для чего используется ооп
Для чего используется ооп
Рассмотрим наиболее известные из технологий:
В технологии ООП взаимоотношения данных и алгоритма имеют более регулярный характер: во-первых, класс (базовое понятие этой технологии) объединяет в себе данные (структурированная переменная) и методы (функции). Во-вторых, схема взаимодействия функций и данных принципиально иная. Метод (функция), вызываемый для одного объекта, как правило, не вызывает другую функцию непосредственно. Для начала он должен иметь доступ к другому объекту (создать, получить указатель, использовать внутренний объект в текущем и т.д.), после чего он уже может вызвать для него один из известных методов. Таким образом, структура программы определяется взаимодействием объектов различных классов между собой. Как правило, имеет место иерархия классов, а технология ООП иначе может быть названа как программирование «от класса к классу».
Принцип модульности распространяется не только на программы, но и на данные: любой набор параметров, характеризующих логический или физический объект, должен быть представлен в программе в виде единой структуры данных (структурированной переменной).
Олицетворением принципа модульности является библиотека стандартных функций. Она, как правило, обеспечивает полный набор параметризованных действий, используя общие структуры данных. Библиотеки представляют собой аналогичные Си-программы, независимо оттранслированные и помещенные в каталог библиотек.
Нисходящее программирование. Нисходящее проектирование программы заключается в том, что разработка идет от общей неформальной формулировки некоторого действия программы на естественном языке, «от общего к частному»: к замене ее одной из трех формальных конструкций языка программирования:
В записи алгоритма это соответствует движению от внешней (объемлющей) конструкции к внутренней (вложенной). Эти конструкции также могут содержать в своих частях неформальное описание действий, то есть нисходящее проектирование по своей природе является пошаговым. Отметим основные свойства такого подхода:
В результате проектирования получается программа, в которой принципиально отсутствует оператор перехода goto, поэтому такая технология называется «программирование без goto «.
Пошаговое программирование. Нисходящее проектирование по своей природе является пошаговым, ибо предполагает каждый раз замену одной словесной формулировки на единственную конструкцию языка. Но в процессе разработки программы могут быть и другие шаги, связанные с детализацией самой словесной формулировки в более подробную.
То, что этот принцип выделен отдельно, говорит о необходимости предотвратить соблазн детализации программы сразу от начала до конца и развивать умение выделять и сосредоточивать внимание на главных, а не второстепенных деталях алгоритма.
Вообще нисходящее пошаговое проектирование программы не дает гарантии получения «правильной» программы, но позволяет возвратиться при обнаружении тупиковой ситуации к одному из верхних шагов детализации.
Понятия объекта, класса объектов. Центральными в ООП являются понятия класса и объекта. Образно говоря, ООП заключается не столько в использовании классов и объектов в программе, сколько в замене принципа программирования «от функции к функции» принципом программирования «от класса к классу».
Технология ООП прежде всего накладывает ограничения на способы представления данных в программе. Любая программа отражает в них состояние физических предметов либо абстрактных понятий (назовем их объектами программирования), для работы с которыми она предназначена. В традиционной технологии варианты представления данных могут быть разными. В худшем случае программист может «равномерно размазать» данные о некотором объекте программирования по всей программе. В противоположность этому все данные об объекте программирования и его связях с другими объектами можно объединить в одну структурированную переменную. В первом приближении ее можно назвать объектом. Кроме того, с объектом связывается набор действий, иначе называемых методами. С точки зрения языка программирования это функции, получающие в качестве обязательного параметра указатель на объект. Технология ООП запрещает работать с объектом иначе, чем через методы, то есть внутренняя структура объекта скрыта от внешнего пользователя. Описание множества однотипных объектов называется классом.
Это определение можно проиллюстрировать средствами классического Си:
В синтаксисе классического Си зафиксирован перечень базовых типов данных и операций над ними. Переменные производных типов данных, в том числе и структуры, могут обрабатываться только с использованием выражений (функций).В Си++ класс обладает синтаксическими свойствами базового типа данных:
Основные понятия объектно-ориентированного программирования:инкапсуляция, наследование и полиморфизм. «Эпизодическое» использование технологии ООП заключается в разработке отдельных, не связанных между собой классов и использовании их как необходимых программисту базовых типов данных, отсутствующих в языке. При этом общая структура программы остается традиционной. («от функции к функции»).
