Programmēšanas pielietojuma jomu dažādošana radīja dažāda veida valodas. Šajā rakstā mēs atklāsim kas ir objektorientēta programmēšana un kādi ir objektorientēto programmēšanas valodu veidi. Uzdrīksties paplašināt savas zināšanas!
Objektorientēta programmēšana
Kopumā programmēšana prasa zināšanas par valodu, kas atbild par komandu pārsūtīšanu uz datoru, un algoritmu, kas pārveidots par programmu, bet kas ir programmēšana?
Programmēšana ir darbību kopums, kas noved pie koda rakstīšanas, kas spēj sasniegt mērķi, kuram tas tika izveidots. Savukārt a avota kods ir programmas vai programmatūras iekšējais attēlojums, un programma ir pasūtījumu grupa, kas regulē datoru darbību.
Būtībā programmai ir trīs posmi: programmas rediģēšana piemērotā valodā, pirmkoda pārveidošana par instrukcijām mašīnai un saikne starp objektu kodiem un funkciju bibliotēkām, beidzot radot to, kas tas ir pazīstams kā izpildāms kods.
Programmai jābūt rakstītai lietotājam saprotamā programmēšanas valodā. Lai tas notiktu, programmētājam ir jāpieņem viena no daudzajām esošajām programmēšanas paradigmām, kas nosaka redzējumu un līdz ar to arī metožu izvēli, kas jāievēro tās veidošanā.
Programmēšanas paradigmas
Programmēšanas un tehnoloģiju attīstība ir radījusi dažādas programmēšanas metodikas vai paradigmas. Tas, savukārt, ir radījis dažādus programmēšanas stilus un dažādus problēmu risināšanas veidus. Šeit ir esošās paradigmas:
Imperatīvā paradigma
Tajā teikts, ka programmas ir stingra instrukciju secība no augšas uz leju, ko pārtrauc tikai apakšprogrammas iekļaušana kaut kur tajā.
Strukturēta paradigma
Tas ievieš kodu struktūras, kas sagrupētas pēc procedūru un funkciju blokiem. Kods tiek reproducēts cikla veidā, kurā dominē loģisks iemesls.
Deklaratīvā paradigma
Tas nenosaka kārtību, kas jāievēro, veicot darbības, kas vajadzīgas problēmas risināšanai. Tās ietvaros izšķir divus veidus: funkcionālo paradigmu, kur problēma un risinājums tiek aprakstīti kā funkcijas, un loģisko paradigmu, kuras pamatā ir loģisks predikāts.
Notikumu programmēšanas paradigma
Tas ir balstīts uz bezgalīgu atkārtojumu, lai atklātu problēmu un noteiktu, kā to atrisināt.
Paralēlas, sadalītas un vienlaicīgas paradigmas
Programmas realizācijai nepieciešamas vairākas aprēķinu vienības. Procedūras darbojas neatkarīgi no citām skaitļošanas vienībām.
Objektorientēta paradigma
Šāda veida programmēšana balstās uz trim pamatprincipiem: datu iekapsulēšanu, objektu abstrakciju un tipa pārbaudi atbilstoši klases hierarhijai.
Ir svarīgi atzīmēt, ka programmēšanas valoda parasti nereaģē tikai uz vienu paradigmu, bet var būt vairāku to veidu kombinācijas rezultāts. Tomēr turpmāk mēs sīkāk veltīsimies tikai definēšanai kas ir objektorientēta programmēšana un kādi ir atšķirīgie objektorientētas programmēšanas valodas kas eksistē
Īpašības
Mūsdienās tā ir visplašāk izplatītā paradigma, jo tā ļauj labāk pārvaldīt sarežģītību par saprātīgām izmaksām. Izmantojot to, tiek piedāvāta iespēja būvēt pa daļām, tas ir, sadalot darbu, pamatojoties uz komponentiem, kā rezultātā tiek iegūti stabili, pārnēsājami un atkārtoti lietojami lietojumi, kas sniedz ilgtermiņa priekšrocības.
