Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων του «Αντικειμενοστρεφής προγραμματισμός»

μ
καμία σύνοψη επεξεργασίας
(πρσθ Ετυμολογία)
μ
 
== Ιστορικό ==
Οι περισσότερες αντικειμενοστραφείςαντικειμενοστρεφείς έννοιες εμφανίστηκαν αρχικά στη [[γλώσσα προγραμματισμού]] [[Simula 67]], η οποία ήταν προσανατολισμένη στην εκτέλεση [[προσομοίωση|προσομοιώσεων]] του πραγματικού κόσμου. Οι ιδέες της Simula 67 επηρέασαν κατά τη δεκαετία του '70 την ανάπτυξη της [[Smalltalk]], της γλώσσας που εισήγαγε τον όρο αντικειμενοστραφήςαντικειμενοστρεφής προγραμματισμός. Η Smalltalk αναπτύχθηκε από τον [[Άλαν Κέι]] της εταιρείας [[Xerox]] στο πλαίσιο μίας εργασίας με στόχο τη δημιουργία ενός χρήσιμου, αλλά και εύχρηστου, [[προσωπικός υπολογιστής|προσωπικού υπολογιστή]]. Όταν η τελική έκδοση της Smalltalk έγινε διαθέσιμη το [[1980]] η έρευνα για την αντικατάσταση του δομημένου προγραμματισμού με ένα πιο σύγχρονο υπόδειγμα ήταν ήδη εν εξελίξει. Στη γλώσσα αυτή όλοι οι τύποι δεδομένων ήταν κλάσεις (δεν υπήρχαν δηλαδή πια παραδοσιακές δομές δεδομένων παρά μόνο αντικείμενα).
 
Την ίδια περίπου εποχή, και επίσης με επιρροές από τη Simula, ολοκληρωνόταν η ανάπτυξη της [[C++]] ως μίας ισχυρής επέκτασης της δημοφιλούς γλώσσας προγραμματισμού [[C (γλώσσα προγραμματισμού)|C]] στην οποία είχαν "μεταμοσχευθεί" αντικειμενοστραφήαντικειμενοστρεφή χαρακτηριστικά. Η επιρροή της C++ καθ' όλη της δεκαετία του '80 ήταν καταλυτική με αποτέλεσμα τη σταδιακή κυκλοφορία αντικειμενοστρεφών εκδόσεων πολλών γνωστών διαδικαστικών γλωσσών προγραμματισμού. Κατά το πρώτο ήμισυ της δεκαετίας του '90 η βαθμιαία καθιέρωση στους μικροϋπολογιστές των γραφικών διασυνδέσεων χρήστη ([[GUI]]), για την ανάπτυξη των οποίων ο ΑΠ φαινόταν ιδιαιτέρως κατάλληλος, και η επίδραση της C++ οδήγησαν στην επικράτηση της αντικειμενοστρέφειας ως βασικού προγραμματιστικού υποδείγματος.
 
Το 1995 η εμφάνιση της [[Java]], μίας ιδιαίτερα επιτυχημένης, πλήρως αντικειμενοστραφούςαντικειμενοστρεφούς γλώσσας που έμοιαζε συντακτικώς με τη C/C++ και προσέφερε πρωτοποριακές για την εποχή δυνατότητες, έδωσε νέα ώθηση στον ΑΠ. Παράλληλα εμφανίστηκαν ποικίλες άτυπες βελτιώσεις στο βασικό προγραμματιστικό υπόδειγμα, όπως οι αντικειμενοστραφείςαντικειμενοστρεφείς [[γλώσσες μοντελοποίησης λογισμικού]], τα [[σχεδιαστικά πρότυπα]] κλπ. Το 2001 η [[Microsoft]] εστίασε την προσοχή της στην πλατφόρμα [[.NET]], μία ανταγωνιστική της Java πλατφόρμα ανάπτυξης και εκτέλεσης λογισμικού η οποία ήταν εξολοκλήρου προσανατολισμένη στην αντικειμενοστρέφεια.
 