Строгое следование технологии ООП предполагает, что любая функция в программе представляет собой метод для объекта некоторого класса. Это не означает, что нужно вводить в программу какие попало классы ради того, чтобы написать необходимые для работы функции. Наоборот, класс должен формироваться в программе естественным образом, как только в ней возникает необходимость описания новых физических предметов или абстрактных понятий (объектов программирования). С другой стороны, каждый новый шаг в разработке алгоритма также должен представлять собой разработку нового класса на основе уже существующих. В конце концов вся программа в таком виде представляет собой объект некоторого класса с единственным методом run (выполнить). Именно этот переход (а не понятия класса и объекта, как таковые) создает психологический барьер перед программистом, осваивающим технологию ООП.
Третьим по значимости понятием является полиморфизм. Он основывается на возможности включения в данные объекта также и информации о методах их обработки (в виде указателей на функции). Принципиально важно, что такой объект становится «самодостаточным». Будучи доступным в некоторой точке программы, даже при отсутствии полной информации о его типе, он всегда может корректно вызвать свойственные ему методы. Полиморфной называется функция, независимо определенная в каждом из группы производных классов и имеющая в них общее имя. Полиморфная функция обладает тем свойством, что при отсутствии полной информации о том, объект какого из производных классов в данный момент обрабатывается, она тем не менее корректно вызывается в том виде, к каком она была определена для данного конкретного класса. Практический смысл полиморфизма заключается в том, что он позволяет посылать общее сообщение о сборе данных любому классу, причем и родительский класс, и классы-потомки ответят на сообщение соответствующим образом, поскольку производные классы содержат дополнительную информацию. Программист может сделать регулярным процесс обработки несовместимых объектов различных типов при наличии у них такого полиморфного метода.
Полиморфный метод в Си++ называется виртуальной функцией, позволяющей получать ответы на сообщения, адресованные объектам, точный вид которых неизвестен. Такая возможность является результатом позднего связывания. При позднем связывании адреса определяются динамически во время выполнения программы, а не статически во время компиляции, как в традиционных компилируемых языках, в которых применяется раннее связывание. Сам процесс связывания заключается в замене виртуальных функций на адреса памяти.
Виртуальные функции определяются в родительском классе, а в производных классах происходит их доопределение и для них создаются новые реализации. При работе с виртуальными функциями сообщения передаются как указатели, которые указывают на объект вместо прямой передачи объекту. Виртуальные функции используют таблицу для адресной информации, которая инициализируется при выполнения при помощи конструктора.
Классы в C++. Инкапсуляция.
В этом смысле класс является расширением понятия структуры. В простейшем случае класс можно определить с помощью конструкции:
Функции – это методы класса, определяющие операции над объектом.
Данные – это поля объекта, образующие его структуру. Значения полей определяет состояние объекта.
Мы будем называть члены класса компонентами класса, различая компонентные данные и компонентные функции.
Для описания объекта класса (экземпляра класса) используется конструкция
В определяемые объекты входят данные, соответствующие членам-данным класса. Функции-члены класса позволяют обрабатывать данные конкретных объектов класса. Обращаться к данным объекта и вызывать функции для объекта можно двумя способами. Во-первых, с помощью «квалифицированных» имен:
Имя класса может быть опущено
класс «комплексное число»
Второй способ доступа использует указатель на объект
Доступность компонентов класса
Общедоступные ( public ) компоненты доступны в любой части программы. Они могут использовать любой функцией как внутри класса, так и вне его. Доступ извне осуществляется через имя объекта:
Собственные ( private ) компоненты локализованы в классе и не доступны извне. Они могут использоваться функциями-членами данного класса и функциями-«друзьями» того класса, в котором они описаны.
Защищенные ( protected ) компоненты доступны внутри класса и в производных классах. Защищенные компоненты нужны только в случае построения иерархии классов. Они используются также, как и private-члены, но дополнительно могут использоваться функциями-членами и функциями-«друзьями» классов, производных от описанного класса.
Что такое ООП на примерах. Для чайников
Наверное, в половине вакансий(если не больше), требуется знание и понимание ООП. Да, эта методология, однозначно, покорила многих программистов! Обычно понимание ООП приходит с опытом, поскольку годных и доступно изложенных материалов на данный счет практически нет. А если даже и есть, то далеко не факт, что на них наткнутся читатели. Надеюсь, у меня получится объяснить принципы этой замечательной методологии, как говорится, на пальцах.