Atšķirībā no citiem programmēšanas veidiem objektorientētā programmēšana meklē daļas entītijās, kas rodas no problēmas jomas, nevis pašā problēmas risinājumā. Galvenā prasība ir tāda, ka katra sastāvdaļa darbojas gaidītā veidā, lai mūsu attīstība netiktu ietekmēta tā ieviešanas veidā, un ka mēs a priori varam zināt katra komponenta piedāvātos nosacījumus, kā arī to, kā izveidot savienojumu ar .
No cita viedokļa varam pieminēt, ka uz objektu orientēta programmēšana ir saistīta ar zināšanu teoriju, kurā teikts, ka cilvēks informāciju uzglabā saskaņā ar iepriekš noteiktām shēmām, savas personības pieredzes produktu. Šādā veidā šāda veida programmēšana ļauj attēlot zināšanas heiristiskā vai teorētiskā veidā, izmantojot indivīda garīgās shēmas, izmantojot iepriekšējās zināšanas, kas glabājas informācijas vienībās.
Izcelšanās
https://youtu.be/aESIbDclIzw?t=5
Objektorientēta programmēšana ir tehnika, stils vai metodika, kas izstrādāta pagājušā gadsimta 1960. gados krīzes rezultātā, ko radīja neiespējamība mainīt vai modificēt sarežģītas programmas. Situācija pasliktinājās un pasliktinājās, jo trūka specializēta personāla, kas būtu gatavs nodrošināt programmu uzturēšanu.
Īslaicīgs risinājums šai krīzei bija strukturētas programmēšanas rokās, kas ietvēra programmu sadalīšanu atsevišķās procedūrās, kas konkrētus uzdevumus veica atsevišķi. Tas radīja citus trūkumus, ko galvenokārt radīja tas, cik grūti bija panākt koordināciju starp daudziem projektā iesaistītajiem izstrādātājiem, jo jo lielāks bija iesaistīto uzdevumu skaits, jo lielāks bija programmētāju skaits.
Bez šaubām, šāda veida programmēšanas galvenais trūkums bija nepieciešamība konceptuāli nodalīt datus no kodiem. Situāciju, ko tieši pasliktināja programmas apjoms un sarežģītība.
Tādējādi, lai samazinātu programmu sarežģītību, radās uz objektu orientēta programmēšana. Tās galvenā priekšrocība ir tā, ka tā ļauj veidot sarežģītas programmas, izmantojot vienkāršākus objektus. Šie objekti veido programmatūras entītijas, kas orientētas saskaņā ar šo metodiku. Spēja mantot datus un kodu no esošajām lietojumprogrammām uzlabo izstrādātāju produktivitāti. Tāpat tas atvieglo klašu paplašināšanu un atkārtotu izmantošanu citās lietojumprogrammās, būtiski nemainot sākotnējo kodu.
iezīmes
Objektorientētai programmēšanai ir vairākas īpašības, šeit ir galvenās:
- Objektorientētas programmēšanas pamats ir klases, nevis algoritmi. Tie veido loģiskus pamatelementus.
- Katrs objekts ir klases eksemplārs.
- Programma tiek uztverta kā līdzeklis ziņojumu nosūtīšanai un saņemšanai, izmantojot objektu kopumu, kas reaģē viens uz otru.
- Katram objektam jāmeklē labākais veids, kā atbildēt uz katru saņemto ziņojumu.
- Katrs objekts var reaģēt uz ziņojumiem dažādos veidos.
- Tas atvieglo programmatūras maiņu, jo komponenti ir savstarpēji aizvietojami.
- Daļējas un iekšējas izmaiņas neietekmē pārējās sistēmas darbību.
- Ja tiek ievēroti objektorientētas programmēšanas pamatprincipi, sistēmas izveides izmaksas būs mazākas nekā gadījumos, kad daļas ir savstarpēji atkarīgas.
- Iespējams, ka no citiem iegūtās klases pārmanto savu priekšgājēju zināšanas un prasmes. Izmantojot mantojumu, klases ir savstarpēji saistītas, un darba veids tiek izmantots bez nepieciešamības pārrakstīt kodu.
- Klases metodes var darīt dažādas lietas, pat ja tām ir tāds pats nosaukums. Tas ir, izmantojot polimorfismu, programmētājs var īstenot vairākas vienas un tās pašas metodes formas atkarībā no klases, kurā tiek veikta ieviešana. Tas nozīmē, ka vairākām metodēm var piekļūt ar tādu pašu nosaukumu vai piekļuves līdzekli.
