Основные понятия объектно ориентированного программирования java

Как работают принципы ООП в Java: примеры

Принципы и понятия объектно-ориентированного программирования (ООП, или OOPS, Object-Oriented Programming Concepts) очень важны. Не разбираясь в понятиях ООП, вы не сможете проектировать системы в модели объектно-ориентированного программирования.

Модель объектно-ориентированного программирования

Модель объектно-ориентированного программирования построена вокруг понятия объекта. Объект – это экземпляр класса. Он содержит свойства и функции. По сути они похожи на объекты реального мира: как, например, машина, дом, ноутбук и т. д. У них есть свои свойства и определенные методы для выполнения действий. Что такое класс? Класс определяет схему объектов. Он определяет свойства и функции объектов. К примеру, книга — это класс, а конкретно ваша книга — его экземпляр.

Принципы ООП

Основными принципами ООП являются:

1. Абстракция
2. Инкапсуляция
3. Полиморфизм
4. Наследование
5. Ассоциация и агрегация
6. Композиция

Теперь по порядку рассмотрим эти понятия объектно-ориентированного программирования. Чтобы вы лучше поняли, как реализовать концепции ООП, мы будем использовать фрагменты кода на языке программирования Java.

Абстракция

Абстракция — это скрытие внутренних деталей и описание вещей простыми терминами. Возьмем, к примеру, метод, который складывает два целых числа . Внутренняя обработка метода скрыта от внешнего мира. Достичь абстракци в ООП можно несколькими способами, например, через инкапсуляцию и наследование. Отличным примером абстракции является программа на Java: язык программирования сам заботится о преобразовании простых операторов в машинный язык и скрывает детали внутренней реализации от внешнего мира.

Инкапсуляция

Инкапсуляция — это метод, используемый для реализации абстракции в ООП. Она ограничивает доступ к членам и методам класса. Для инкапсуляции в ООП применяются ключи модификаторов доступа. Например, в языке java инкапсуляция достигается с помощью ключевых слов private, protected и public.

Полиморфизм

Полиморфизм указывает, что в разных ситуациях объект ведет себя по-разному. Существует два типа полиморфизма – полиморфизм во время компиляции и во время выполнения. Полиморфизм во время компиляции достигается перегрузкой метода.

Для примера рассмотрим такой класс:

public class Circle public void draw() System.out.println("Drwaing circle with default color Black and diameter 1 cm."); > public void draw(int diameter) System.out.println("Drwaing circle with default color Black and diameter"+diameter+" cm."); > public void draw(int diameter, String color) System.out.println("Drwaing circle with color"+color+" and diameter"+diameter+" cm."); > >

Все методы draw, которые встречаются в этом коде, ведут себя по-разному. Это пример перегрузки метода, потому что имена методов одинаковы, а аргументы разные. Поскольку компилятор сможет определить метод вызова во время компиляции, данный метод называется полиморфизмом во время компиляции. Полиморфизм во времени выполнения реализуется, когда между объектами есть отношения наследования «IS-A». Также этот подход называется переопределением метода, поскольку подкласс должен переопределить метод суперкласса. Фактический класс определяется во время выполнения с точки зрения суперкласса. Компилятор не может решать, какой метод класса будет вызван. Это решение принимается во время выполнения, отсюда и название – «полиморфизм во время выполнения» или «динамическая диспетчеризация методов».

package com.journaldev.test; public interface Shape public void draw(); > package com.journaldev.test; public class Circle implements Shape @Override public void draw() System.out.println("Drwaing circle"); > > package com.journaldev.test; public class Square implements Shape @Override public void draw() System.out.println("Drawing Square"); > >

Тут Shape — это суперкласс, у которого есть два подкласса, Circle и Square. Ниже приведен пример полиморфизма во время выполнения.

Shape sh = new Circle(); sh.draw(); Shape sh1 = getShape(); //some third party logic to determine shape sh1.draw();

В этих примерах компилятор Java не знает фактического класса реализации Shape, который будет использоваться во время выполнения.

Наследование

Наследование — это понятие объектно-ориентированного программирования, которое указывает, что один объект основан на другом объекте, вытекает из него. Проще говоря, наследование — это механизм повторного использования кода. Наследуемый объект называется суперклассом, а объект, который наследует суперкласс, называется подклассом. В java для реализации наследования используется ключевое слово extends. Давайте посмотрим на следующий пример наследования в java.

package com.journaldev.java.examples1; class SuperClassA public void foo() System.out.println("SuperClassA"); > > class SubClassB extends SuperClassA public void bar() System.out.println("SubClassB"); > > public class Test public static void main(String args[]) SubClassB a = new SubClassB(); a.foo(); a.bar(); > >

Ассоциация

Такое поняте ООП, как ассоциация, определяет связи между объектами, а также разнообразие самих объектов. Предположим, что у нас есть объекты “Учитель” и “Ученик”: множество учеников может общаться с одним учителем, и, конечно, один ученик также может общаться с несколькими учителями.

Агрегация

Агрегация – это особый тип ассоциации. Это понятие подразумевает, что все объекты имеют свой собственный жизненный цикл, но со взаимосвязью «HAS-A» – то есть один дочерний объект может принадлежать одному родительскому . Каждый раз, когда вы встречаете взаимосвязь «HAS-A» между объектами, знайте – это называется агрегацией.

Композиция

Композиция – специальная “ограничительная” форма агрегации. В композиции содержащийся в отношении «HAS-A» объект не может существовать сам по себе. Представим, например, комнату, которая находится в доме . Одна комната не может быть частью двух разных домов. Конечно, если вы удалите дом, комната тоже будет удалена.

Больше примеров кода вы найдете в нашем репозитории GitHub .

Источник

Lesson: Object-Oriented Programming Concepts

If you’ve never used an object-oriented programming language before, you’ll need to learn a few basic concepts before you can begin writing any code. This lesson will introduce you to objects, classes, inheritance, interfaces, and packages. Each discussion focuses on how these concepts relate to the real world, while simultaneously providing an introduction to the syntax of the Java programming language.

What Is an Object?

An object is a software bundle of related state and behavior. Software objects are often used to model the real-world objects that you find in everyday life. This lesson explains how state and behavior are represented within an object, introduces the concept of data encapsulation, and explains the benefits of designing your software in this manner.

What Is a Class?

A class is a blueprint or prototype from which objects are created. This section defines a class that models the state and behavior of a real-world object. It intentionally focuses on the basics, showing how even a simple class can cleanly model state and behavior.

What Is Inheritance?

Inheritance provides a powerful and natural mechanism for organizing and structuring your software. This section explains how classes inherit state and behavior from their superclasses, and explains how to derive one class from another using the simple syntax provided by the Java programming language.

What Is an Interface?

An interface is a contract between a class and the outside world. When a class implements an interface, it promises to provide the behavior published by that interface. This section defines a simple interface and explains the necessary changes for any class that implements it.

What Is a Package?

A package is a namespace for organizing classes and interfaces in a logical manner. Placing your code into packages makes large software projects easier to manage. This section explains why this is useful, and introduces you to the Application Programming Interface (API) provided by the Java platform.

Questions and Exercises: Object-Oriented Programming Concepts

Use the questions and exercises presented in this section to test your understanding of objects, classes, inheritance, interfaces, and packages.

Источник