Итак, уже в начале статьи я уже упомянул такой термин «методология». Применительно к программированию этот термин подразумевает наличие какого-либо набора способов организации кода, методов его написания, придерживаясь которых, программист сможет писать вполне годные программы.
ООП (или объектно-ориентированное программирование) представляет собой способ организации кода программы, когда основными строительными блоками программы являются объекты и классы, а логика работы программы построена на их взаимодействии.
Об объектах и классах
Одним из самых распространенных объектно-ориентированных языков программирования является язык java. Там без использования объектов просто не обойтись. Вот как будет выглядеть код класса, описывающего треугольник на этом языке:
Если мы внутрь класса добавим следующий код:
то программу уже можно будет запускать на выполнение. Это особенность языка java. Если в классе есть такой метод
то этот класс можно выполнять. Разберем код подробнее. Начнем со строки
Здесь мы создаем экземпляр triangle1 класса Triangle и тут же задаем ему параметры сторон и угла между ними. При этом, вызывается специальный метод, называемый конструктор и заполняет поля объекта переданными значениями в конструктор. Ну, а строки
выводят рассчитанные площадь треугольника и его периметр в консоль.
Еще раз, самое важное:
Три волшебных слова
ООП включает три ключевых подхода: наследование, инкапсуляцию и полиморфизм. Для начала, приведу определения из wikipedia:
Инкапсуляция — свойство системы, позволяющее объединить данные и методы, работающие с ними, в классе. Некоторые языки (например, С++) отождествляют инкапсуляцию с сокрытием, но большинство (Smalltalk, Eiffel, OCaml) различают эти понятия.
Наследование — свойство системы, позволяющее описать новый класс на основе уже существующего с частично или полностью заимствующейся функциональностью. Класс, от которого производится наследование, называется базовым, родительским или суперклассом. Новый класс — потомком, наследником, дочерним или производным классом.
Полиморфизм — свойство системы, позволяющее использовать объекты с одинаковым интерфейсом без информации о типе и внутренней структуре объекта.
Итак, точка — это самая малая геометрическая фигура, которая является основой всех прочих построений (фигур). Поэтому именно точка выбрана в качестве базового родительского класса. Напишем класс точки на java:
У получившегося класса Point пустой конструктор, поскольку в данном примере мы работаем без конкретных координат, а оперируем только параметрами значениями сторон. Так как у точки нет никаких сторон, то и передавать ей никаких параметров не надо. Также заметим, что класс имеет методы Point::getSquare() и Point::getPerimeter() для расчета площади и периметра, оба возвращают 0. Для точки оно и логично.
Теперь, подобно классу отрезка, опишем класс треугольника(который также наследуется от класса точки):
Тут нет ничего нового. Также, методы Triangle::getSquare() и Triangle::getPerimeter() переопределяют соответствующие методы базового класса.
Ну а теперь, собственно, тот самый код, который показывает волшебство полиморифзма и раскрывает мощь ООП:
Для чего придумали объектно-ориентированное программирование
Объектно-ориентированное программирование стало неотъемлемой частью разработки программного обеспечения. Благодаря языкам программирования, использующим основные идеи и принципы концепции ООП, можно разрабатывать программы для любой платформы, в том числе приложения для мобильных устройств.
Если в традиционном функциональном программировании, элементы кода рассматриваются как точные математические функции, предотвращающие воздействие на другие элементы и исключающие побочные эффекты, то объектно-ориентированное программирование представляет собой совершенной иной подход к решению тех же задач. При использовании ООП разработка программы начинается не с написания функций, а с создания классов, в которых хранятся данные и переменные. Объекты становятся автономными экземплярами этих классов, и за счет разнообразия вариантов их взаимодействия возможности использования программы становятся практически неограниченными.
История развития
Основа ООП была заложена в начале 1960-х годов. Прорыв в использовании экземпляров и объектов был достигнут в MIT с PDP-1, и первым языком программирования для работы с объектами стал Simula 67. Он был разработан Кристен Найгаард и Оле-Джохан Даль в Норвегии с целью создания симуляторов. Они работали над симуляциями взрыва кораблей и поняли, что могут сгруппировать корабли в различные категории. Каждому типу судна было решено присвоить свой собственный класс, который должен содержать в себе набор уникальных характеристик и данных. Таким образом, Simula не только ввела понятие класса, но и представила рабочую модель.
