PLAN

1. PLAN • Wstęp • Idee programowania obiektowego • Smalltalk (Alan Kay, Xerox, Palo Alto) • dlaczego tak • przykład języka w pełni obiektowego • łatwość obiektowego projektowania i programowania • duża biblioteka gotowych klas • Elementy analizy i projektowania obiektowego • C++ (Bjarne Stroustrup, Bell Laboratories, AT&T) • dlaczego tak • praktycznie i szeroko używany język obiektowy • wada • obiektowość “ginie” w składni i niskopoziomowości języka C • Inne języki obiektowe • Java, Eiffel, Objective C, ...

2. Literatura 1. Peter Coad, Jill Nicola, Programowanie Obiektowe, Prentice Hall 1992 (README 1993) 2. Peter Coad, Edward Yourdon, Analiza Obiektowa, Prentice Hall 1991 (README 1994) 3. Peter Coad, Edward Yourdon, Projektowanie Obiektowe, Prentice Hall 1991 (README 1994) 4. David A. Taylor, Technika obiektowa, Addison - Wesley, 1990 (Helion, 1994) 5. James Martin, James Odell, Podstawy metod obiektowych, Prentice Hall 1994 (WNT 1998) 6. R. Dumnicki, A. Kasprzyk, M.. Kozłowski, Analiza i projektowanie obiektowe, Helion 1998 7.Grady Booch, Object - Oriented Design with Applications, 1991 8. James Rumbaough i in., Object_Oriented Modelling and Design, 1991 9. Ian Graham, Object-Oriented Methods, 1994 10. Adele Goldberg, David Robson, Smalltalk-80, Addison-Wesley, 1989 11. Digitalk, Smalltalk/V for Windows, Digitalk Inc. 1992 12. Wilf LaLonde, John Pugh, Inside Smalltalk, Prentice Hall, 1990

3. 13. Bjarne Stroustrup, Język C++, WNT, 1994 wiele innych książek o C++ 14. Kernighan, Ritchie, Język ANSI C, WNT 1994 15. Lemay, Perkins, Java 1.1, Helion 1998 16. Jan Bielecki, Java po C++, 1996 17. Jan Bielecki, Java od podstaw, 1996 wiele innych książek o Javie 20. Gerald Massini, ..... Object Oriented Languages, Academic Press, 1991

4. HISTORIA Algol-60 Pascal Simula-67 C Loglan Modula 2 Smalltalk Ada C++ inne języki hybrydowe Java Simula-67: lata 60-te Smalltalk: lata 70-te, rozwój w latach 90-tych Loglan: lata 70/80 Ada: początek lat 80 C++: początek lat 80-tych Java: połowa lat 90-tych popularność programowania obiektowego: lata 90

5. PROGRAM • Programowanie modularne: • Program = algorytmy + struktury danych • Programowanie obiektowe: • Program = zbiór obiektów komunikujących się • poprzez komunikaty • modelowanie systemu • jeden model może być użyty do wielu zadań OBIEKT atrybuty: zmienne określające stan obiektu (ukryte) akcje: operacje, jakie obiekt może wykonywać na swoich atrybutach komunikat: polecenie wykonania akcji i zwrócenia wyniku atrybuty akcje k1 k5 k2 k6 k3 k4

6. Pascal • type prostokąt = record • x1, y1, x2, y2 : real • end; • var p, q : prostokąt; • funkction przecina (p, q : prostokąt):boolean; • ...... • begin • ...... • if przecina (p, q ) then ..... Programowanie obiektowe P przecina przecina: Q Q przecina ... P przecina: Q ... Smalltalk ... P -> przecina (Q) C++ ... P.przecina (Q) C++ lub Java Nie wykonujemy operacji na atrybutach obiektów: Każemy obiektom samym wykonywać akcje

7. Stosy • Klasa Stos: • jakaś impementacja stosu • operacje pop, push, topelem, empty S - obiekt klasy Stos pop S := Stos new S push: elem. ... S. pop. ... push : elem

8. Klasy i obiekty • Klasa = wzorzec dla obiektów, typ obiektów • określa atrybuty (nazwy, rodzaj, typy) obiektów • i akcje, jakie są dopuszczalne w obiekcie tej klasy. imię nazwisko adres wypisz swoje dane Człowiek Jan Nowak Warszawa Anna Kwas Toruń Tomasz Wnuk Warszawa wypisz swoje dane Obiekt dowolnej klasy

9. figura wielokąt okrąg czworokąt trójkąt sześciokąt prostokąt równoległobok kwadrat Dziedziczenie Nadklasa Podklasa Generalizacja Specjalizacja Podklasa jest pewną specjalizacja nadklasy " kwadrat jest prostokątem" "prostokąt jest figurą" "okrąg jest figurą" "równoległobok jest wielokątem"

