Objektově orientovaný přístup (úvod)

1. Objektověorientovanýpřístup (úvod)

2. Objektověorientovanýpřístup (úvod) • Proč objekty? • Objektový přístup umožňuje lepší využití kódu než knihovny procedur, možnost znovupoužití. • Elegantně se zvládnou prostředky pro okenní rozhraní systémů. • Dávkové úlohy se staly interaktivními (objekt reaguje na více podnětů, na každý jinak). • Metodický faktor (mnoho dřívějších doporučení je nyní skryto v definici tříd a objektovém přístupu). • Definice • Objekt je cokoliv, jakákoliv věc, stavební jednotka, která modeluje nějakou část světa (člověk, tiskárna, kamera, faktura, hotelový pokoj, pacient, diagnoza,…) • Objekty (pohromadě jsou zde uzavřena data i jejich vlastnosti a chování) jednoho systému jsou propojené vazbami a působí na sebe navzájem.

3. Objekt v OOP • Základní vlastnosti objektu – struktura objektu Objektobsahuje • 1. vnitřnípaměť(mávlastnostněcosipamatovat) - atributyobjektu, zvenčí je objektunepřístupná, je jehosoukromouzáležitostí, co siobjektpamatuje a jak. Představuje stav objektu. Stav objektu se mění podle chování objektu. Stav objektu je definován hodnotami všech atributů v daný okamžik. • 2. metodyobjektu(procedury a funkce, obecnějiposloupnostkódupgmu, kterévykonávajínějakoučinnostnadvnitřnípamětí). Opětzvnějškuneviditelné a nepřístupné. Představuje chování objektu, schopnost objektu něco dělat. • 3. jinéobjekty, kterým je schopenposlatzprávy a takříditjejichčinnost.

4. 4.schopnost přijmout a zpracovat zprávu(požadavek) zvnějšku. Každý objekt obsahuje tzv. protokol zprávv rozhraní (přiřazení zprávy metodě objektu). Každá zpráva může mít vstupní a výstupní parametry, jediná možnost, jak spolupracovat s objektem, je poslat mu zprávu. Lze také říci, že zpráva slouží k „vybírání“ údajů z objektů resp. k „zapisování“ údajů do objektů, také ke spouštění dalších operací. Protokol je množina všech zpráv, které je možné objektu poslat. Bez znalosti protokolu uživatelé s objekty nemohou pracovat, nevědí, co objekty umějí udělat. Obr. 2x obecný objekt Objekt v OOP

5. Objekt v OOP - zprávy • Zpráva je komunikační jednotka mezi dvěma objekty, která umožňuje, aby funkce SW aplikace byla výsledkem spolupráce skupiny objektů. Zprávy jsou tvořeny kombinací řídících a datových toků. • Typy zpráv • Konstruktor pro tvorbu objektů. • Destruktor pro rušení objektů. • Modifikátor pro modifikaci stavu objektů. • Selektor vrací info o stavu objektu. • Iterátor pro prohlížení obsahu datové struktury. • Typy přenosu zpráv • Jednoduchý přenos • Synchronizovaný přenos • Asynchronní přenos

6. Objekt v OOP- odvozené vlastnosti Odvozenévlastnostiobjektu • Používání abstrakce • Existence objektů • Definování tříd objektů • Zapouzdření (nejdůležitější princip OOP) • Ukrývání implementace • Komunikace objektů • Polymorfismus • Dědičnost

7. Objekt v OOP- odvozené vlastnosti • Abstrakce (proces vytváření jednoduché reprezentace složité reality). • Objekty a třídy (objekt má atributy, chování, vztahy s jinými objekty, třída je abstrakce objektů se stejnými vlastnostmi). • Zapouzdření (encapsulating) • data a funkce s nimi pracující jsou spojeny do jednoho objektu, data jsou skryta před ostatními objekty a lze k nim přistupovat pouze pomocí metod objektu. • Výhody: data jsou chráněna před narušením zvenku, ostatní objekty nemusí znát vnitřní strukturu dat, realizace změny v datech je jednodušší, projeví se jen v jedné třídě. • Ukrývání implementace (možnost používat metody objektů bez znalosti jejich implementace).

8. Objekt v OOP- pohledy Pozn. OO programátor je buď tvůrce třídy nebo klientský programátor. Na objekt se dívámedvěmapohledy a) objekt, kterýpoužijeme v programujižjakohotový, naprogramovaný, zajímajínásveřejná data a operace, b) objekt, kterýmámezaúkolzhotovitneboopravit. • Ad a) zajímánáspopiszpráv a co se volánímtěchtozprávděje, tedyzajímáme se o chováníobjektu (pro klientské programátory). • Ad b) zajímajínásvšechnyvlastnosti,objektmusímeotevřít a zpracovatjehovnitřek, vždynaúrovni, kde je to třeba (pro programátory tvůrce).

9. Objekt v OOP- odvozenévlastnosti • Komunikace objektů (aby existovala, musí mít jeden objekt přístup k druhému – musí mít odkaz na druhý objekt). • Dědičnost (vlastnost tříd viz dále). • Polymorfismus(stejná zpráva může vyvolávat různé operace) • Pokud mají různé objekty shodné protokoly, nemusí to znamenat, že mají stejnou datovou strukturu a stejné metody. • Objekty různých tříd mají metodu se stejným jménem, přičemž její implementace se v jednotlivých třídách může lišit. • Tj. dva různé objekty mohou přijmout tutéž zprávu a každý z nich na základě této zprávy vyvolá jinou metodu (operace “zobraz” vyvolaná zasláním zprávy jednou zobrazí text a jednou obrázek). • Jinými slovy jedna zpráva - dva různé objekty - dvě různé metody - dvojí reakce na tutéž zprávu.