Термин «объектно-ориентированное программирование» был впервые использован Xerox PARC в языке программирования Smalltalk. Понятие ООП использовалось для обозначения процесса использования объектов в качестве основы для расчетов. Команда разработчиков была вдохновлена проектом Simula 67, но они спроектировали свой язык так, чтобы он был динамичным. В Smalltalk объекты могут быть изменены, созданы или удалены, что отличает его от статических систем, которые обычно используются. Этот язык программирования также был первым, использовавшим концепцию наследования. Именно эта особенность позволила Smalltalk превзойти как Simula 67, так и аналоговые системы программирования.
Simula 67 стала новаторской системой, которая впоследствии стала основой для создания большого количества других языков программирования, в том числе Pascal и Lisp. В 1980-х годах объектно-ориентированное программирование приобрело огромную популярность, и основным фактором в этом стало появление языка С++. Концепция ООП также имела важное значение для разработки графических пользовательских интерфейсов. В качестве одного из самых ярких примеров можно привести структуру Cocoa, существующую в Mac OS X.
Принципы
Основная идея ООП заключается в том, что вместо написания программы, вы создаете класс, представляющий собой своего рода шаблон, содержащий переменные и функции. Объекты являются автономными экземплярами этого класса, и вы можете заставить их взаимодействовать между собой как угодно.
В основе концепции объектно-ориентированного программирования лежат несколько базовых принципов:
Ключевые преимущества
Основным достоинством ООП является то, что данная концепция позволяет значительно ускорить разработку новых программ и приложений, разделив общий объем работы между несколькими независимыми программистами или группами сотрудников. Код строится таким образом, что его отдельные логические блоки работают изолированно друг от друга и не могут помешать выполнению других функций.
Среди прочих аргументов в пользу использования объектно-ориентированного программирования можно выделить такие:
Объектно-ориентированные языки программирования поставляются с богатыми библиотеками объектов, а код, разработанный в ходе реализации проекта, также может быть повторно использован в будущем при создании других программ. Используя готовые библиотеки, вы можете еще больше ускорить процесс разработки, адаптируя и модифицируя для своих проектов уже существующие рабочие решения. Это особенно полезно при разработке графических интерфейсов пользователя. Поскольку объектные библиотеки содержат много полезных функций, разработчикам программного обеспечения не нужно “изобретать велосипед” так часто, что дает возможность максимально сосредоточиться на создании новой программы.
Просто о сложном: что такое объектно-ориентированное программирование (ООП)?
Объектно-ориентированное программирование — это шаблон проектирования ПО, позволяющий решать задачи разработчика с точки зрения взаимодействия объектов. При этом большая часть объектно-ориентированных языков, например, Ruby, Python, Java, C++ наследуют на основе классов. Если говорить о JavaScript, то в нём ООП реализуется через прототипное наследование.
Наиболее удачное и популярное определение ООП звучит следующим образом — это методология программирования, которая основана на представлении программы в виде совокупности ряда объектов, причём каждый из этих объектов — это экземпляр определённого класса.
На сегодняшний день ООП — наиболее распространённый метод разработки ПО. Но использование этого метода предполагает понимание ряда принципов. О них и поговорим.
Сущность, определения и принципы ООП
Для освоения этих методов разработки вы должны знать четыре главные особенности. Вместе они образуют сущность данного программирования. А понимание сущности ООП, как известно, не что иное, как ключ к становлению профессионального и успешного разработчика. Давайте рассмотрим эти определения подробнее.
Наследование
Это механизм, позволяющий описать новый класс на основании родительского (существующего). Причём функциональность и свойства родительского класса заимствуются новым.
Иными словами, когда вы применяете наследование в программировании, отпадает необходимость реализовывать общий базовый функционал прочих классов, так как вполне достаточно применить наследование, благодаря которому ваш класс сразу будет обладать нужными родительскими знаниями.
При этом сам механизм довольно гибок, поэтому недостающую в потомках функциональность всегда можно дописать отдельно.
Абстракция
Тут всё предельно просто. При абстракции выделяются главные и наиболее значимые характеристики предмета, одновременно с этим отбрасываются второстепенные и незначительные.
Простой пример: представьте, что мы создаём картотеку сотрудников компании. Естественно, мы вносим их основные характеристики: дату рождения, ИНН, ФИО, номер социального страхования. Разумеется, нас не интересуют ни рост, ни цвет глаз, ни длина волос. То есть мы абстрагируемся от ненужной информации.