10. Metody obiektowe Modelowanie dziedziny problemu poprzez znalezienie jej najważniejszych komponentów - obiektów, ich własności, zachowania i wzajemnej współpracy. Obiekt Abstrakcja czegoś z dziedziny problemu, odzwierciedlająca zdolności systemu do przechowywania informacji o tym, interakcji z tym czymś; kapsułka z wartościami atrybutów i wyłącznie na nich działającymi operacjami. Obiekt ma tożsamość Klasa Zbiór obiektów , które mają takie same właściwości (atrybuty) i zachowanie (metody). Wzorzec dla obiektów. Typ obiektów. Wykonując model dziedziny problemu (świata rzeczywistego) posługujemy się klasami, jako pojęciem “meta” w stosunku do obiektu. Abstrakcja Uproszczony opis (specyfikacja) obiektu ignorujący te jego aspekty, które nie są ważne z punktu widzenia bieżącego celu. Hermetyzacja Proces ukrywania tych elementów abstrakcji (obiektu), które implementują jego strukturę i zachowanie; hermetyzacja służy do rozdzielenia interfejsu widocznego z zewnątrz od wewnętrznych sekretów realizacji. Dziedziczenie Relacja między klasami mówiąca o tynm, że dana klasa (podklasa) współdzieli strukturę i zachowanie zdefiniowane w jednej lub wielu klasach (nadklasach). Podklasa najczęściej jest specjalizacją swojej nadklasy poprzez doprecyzowanie lub rozszerzenie odziedziczonej sytuktury i zachowania. B jest podklasą A B “jest rodzajem” A

11. Jakość Oprogramowania • Poprawność (correctness) program ma robić dokładnie (i poprawnie) to, co zostało zdefiniowane w specyfikacji • Odporność (robustness) program ma zachowywać się sensownie w każdej (nawet nieprzewidzianej) sytuacji • Modyfikowalność i rozszerzalność program musi być łatwo dostosowywalny do zmian w specyfikacji • Możliwość wielokrotnego użycia elementów projektu i programu (reusability) typowe fragmenty programu muszą dać się łatwo użyć w innych programach lub w tym samym programie • Kompatybilność • Efektywność • Przenaszalność

12. Jak osiągnąć cele jakości oprogramowania? • Modularność, programowanie strulturalne, wielokrotny użytek procedur • Pascal, Modula 2, C • Wielokrotny użytek całych struktur danych, ochrona danych • Modula 2 • Wielokrotny użytek struktutur danych i obiektów, hermetyzacja (encapsulation) poprzez klasy i dziedziczenie • języki obiektowe Użycie metodologii obiektowej (od analizy, poprzez projekt do programu): • przyspiesza proces tworzenia systemu poprzez wielokrotne użycie elementów • ułatwia modyfikowalność i rozszerzalność • pozwala szybko stworzyć prototyp

13. ?? narysuj lista wierzchołków narysuj ile wierzchołków środek ile wierzchołków środek promień narysuj figura • klasa abstrakcyjna - nie • może być obiektów dokładnie • tej klasy wielokąt • nowy atrybut - lista wierzchołków • przedefiniowuje operację narysuj • nowa operacja - • ile wierzchołków kwadrat • dziedziczy listę wierzchołków • dziedziczy operację narysuj • przedefiniowuje ile wierzchołków • nowa operacja - środek okrąg • nowe atrybuty - środek i promień • przedefiniowuje operację narysuj Polimorfizm: możliwość różnych realizacji w różnych klasach operacji tak samo nazwanej wykonywana jest odpowiedznia operacja narysuj, w zależności od klasy obiektu ? narysuj

14. Realizacja polimorfizmu Odbieranie komunikatu Hierarchia dziedziczenia klas klasa A kierunek wyszukiwania metody (operacji) klasa B klasa C klasa D klasa E • Na zmiennej x przechowywany jest obiekt klasy E. • komunikat • x akcja • powoduje wyszukiwanie metody akcja kolejno w klasach E, C, A • i wykonanie pierwszej znalezionej metody (jeśli jej nie ma, • to błąd) • Na zmiennej x jest obiekt klasy Kwadrat: • x narysuj wykonanie metody z klasy Wielokąt • Na zmiennej x jest obiekt klasy Okrąg: • x narysuj wykonanie metody z klasy Okrąg

15. Charakteryzacja programowania obiektowego • Programowanie z obiektami Obiekty jako typy danych, ukrywające swój stan, ale potrafiące wykonywać na nim operacje. • Programowanie przez symulację Programujemy aplikacje używając symulacji lub animacji. Obiekty modelują świat rzeczywisty. To jest styl nazywany programowaniem przez personifikację. • Obliczenia przeprowadzane poprzez przesyłanie komunikatów Działanie obiektu w odpowiedzi na komunikat są określone przez metody. • Użycie polimorfizmu (wirtualizacja) komunikaty są różnie interpretowane, zależnie od odbiorcy. • Dziedziczenie nowe klasy są definiowane jako specjalizacje klas już istniejących. • Używanie bogatej biblioteki klas “wielokrotnego użytku”