Объектно-ориентированное программирование

Абстракция и декомпозиция

Абстракция в ООП позволяет составить из данных и алгоритмов обработки этих данных объекты, отвлекаясь от несущественных (на некотором уровне) с точки зрения составленной информационной модели деталей. Таким образом, программа подвергается декомпозиции на части "дозированной" сложности. Отдельный объект, даже вместе с совокупностью его связей с другими объектами, человеком воспринимается легче (именно так он привык оперировать в реальном мире), чем что-то неструктурированное и монотонное.

Перед тем как начать написание даже самой простенькой объектно-ориентированной программы, необходимо провести анализ предметной области, для того чтобы выявить в ней классы объектов.

При выделении объектов необходимо абстрагироваться (отвлечься) от большинства присущих им свойств и сконцентрироваться на свойствах, значимых для задачи..

Выделяемые объекты необязательно должны походить на физические объекты - ведь это абстракции, за которыми скрываются процессы, взаимодействия, отношения.

Удачная декомпозиция стоит многого. От нее зависят не только количественные характеристики кода (быстродействие, занимаемая память), но и трудоемкость дальнейшего развития и сопровождения. При отсутствии соответствующего опыта лучше не загадывать будущих путей развития программы, а делать ее как можно проще, под конкретную задачу.

Даже если просто перечислить все существительные, встретившиеся в описании задачи (явно или неявно), получится неплохой список кандидатов в классы.

При процедурном подходе тоже используется декомпозиция, но при объектно-ориентированном подходе производится декомпозиция не самого алгоритма на более мелкие части, а предметной области на классы объектов.

Объекты

До этой лекции объекты Python встречались много раз: ведь каждое число, строка, функция, модуль и т.п. - это объекты. Некоторые встроенные объекты имеют в Python синтаксическую поддержку (для задания литералов). Таковы числа, строки, списки, кортежи и некоторые другие типы.

Теперь следует посмотреть на них в свете только что приведенных определений. Пример:

a = 3
b = 4.0
c = a + b

Здесь происходит следующее. Сначала имя " a " связывается в локальном пространстве имен с объектом-числом 3 (целое число). Затем " b " связывается с объектом-числом 4.0 (число с плавающей точкой). После этого над объектами 3 и 4.0 выполняется операция сложения, и имя " c " связывается с получившимся объектом. Кстати, операциями, в основном, будут называться методы, которые имеют в Python синтаксическую поддержку, в данном случае - инфиксную запись. То же самое можно записать как:

c = a.__add__(b)

Здесь __add__() - метод объекта a, который реализует операцию + между этим объектом и другим объектом.

Узнать набор методов некоторого объекта можно с помощью встроенной функции dir():

>>> dir(a)
['__abs__', '__add__', '__and__', '__class__', '__cmp__', '__coerce__', 
'__delattr__', '__div__', '__divmod__', '__doc__', '__float__', 
'__floordiv__', '__getattribute__', '__getnewargs__', '__hash__', 
'__hex__', '__init__', '__int__', '__invert__', '__long__', 
'__lshift__', '__mod__', '__mul__', '__neg__', '__new__',
'__nonzero__', '__oct__', '__or__', '__pos__', '__pow__', 
'__radd__', '__rand__', '__rdiv__', '__rdivmod__', '__reduce__', 
'__reduce_ex__', '__repr__', '__rfloordiv__', '__rlshift__', 
'__rmod__', '__rmul__', '__ror__', '__rpow__', '__rrshift__', 
'__rshift__', '__rsub__', '__rtruediv__', '__rxor__', 
'__setattr__', '__str__', '__sub__', '__truediv__', '__xor__']

Здесь стоит указать на еще одну особенность Python. Не только инфиксные операции, но и встроенные функции ожидают наличия некоторых методов у объекта. Например, можно записать:

abs(c)

А функция abs() на самом деле использует метод переданного ей объекта:

c.__abs__()

Объекты появляются в результате вызова функций-фабрик или конструкторов классов (об этом ниже), а заканчивают свое существование при удалении последней ссылки на объект. Оператор del удаляет имя (а значит, и одну ссылку на объект) из пространства имен:

a = 1
# ...
del a
# имени a больше нет