А что если нужно создать картотеку модельного агентства? Согласитесь, что здесь ситуация кардинально меняется и вряд ли нам понадобится индивидуальный номер налогоплательщика, а вот данные о внешности будут очень кстати.
Инкапсуляция
Этот термин для объектно-ориентированного программирования означает ограничение доступа к каким-либо данным, то есть ограничивается возможность изменения этих самых данных. Проще говоря, есть «капсула», в которую мы «прячем» важные параметры, когда не хотим, чтобы кто-либо их менял.
Поясним термин на примере вашего имени. Его знают друзья, коллеги, родственники. Но они не могут изменить ваше имя, т. к., согласно методу ООП, у них нет к этому доступа. Всё потому, что изменения «инкапсулированы» в паспортном столе и только вы сами можете что-либо подправить. Пример инкапсуляции в объектно-ориентированном программировании — модификаторы доступа, геттеры-сеттеры и т. д.
Полиморфизм
Полиморфизм позволяет работать с несколькими типами таким образом, как будто это один и тот же тип. И поведение объектов в данном случае будет разным и зависит от того, к какому типу они принадлежат. В общем, полиморфизм указывает, какую версию метода текущего объекта необходимо запустить. Также полиморфизмом называют способность функции обрабатывать данные разных типов. Пример — автомат на вокзале, принимающий для оплаты как наличные, так и банковские карты.
Причины появления объектно-ориентированного программирования
Некоторые задаются вопросом, а почему вообще возник метод ООП? Вроде бы и работающие инструменты у программистов были, и процедурные языки, и методов реализации хватало.
Тем не менее пришло время, когда без ООП стало невозможно быстро и качественно решать поставленные задачи. Во многом это связано с усложнением этих самых задач. Усложнились типы данных, возникла необходимость делить задачу на части. В итоге программы стали представлять собой древа с кучей ветвлений и вариантов работы. Реализовать всё это, используя лишь процедурное программирование, стало весьма сложным и малореалистичным.
Что такое ООП и с чем его едят?
Из своего опыта могу сказать, что всегда считал что понимал ООП, что же тут такого то — полиморфизм, инкапсуляция и наследование, но вот когда дошло до дела, то туговато пришлось. Хочу разложить всё по полочкам чтобы никто не наступил на мои грабли в будущем 🙂
Шаг 1.
Немного теории:
Объектно-ориентированное программирование (в дальнейшем ООП) — парадигма программирования, в которой основными концепциями являются понятия объектов и классов.
В центре ООП находится понятие объекта.
Объект — это сущность, экземпляр класса, которой можно посылать сообщения и которая может на них реагировать, используя свои данные. Данные объекта скрыты от остальной программы. Сокрытие данных называется инкапсуляцией.
Наличие инкапсуляции достаточно для объектности языка программирования, но ещё не означает его объектной ориентированности — для этого требуется наличие наследования.
Но даже наличие инкапсуляции и наследования не делает язык программирования в полной мере объектным с точки зрения ООП. Основные преимущества ООП проявляются только в том случае, когда в языке программирования реализован полиморфизм, то есть возможность объектов с одинаковой спецификацией иметь различную реализацию.
Хочу выделить что очень часто натыкаюсь на мнение, что в ООП стоит выделять еще одну немаловажную характеристику — абстракцию. Официально её не вносили в обязательные черты ООП, но списывать ее со счетов не стоит.
Абстрагирование — это способ выделить набор значимых характеристик объекта, исключая из рассмотрения не значимые Соответственно, абстракция — это набор всех таких характеристик.
Инкапсуляция — это свойство системы, позволяющее объединить данные и методы, работающие с ними в классе, и скрыть детали реализации от пользователя.
Наследование — это свойство системы, позволяющее описать новый класс на основе уже существующего с частично или полностью заимствующейся функциональностью. Класс, от которого производится наследование, называется базовым, родительским или суперклассом. Новый класс — потомком, наследником или производным классом
Полиморфизм — это свойство системы использовать объекты с одинаковым интерфейсом без информации о типе и внутренней структуре объекта.
Шаг 2.
Инкапсуляция.
Инкапсуляция позволит скрыть детали реализации, и открыть только то что необходимо в последующем использовании. Другими словами инкапсуляция – это механизм контроля доступа.
Зачем же это нужно?
Думаю, вам бы не хотелось, чтобы кто-то, что-то изменял в написанной вами библиотеки.