Atšķirības: strukturēta programmēšana vs. Objektorientēta programmēšana
Kā mēs jau minējām, uz objektu orientēta programmēšana atspoguļo strukturētas programmēšanas attīstību, kas nenozīmē, ka tā ir labāka par to, jo katrai no tām ir sava lietderība atkarībā no izstrādātās sistēmas veida. Galvenās atšķirības starp abām ir noteiktas zemāk:
Strukturēta programmēšana atrisina algoritmiskas problēmas, sākot ar dažu datu ieviešanu, tiek ģenerēta izeja. Objektorientēta programmēšana ir balstīta uz objektu modelēšanu, ļoti noderīga tīmekļa lietojumprogrammu izstrādē.
Pirmais ir vērsts uz datu struktūru, bet otrs - uz objektiem, ar savu stāvokli un uzvedību.
Strukturētās programmēšanas informācija plūst caur struktūrām un izsauc funkcijas, objektorientētā programmēšanā tā ir mijiedarbības rezultāts, nosūtot un saņemot ziņas.
Pamatprincipi
Objektorientētas programmēšanas koncepcijas rezultātā parādās trīs šīs paradigmas pamatprincipi. Šie ir:
Datu iekapsulēšana
Kā jau minējām, tiek sagaidīts, ka objekti zinās, kā reaģēt uz saņemtajiem ziņojumiem, parādot konkrētu uzvedību. Tomēr mēs nevēlamies, lai ikviens, kurš sūta ziņu, zinātu, kā to dara. Šī mērķa sasniegšana ir tā sauktā datu iekapsulēšana. Citiem vārdiem sakot, jūs vēlaties, lai katra programmas daļa zinātu tikai to, kas to interesē, tādējādi izvairoties no blakus efektiem, kas saistīti ar citiem objektiem.
Īsāk sakot, ar datu iekapsulēšanu piekļuve objektu komponentiem nav iespējama, tas ir, tie ir aizsargāti vienā precīzi definētā programmēšanas vienībā, jo katram no tiem ir dizaina specifikācijas, kas padara tos neatkarīgus viens no otra.
Galvenais iemesls, kāpēc mēs varam vēlēties, lai klienta objekts nezina īstenošanas veidu, ir tas, ka parasti vienai darbībai var būt vairākas alternatīvas. Turklāt nākotnē mēs varētu nolemt pāriet no vienas alternatīvas uz citu, klientam nezinot vai neredzot, ka tiek ietekmēta pakalpojuma sniegšana.
Objektu abstrakcija
Objektorientētas programmēšanas būtiska iezīme ir tā, ka tā cenšas daļēji uzbrukt problēmai. Tādā veidā pirmā lieta, ko tā dara, ir atrast objektus, pēc tam noteikt, kā tiem vajadzētu mijiedarboties, un, visbeidzot, īstenot savu uzvedību. Līdz ar to mums ir tas, ka atrastie objekti mums palīdzēs atrisināt problēmu.
Abstrakcija ietver divu veidu zināšanas, datus vai mainīgos, kas veido garīgo shēmu, un metodes, funkcijas vai procedūras, kas attiecas uz šo shēmu ar citām iepriekš noteiktām shēmām. Tas ir, pateicoties datu ieguvei, var definēt datu domēnu un struktūru, kā arī noteikt metodes, kā tiem piekļūt. Visbeidzot, abstrakcija kļūst par jauna veida programmētāja definētiem datiem, kas sastāv no atribūtiem un metodēm, kas tiek piemērotas pirmajam.
Tā kā vienai un tai pašai problēmai ir vairākas garīgās shēmas, katrs programmētājs var organizēt nodarbības dažādos veidos atbilstoši savai personiskajai uztverei. Viņš domā, ka objektu abstrakcija ir spēja programmas dizainā izveidot lietotāja definētus datus.
Veida pārbaude atbilstoši klases hierarhijai
Tas ir tad, kad izvēlaties valodu, lai veiktu tipa pārbaudes. Ir valodas, kas nolemj to darīt apkopošanas laikā, bet citas - izpildes laikā. Citas valodas pat neapkopo, kas nedod jums iespēju veikt jebkāda veida pārbaudes līdz izpildlaika beigām.
