Принципы объектно-ориентированного программирования

Изучая работу программистов, исследователи заметили, что они в течение определённого времени пишут и отлаживают приблизительно одинаковый по объёму код, независимо от используемого языка программирования. Объём работы приблизительно тот же, но результаты разные. Например, написание 100 строк кода на Си требует столько же затрат, сколько и 100 строк кода на ассемблере, но возможности кода на Си гораздо шире. Поняв это, исследователи начали разрабатывать языки высокого уровня, которые увеличивали бы производительность отдельного программиста, сокращая тем самым сроки и стоимость разработки проектов.

Вначале широкую популярность получили так называемые процедурные языки программирования. В процедурных языках, таких как Си и Pascal, программирование было ориентировано на операции или функции. При этом программисты сосредотачиваются на написание операций. Затем они группируют операции, выполняющие определенные задачи, в функцию. После чего такие функции группируются и образуют программу. Конечно, при таком стиле программирования данные тоже важны, но они существуют в основном для поддержки операций, выполняемых функциями. Требования к новому программному приложению служат программисту для определения набора функций, которые будут работать совместно для реализации всей системы.

Однако, еще в 70-х годах прошлого века среди создателей языков программирования особую популярность стала приобретать другой стиль программирования, ориентированный на использовании концепции не функции, а объекта. Объект представлялся как совокупность кода и данных, созданных для воспроизведения свойств физических предметов или абстрактных понятий. Как элементы программирования такие объекты оказались чрезвычайно эффективными, если они представляют собой прямую абстракцию обычно используемых предметов и в значительной степени скрывают сложность своей реализации от пользователей. Новый стиль программирования получил название объектно-ориентированного программирования (ООП).

При использовании ООП программисты сосредоточены на создании собственных типов, определяемых пользователем. Наиболее известной их разновидностью являются так называемые классы. Каждый класс содержит набор данных и функций для манипулирования этими данными. Данные класса называют переменными экземпляра класса, Таким образом, в ООП упор делается на классы, а не на функции. На основании требований к разрабатываемому приложению программист уже определяет не набор функций, а набор классов, с которого будет начинаться процесс проектирования. Программисты используют эти классы для создания объектов, которые будут работать совместно в рамках создаваемой им системы.

Так постепенно на смену процедурному программированию пришел объектно-ориентированный стиль программирования. Поскольку класс - это тип, который определяет сам пользователь, то это позволяет ему определять новые типы данных так, что их использование ничем не будет отличаться от использования встроенных в язык типов данных (таких, как: int, float, double и другие). При этом, программист может создавать нужные ему типы данных, в значительно большей мере соответствующие понятиям той прикладной области, для которой разрабатывается его программа, чем встроенные типы данных, которые ориентированы только на архитектуру конкретной ЭВМ. Классы обеспечивают скрытие данных, гарантированную инициализацию данных, неявное преобразование типов, динамическое задание типа, контролируемое пользователем управление памятью, механизмы перегрузки операций и многое другое.

Суммируя все сказанное можно утверждать, что объектно-ориентированное программирование (ООП) представляет собой методологию, которая концентрируется больше на связях между объектами, чем на деталях реализации. Такие связи обычно развиваются по принципу деревьев, при этом новые типы объектов образуются из уже существующих. Сокрытие реализации объекта ведёт к тому, что пользователя больше волнует связь с остальными объектами, чем поведение объекта. Данное отличие важно, поскольку оно означает принципиальный отказ от "процедурных" языков (таких как Си, Паскаль или Бэйсик), в которых основу деятельности программиста составляют функции и вызовы функций.