И если это опытный программист, то это простить еще можно, но все равно не приятно, а вот если это начинающий или не осторожный который с легкой руки задумает изменить код, да ещё не в ту степь, нам ведь такого не хочется! Чтобы обезопасить себя от таких поступков, существует инкапсуляция.
Цель инкапсуляции – уйти от зависимости внешнего интерфейса класса (то, что могут использовать другие классы) от реализации. Чтобы малейшее изменение в классе не влекло за собой изменение внешнего поведения класса. Давайте рассмотрим, как ею пользоваться.
Существует 4 вида модификаторов доступа: public, protected, private и default.
Public – уровень предполагает доступ к компоненту с этим модификатором из экземпляра любого класса и любого пакета.
Protected – уровень предполагает доступ к компоненту с этим модификатором из экземпляров родного класса и классов-потомков, независимо от того, в каком пакете они находятся.
Default – уровень предполагает доступ к компоненту с этим модификатором из экземпляров любых классов, находящихся в одном пакете с этим классом.
Private – уровень предполагает доступ к компоненту с этим модификатором только из этого класса.
public String name; — имя, которое доступное из любого места в приложении.
protected String surname; — фамилия доступна из родного класса и потомков.
private int age; — возраст доступен только в рамках класса Human.
int birthdayYear; — хоть не указывается явный модификатор доступа, система понимает его как default, год рождения будет доступен всему пакету, в котором находится класс Human.
Для разных структурных элементов класса предусмотрена возможность применять только определенные уровни модификаторов доступа.
Для класса — только public и default.
Для атрибутов класса — все 4 вида.
Для конструкторов — все 4 вида.
Для методов — все 4 вида.
Шаг 3.
Наслед ование.
Наследование — это процесс, посредством которого один объект может приобретать свойства другого. Точнее, объект может наследовать основные свойства другого объекта и добавлять к ним черты, характерные только для него.
Наследование является важным, поскольку оно позволяет поддерживать концепцию иерархии классов (hierarchical classification). Применение иерархии классов делает управляемыми большие потоки информации.
Разберем этот механизм на классическом примере: Геометрические фигуры.
У нас есть интерфейс Figure:
Интерфейс (более детально будут рассмотрены в скором будущем) — нам говорит, как должен выглядеть класс, какие методы в себе содержать, какими переменными и типами данных манипулировать. Сам интерфейс не реализует методы, а создает как бы скелет для класса, который будет расширять этот интерфейс. Есть класс Figure, который расширяет интерфейс Figure:
В этом классе мы реализуем все методы интерфейса Figure.
public class Figure implements devcolibri.com.oop.inheritance.interfaces.Figure — с помощью ключевого слова implements мы перенимаем методы интерфейса Figure для реализации.
Важно: в классе должны быть все методы интерфейса, даже если некоторые еще не реализованы, в противном случае компилятор будет выдавать ошибку и просить подключить все методы. Тело методов можно изменить только в интерфейсе, здесь только реализация.
@ Override — аннотация которая говорит что метод переопределен.
И соответственно у нас есть 3 класса самих фигур, которые наследуются от класса Figure. Класс Figure является родительским классом или классом-родителем, а классы Circle, Rectungle и Triangle — являются дочерними.
public class Triangle extends devcolibri.com.oop.inheritance.Figure — это значит, что класс Triangle наследует класс Figure.
super.setColor(colour); — super модификатор, позволяющий вызывать методы из класса родителя.
Теперь каждый класс перенял свойства класса Figure. Что собственно это нам дало?
Значительно уменьшило время разработки классов самих фигур, дало доступ к полям и методам родительского класса.
Наверное возник вопрос: чем же extends отличается от implements?
Extends дает нам намного гибче подход. Мы используем только те методы, что нам нужны, в любой момент мы можем изменить каркас и тело метода, или добавить совсем новый метод, который возможно будет использовать информацию от класса родителя, а implements все лишь формирует тело класса.
В дочерних классах мы можем спокойно добавлять новые интересующие нас методы. Например, мы хотим добавить в класс Triangle 2-а новых метода: flimHorizontal () и flipVertical ():
Теперь эти 2-а метода принадлежат сугубо классу Triangle. Этот подход используется когда базовый класс не может решить всех проблем.