Ja pārbaude tiek veikta izpildes laikā, to sauc par dinamisko pārbaudi. Turpretī, ja to veic apkopošanas laikā, to sauc par statisko pārbaudi.
Sakarā ar to, ka statiskajā pārbaudē kļūdas rodas no paša sākuma, nesasniedzot izpildes brīdi, bieži tiek teikts, ka šāda veida pārbaude ir drošāka. Tomēr dinamiskā pārbaude ļauj veikt daļēju ieviešanu, bez nepieciešamības atkārtoti pārrakstīt kodu.
Kā tas strādā?
Pirmais solis, lai atrisinātu problēmu saskaņā ar šo paradigmu, ir atrast problēmas domēna objektus vai entītijas. Tad ir jāatrod veids, kā šīs entītijas mijiedarbojas, lai atrisinātu problēmu, nosakot ziņojumus, ko objekti sūta, kādā secībā un ar kādiem nosacījumiem viņi to dara. Visbeidzot, jums ir jāīsteno objektu uzvedība, atsaucoties uz atbildi, ko tie sniedz attiecībā uz ziņojumiem.
Rezumējot, ja programma tiek izpildīta saskaņā ar objektorientētās programmēšanas paradigmu, notiek trīs lietas: objekti tiek veidoti pēc vajadzības, ziņojumi plūst no viena objekta uz otru paralēli programmas veiktajai informācijas apstrādei un kad objekti vairs nav nepieciešami, tie tiek izdzēsti, lai atbrīvotu atmiņu sistēmā.
Galvenie jēdzieni
Lai mazliet vairāk saprastu kas ir objektorientēta programmēšana, mums jāpiemin šādi pamatjēdzieni:
- Objekts: tas attiecas uz entītiju, kas var būt ziņojumu saņēmējs, bet var atbildēt uz tiem un nosūtīt ziņojumus citiem objektiem. Tā ir vienība, kurai ir uzvedība.
- Identitāte: tas ir aspekts, kas atšķir vienu objektu no cita.
- Ziņojums: Tā ir mijiedarbība starp entītiju, kas pieprasa pakalpojumu, un citu, kas to sniedz.
- Klienta objekts: Tas ir tas, kurš nosūta ziņojumu.
- Saņēmēja objekts: tas ir objekts, kas saņem ziņojumu.
- Deleģēšana: attiecas uz ziņojumu sūtīšanu no objekta uz citiem objektiem. Ja objektam ir nepieciešama citu sadarbība, lai varētu atbildēt uz ziņojumiem.
- Uzvedība: tās ir atbildes uz ziņojumiem, ko saņēmis saņemošs objekts.
- Statuss: attiecas uz katra objekta pašreizējo situāciju.
- Atbildība: tā ir mijiedarbība starp stāvokli un objekta uzvedību.
- Metode: tas attiecas uz objekta sniegtās atbildes īstenošanu uz saņemto ziņojumu.
- Polimorfisms: tā ir dažu objektu spēja reaģēt uz vienu un to pašu ziņojumu, bet vairākos dažādos veidos.
- Klases: tās ir objektu kopas, kas uzvedas vienādi. Tos var definēt programmētājs. Tās ir garīgas shēmas, kas ļauj abstrahēt objektus un noteikt, kā savstarpēji saistīties.
- Atribūts: tas attiecas uz objekta iekšējo mainīgo, kas izveidots, lai saglabātu daļu no tā stāvokļa.
- Līgums: attiecas uz zināšanām par katra komponenta piedāvājumu un veidu, kā ar to izveidot savienojumu.
Problēmu novēršana, pamatojoties uz objektorientētu programmēšanu
Kad problēma ir identificēta un tiek piedāvāts iespējamais risinājums, tā ir jāpārraksta programmēšanas valodā, lai to varētu izpildīt dators, izmantojot programmu. Saskaņā ar objektorientētās programmēšanas metodiku tiek definēti šādi posmi:
- Programmas definīcija: tā skaidrā, saprotamā un skaidri definētā veidā aplūko problēmas shematisko aprakstu. Tas ietver apstrādājamo datu izcelsmes un aspekta identificēšanu, kā arī rezultātu aprakstu un veidu, kādā tie tiks uzrādīti.
