаблон который определяет атрибуты и методы реального

Этапы разработки программ с использованием ООПООП представляет собой систематизированный подход к

Этапы разработки программ с использованием ООПАбстрагированиеВыделение абстракций. Это - анализ предметной

Этапы разработки программ с использованием ООПИнкапсуляцияТипизация объектов и синтез абстрактных типов

Парадигмы ООП: инкапсуляциянаследование полиморфизм

Инкапсуляция (encapsulation)- это объединение производного типа данных с набором функций, используемых

Инкапсуляция и ограничение доступа к даннымИнкапсуляция предполагает возможность ограничения доступа к