Или можно использовать другой подход, изменить или переписать методы в дочерним классе:
Довольно интересный факт: в java запрещено множественное наследование, но любой из классов по умолчанию наследуется то класса Object. То есть при наследовании любого класса у нас получается множественное наследование)
Но не стоит забивать этим голову!
Шаг 4.
Полиморфизм.
В более общем смысле, концепцией полиморфизма является идея “один интерфейс, множество методов“.
Это означает, что можно создать общий интерфейс для группы близких по смыслу действий. Преимуществом полиморфизма является то, что он помогает снижать сложность программ, разрешая использование того же интерфейса для задания единого класса действий. Выбор же конкретного действия, в зависимости от ситуации, возлагается на компилятор.
Вам, как программисту, не нужно делать этот выбор самому. Нужно только помнить и использовать общий интерфейс.
Прежде всего, нужно сказать, что такое объявление корректно.
Наследники могут объявлять поля с любыми именами, даже совпадающими с родительскими. Объекты класса Child будут содержать сразу две переменных, а поскольку они могут отличаться не только значением, но и типом (ведь это два независимых поля), именно компилятор будет определять, какое из значений использовать.
Компилятор может опираться только на тип ссылки, с помощью которой происходит обращение к полю:
Обе ссылки указывают на один и тот же объект, но тип у них разный. Отсюда и результат. Объявление поля в классе-наследнике «скрыло» родительское поле.
Данное объявление так и называется – «скрывающим». Родительское поле продолжает существовать.
К нему можно обратиться явно:
Переменные b и c получат значения, родительского поля a. Хотя выражение с super более простое, оно не позволит обратиться на два уровня вверх по дереву наследования.
А ведь вполне возможно, что в родительском классе это поле также было скрывающим и в родителе родителя храниться ещё одно значение.
К нему можно обратиться явным приведением, как это делается для b.
Метод вызывается с помощью ссылки типа Child, но метод определен в классеParent и компилятор расценивает обращение к полю x в этом методе именно как к полю класса Parent. Результатом будет 0.
Рассмотрим случай переопределения методов:
Родительский метод полностью перекрыт.
В этом ключевая особенность полиморфизма – наследники могут изменить родительское поведение, даже если обращение к ним производиться по ссылке родительского типа.
Хотя старый метод снаружи недоступен, внутри класса-наследника к нему можно обратиться с помощью super.
Статические методы, подобно статическим полям принадлежат классу и появление наследников на них не сказывается. Статические методы не могут перекрывать обычные методы и наоборот.
Шаг 5.
Абстракция:
Как говорилось в начале статьи, нельзя игнорировать абстракцию, а значит и абстрактные классы и методы.
В контексте ООП абстракция — это обобщение данных и поведения для типа, находящегося выше текущего класса по иерархии.
Перемещая переменные или методы из подкласса в супер класс, вы обобщаете их. Это общие понятия, и они применимы в языке Java. Но язык добавляет также понятия абстрактных классов и абстрактных методов.
Абстрактный класс является классом, для которого нельзя создать экземпляр.
Например, вы можете создать класс Animal (животное). Нет смысла создавать экземпляр этого класса: на практике вам нужно будет создавать экземпляры конкретных классов, например, Dog (собака). Но все классы Animal имеют некоторые общие вещи, например, способность издавать звуки. То, что Animal может издавать звуки, еще ни о чем не говорит.
Издаваемый звук зависит от вида животного.
Как это смоделировать?
Определить общее поведение в абстрактном классе и заставить подклассы реализовывать конкретное поведение, зависящее от их типа.
В иерархии могут одновременно находиться как абстрактные, так и конкретные классы.
Использование абстракции:
Наш класс Person содержит некоторый метод поведения, и мы пока не знаем, что он нам необходим. Удалим его и заставим подклассы реализовывать это поведение полиморфным способом. Мы можем сделать это, определив методы Person как абстрактные. Тогда наши подклассы должны будут реализовывать эти методы.
Что мы сделали в приведенном выше коде?
Объявляя метод абстрактным, вы требуете от подклассов либо реализации этого метода, либо указания метода в этих подклассах абстрактным и передачи ответственности по реализации метода к следующим подклассам. Можно реализовать некоторые методы в абстрактном классе и заставить подклассы реализовывать остальные. Это зависит от вас. Просто объявите методы, которые не хотите реализовывать, как абстрактные и не предоставляйте тело метода. Если подкласс не реализует абстрактный метод супер класса, компилятор выдаст ошибку.