10. Objekt v OOP- odvozenévlastnosti

11. Třída v OOP - vlastnosti • Třída je předpis pro budoucí objekt (abstrakce), ale samotnou realizací pro řešení analytického problému je objekt jako instance třídy. • Merunka: “Třída objektů slouží k tomu, abychom mohli strukturu dat a množinu metod patřících jednomu druhu objektu jednoduše popsat společně pro všechny objekty, které do daného druhu patří. Na třídy v OOP vlastně nahlížíme jako na popis toho, jaké druhy objektů v systému potřebujeme. Pro každou třídu pak definujeme, jakou budou mít její objekty strukturu a metody.” • Platí: • objekt je instance třídy, • objekt přebírá vlastnosti třídy, • třída má deklaraci, výčet atributů, metody, • objekt má hodnoty atributů a nemůže mít jiné metody než jeho třída.

12. Třída v OOP - vlastnosti • Dědičnost - sdílení kódu • je znovupoužitelnost na úrovni deklarace třídy, • dědění je vztah mezi třídami nikoli mezi jejich objekty, • třída, ze které se dědí je předek (nadtřída), třída, která dědí je potomek (podtřída). • odvozená třída obsahuje všechny datové položky třídy předka a kopíruje rozhraní předka, tj. zprávy, které můžeme poslat objektům předka můžeme poslat i objektům potomka. Objekty potomka dědí i chování předka, ale chceme-li, aby potomek měl jiné chování, můžeme přidat novou metodu nebo změnit metodu předka překrytím, zastíněním – overriding viz předchozí obr. • existují dva projevy dědění: • generalizace (navrhnu objekty (třídy), k nim rodiče), • specializace (navrhnu třídu, z ní potomky).

13. Specifikace třídy • Specifikace třídy obsahuje • Jméno třídy • Atributy třídy • Operace, které jsou platné pro všechny objekty třídy. • Viditelnost atributů a operací • Private - neviditelné, důsledně zapouzdřené části třídy • Protected - viditelné pouze z dané třídy odvozeným objektům • Public – jsou viditelné všem objektům třídy

14. Další pojmy v OOP • Zpráva - požadavek, který jeden objekt posílá druhému. • Link - spojení mezi objekty, realizováno tak, že procedura jednoho objektu volá proceduru druhého objektu. • Asociace - spojení mezi třídami, které může a nemusí být realizováno linkem - zobecnění linku. • Každý objekt má svou identitu. • Každý objekt má odpovědnost za svou činnost. • ”Objekt má chování” znamená, že objekt vlastní metody, které toto chování zajistí.

15. Výhody: znovupoužitelnost a snadnálokalizacezměn a chyb, oddělenídetailů od celku, rozšiřitelnost a sémantickábohatost, snadnějšípopisrozhraní s vnějškem, snazšídefinováníceléhosystému, zdůrazňujeme to, co objekt je a ne jak je užit - objektovéaplikacebývajístabilnější. Nevýhody: objektově-orientovanýkódneníefektivní, novámetodikasivyžádázaškolenípracovníků, neexistujíefektivnínástroje pro OOA. Objektově-orientovanýpřístup obecně

16. Objektově-orientovanýpřístup obecně • OOA Object Oriented Analysis • vychází z objektově-orientovaného programování, • pohled na svět jako na soustavu spolupracujících objektů • kvalitativní změna myšlení při návrhu systémů, • blízké přirozenému lidskému chápání, • překonání semantické mezery • objekty v pojetí uživatelů a pgmátorů znamenají totéž. • Naučit se objektově programovat znamená naučit se objektově myslet. Prakticky objektově myslet znamená prakticky používat nějakou školu objektového modelování. Pgmátor si nejprve musí svůj pgm nějak představit a namalovat a teprve poté může tvořit kód (Kraval).

17. Vlastnosti “Informace v obrázcích” Prostředekkomunikace (modely, diagramy) Zachycujeobch. procesy, věcnouproblematiku, architekturusystému Je podporovánosilnounotací a metodologiemi Metodologie Booch, Coad,Yourdon OMT (Object Modeling Technik), Rumbaugh OOSE (Object-Oriented Software Engineering) Jacobson (scénáře Use Case) Modelyvytváříme proto, ženejsmeschopniplněpochopitkomplexnísystémjakocelek. Model je zjednodušení reality. Díkymodelům vizualizujemestávajícínebovytvářenýsystém, specifikujemestrukturunebochovánísystému, získávámezáklad pro konstrukcisystému a dokumentujemerozhodnutí o systému. Vizuální modelování

18. UML Unified Modeling Language • UML poskytuje • pravidla pro pojmenování, rozsahplatnosti, rozsahviditelnosti, omezení, provedenímodelu • různéspecifikace • rozšiřitelnostjakojsou stereotypy, dodanéhodnoty • přestože je nejčastěji spojován s modelováním OO SW díky rozšířením má mnohem širší využití, • je to pouhá notace, syntaxe (standard pro zobrazení a popis modelů), nikoliv metodika modelování. • Součásti UML • Definice notace UML (syntaxe) • Metamodel UML (sémantika) • Jazyk OCL pro popis omezení v modelech • Specifikace převodu do výměnných formátů (CORBA, IDL,XML)