- Objektorientēta analīze un dizains: attiecas uz problēmu jomas objektu identificēšanu un aprakstu. Pēc tam tiek izveidoti atribūti, attiecības un metodes, kas jāievēro, lai definētu klases, kas tiks ieviestas noteiktā programmēšanas valodā.
- Programmēšana: būtībā tas attiecas uz programmas transkripciju, kas ietver pareizu koda rakstīšanu programmēšanas valodā, izmantojot izstrādes stilu, kas spēj garantēt produkta kvalitāti, kas radīs pareizu problēmas risinājumu. Šis posms ietver algoritmu izveidi, blokshēmu izstrādi un galīgo programmēšanu, darbvirsmas pārbaužu veikšanu, programmas kodēšanu, apkopošanu un izpildi.
- Dokumentācija: Tas ietver darbības secības aprakstu, kas nepieciešams, lai atrisinātu problēmu. Tas nozīmē, ka jāiekļauj komentāru rindiņas, kas precizē vai izskaidro koda rindu nozīmi, kas varētu būt mulsinoša, jo īpaši tās, kas attiecas uz identifikatoriem un deklarētajām datu struktūrām, kontroles struktūrām un metodēm un to parametriem. Šis posms ir būtisks galaprodukta panākumiem, jo, ja dokumentācija neizdodas, programmas ir grūti lasāmas un atkļūdojamas, un vēl jo vairāk, to modificēšana un uzturēšana kļūst gandrīz neiespējama.
Citā veidā mēs varam teikt, ka programmēšanas valodu funkcionalitāte gadu gaitā ir palielinājusies, galvenokārt jaunu un daudzveidīgu pielietojuma jomu parādīšanās dēļ. Lai gan ir taisnība, ka sākumā šīs valodas pamatā tika izmantotas, lai apstrādātu lielu datu apjomu un veiktu noteiktus skaitliskus aprēķinus.
Tagad programmēšanas valodas tiek izmantotas gandrīz jebkurā sabiedrības jomā, kas ietver daudzu citu aspektu starpā datu bāzes pārvaldību, attēlu ģenerēšanu un pat mākslīgo intelektu.
Galvenokārt jaunu programmatūras inženierijas tehnoloģiju dzimšana ir izraisījusi programmēšanas valodu pieaugumu, ko mēs redzēsim tālāk.
Objektorientētas programmēšanas valodas
Tās ir valodas, kas paredzētas datu un sīklietotņu integrēšanai klasēs. Tie var mantot citu pārveidoto kodu īpašības un radīt jaunas īpašības, kas arī noved pie jaunas programmēšanas metodikas.
Klasifikācija
Kā redzēsim vēlāk, ir vairākas programmēšanas valodas, kas reaģē uz objektorientēto paradigmu. Atkarībā no īstenošanas veida tos klasificē šādi:
- Kad viņi īsteno uzvedību: tas aptver valodas, kuru pamatā ir klases un prototipi vai piemēri.
- Īstenojot objektu izveidi: to pamatā ir izpildes laiks dinamiskajā atmiņas apgabalā vai kaudzes apkopošanas laiks.
- Saskaņā ar tipa pārbaudi: attiecas uz apkopošanas laika verifikāciju vai izpildlaika pārbaudi.
Starp galvenajām objektorientētajām valodām mums ir:
Maza saruna
To var ieprogrammēt tikai saskaņā ar objektorientētās programmēšanas paradigmu. Tā ir klašu valoda, kas izpildes laikā projektē objektus dinamiskās atmiņas apgabalā. Tas veic tikai tipa pārbaudes izpildlaika laikā, tas ir, tā ir dinamiska pārbaudes valoda.
Java
Tā ir viena no mūsdienās visbiežāk izmantotajām valodām, tā ir pilnībā orientēta uz objektiem, un sintakse ir līdzīga C un C ++. Tas ir neatkarīgs no platformas.
Tāpat kā Smalltalk, tā ir uz klasēm balstīta valoda, kas izpildes laikā rada objektus dinamiskās atmiņas apgabalā, bet neveic tipa pārbaudes izpildes laikā, bet drīzāk kompilēšanas laikā, ar atšķirību, ka tas rada starpposma neizpildāmu kodu , kas nāk no priekškompilācijas. Tas padara to par statisku pārbaudes valodu.
Java objektorientēta programmēšana tie darbojas virtuālā mašīnā, kas specializējas šāda veida valodās, kas darbojas kā dators, un tāpēc ļauj tos izpildīt bez nepieciešamības tos mainīt. Šāda veida mašīnas sauc par tulkiem.
JavaScript
Atšķirībā no Smalltalk un Java, tā ir valoda, kas balstās uz prototipu veidošanu vai piemēriem. Tas tiek interpretēts un bez tipiem, tas ir, tas neveic tipa pārbaudes ne izpildes laikā, ne kompilēšanas laikā. Izveido objektus dinamiskās atmiņas apgabalā izpildes laikā. Tā kā tai trūkst apkopojuma, tā kļūst par dinamiski pārbaudītu valodu.
Tā ir spēcīga valoda, pateicoties tās pārnesamībai un integrācijai, kā arī standarta un vienkāršajām programmēšanas metodēm. Citiem vārdiem sakot, JavaScript ir kods, kas ir iestrādāts tīmekļa lapā, kura mērķis ir uzlabot šīs lapas dinamiku.
C + +
Tas veido tradicionālās C valodas pieaugumu, absorbējot šīs valodas priekšrocības un iekļaujot objektiem balstus. Lai gan tas ietver trīs dažādas programmēšanas paradigmas, piemēram: strukturētu programmēšanu, vispārēju programmēšanu un uz objektu orientētu programmēšanu, tieši viņš vadīja pāreju no strukturētās paradigmas uz objektorientēto paradigmu.
Tā ir daudzpusīga valoda, ko ļoti bieži lieto lietojumprogrammu programmētāji gan sistēmā Windows, gan GNU Linux. Izveido objektus dinamiskā atmiņā izpildes laikā. Tas galvenokārt koncentrējas uz veiktspēju, pārnesamību un abstrakciju. Tās galvenais trūkums ir tas, ka, apkopojot, tiek ģenerēts izpildāms fails, kura kods ir derīgs tikai tai platformai, kurā tika veikta kompilācija. No otras puses, tā ir izpildāma valoda, tā nav neatkarīga no platformas.
C#
Tā ir programmēšanas valoda, kas darbojas izpildlaikā un ir iekļauta .NET platformā, kas ļauj koplietot un atpazīt savas bibliotēkas. Tas ir pilnībā orientēts uz objektiem, ļauj izveidot visu veidu lietojumprogrammas.
Tā ir C un C ++ valodu attīstība, novēršot pēdējo valodu sarežģītību, jo to ir vieglāk lietot un tiek samazināta kļūdas robeža darbības laikā, jo tiek pieņemta iepriekšēja apkopošana.
Pitons
Tā ir daudzplatformu valoda, galvenokārt orientēta uz objektiem, bet ietver citas paradigmas, piemēram, obligātu programmēšanu, funkcionālu programmēšanu un uz aspektu orientētu programmēšanu.
Tā tīrā sintakse, ļoti tuvu dabiskajai valodai, veicina tā koda lasīšanu. Ir ļoti ieteicams sākt programmēšanas pasaulē.
Tas tiek izpildīts, izmantojot starpposma programmu, tas ir, izmantojot tulku. Tā kā tā ir daļēji interpretēta valoda, tā ir elastīga un pārnēsājama. Tas ir dinamiski drukāts, kas nozīmē, ka datu tips tiek noteikts izpildlaika laikā.
Pascal
Pašlaik tā ir valoda, ko par excellence izmanto programmēšanas mācīšanā. Tam ir vienkārša sintakse ar ļoti strukturētu valodu, kas atvieglo programmu lasīšanu un interpretāciju. Tās apkopošanu var veikt jebkurā mašīnā, kurai ir Pascal kompilators.
Neskatoties uz strukturēto valodu, tā ļauj uz objektu orientētu programmēšanu, izmantojot Turbo Pascal versiju. Tam ir integrēta vide, no kuras ir iespējams rakstīt programmas un tās pārbaudīt. Galu galā Pascal ir universāla valoda.
Ja tēma, kas jūs interesē, ir saistīta ar programmēšanu, es aicinu jūs izlasīt Kas ir algoritms programmēšanā?