== Έννοιες ==
Κεντρική ιδέα στον αντικειμενοστραφήαντικειμενοστρεφή προγραμματισμό είναι η '''κλάση''' (class), μία αυτοτελής και [[αφαίρεση (υπολογιστές)|αφαιρετική]] αναπαράσταση κάποιας κατηγορίας αντικειμένων, είτε φυσικών αντικειμένων του πραγματικού κόσμου είτε νοητών, εννοιολογικών αντικειμένων, σε ένα περιβάλλον προγραμματισμού. Πρακτικώς είναι ένας [[τύπος δεδομένων]], ή αλλιώς το προσχέδιο μίας δομής δεδομένων με δικά της περιεχόμενα, τόσο [[μεταβλητή (υπολογιστές)|μεταβλητές]] όσο και διαδικασίες. Τα περιεχόμενα αυτά δηλώνονται είτε ως ''δημόσια'' (public) είτε ως ''ιδιωτικά'' (private), με τα ιδιωτικά να μην είναι προσπελάσιμα από κώδικα εκτός της κλάσης. Οι διαδικασίες των κλάσεων συνήθως καλούνται ''μέθοδοι'' (methods) και οι μεταβλητές τους ''γνωρίσματα'' (attributes) ή ''πεδία'' (fields). Μία κλάση πρέπει ιδανικά να είναι εννοιολογικά αυτοτελής, να περιέχει δηλαδή μόνο πεδία τα οποία περιγράφουν μία κατηγορία αντικειμένων και δημόσιες μεθόδους οι οποίες επενεργούν σε αυτά όταν καλούνται από το εξωτερικό πρόγραμμα, χωρίς να εξαρτώνται από άλλα δεδομένα ή κώδικα εκτός της κλάσης, και επαναχρησιμοποιήσιμη, να αποτελεί δηλαδή [[μαύρο κουτί]] δυνάμενο να λειτουργήσει χωρίς τροποποιήσεις ως τμήμα διαφορετικών προγραμμάτων.
 
'''Αντικείμενο''' (object) είναι το στιγμιότυπο μίας κλάσης, δηλαδή αυτή καθαυτή η δομή δεδομένων (με αποκλειστικά δεσμευμένο χώρο στη [[κεντρική μνήμη|μνήμη]]) βασισμένη στο «καλούπι» που προσφέρει η κλάση. Παραδείγματος χάρη, σε μία αντικειμενοστραφήαντικειμενοστρεφή γλώσσα προγραμματισμού θα μπορούσαμε να ορίσουμε κάποια κλάση ονόματι BankAccount, η οποία αναπαριστά έναν τραπεζικό λογαριασμό, και να δηλώσουμε ένα αντικείμενο της με όνομα MyAccount. Το αντικείμενο αυτό θα έχει δεσμεύσει χώρο στη μνήμη με βάση τις μεταβλητές και τις μεθόδους που περιγράψαμε όταν δηλώσαμε την κλάση. Έτσι, στο αντικείμενο θα μπορούσε να περιέχεται ένα γνώρισμα Balance (=υπόλοιπο) και μία μέθοδος GetBalance (=επίστρεψε το υπόλοιπο). Ακολούθως θα μπορούσαμε να δημιουργήσουμε ακόμα ένα ή περισσότερα αντικείμενα της ίδιας κλάσης τα οποία θα είναι διαφορετικές δομές δεδομένων (διαφορετικοί τραπεζικοί λογαριασμοί στο παράδειγμα). Τα αντικείμενα μίας κλάσης μπορούν να προσπελάσουν τα ιδιωτικά περιεχόμενα άλλων αντικειμένων της ίδιας κλάσης.
 
'''Ενθυλάκωση δεδομένων''' (data encapsulation) καλείται η ιδιότητα που προσφέρουν οι κλάσεις να «κρύβουν» τα ιδιωτικά δεδομένα τους από το υπόλοιπο πρόγραμμα και να εξασφαλίζουν πως μόνο μέσω των δημόσιων μεθόδων τους θα μπορούν αυτά να προσπελαστούν. Αυτή η τακτική παρουσιάζει μόνο οφέλη καθώς εξαναγκάζει κάθε εξωτερικό πρόγραμμα να φιλτράρει το χειρισμό που επιθυμεί να κάνει στα πεδία μίας κλάσης μέσω των ελέγχων που μπορούν να περιέχονται στις δημόσιες μεθόδους της κλάσης.
'''Υπερφόρτωση μεθόδου''' (method overloading) είναι η κατάσταση κατά την οποία υπάρχουν, στην ίδια ή σε διαφορετικές κλάσεις, μέθοδοι με το ίδιο όνομα και πιθανώς διαφορετικά ορίσματα. Αν πρόκειται για μεθόδους της ίδιας κλάσης διαφοροποιούνται μόνο από τις διαφορές τους στα ορίσματα και στον τύπο επιστροφής.
 
'''Υποσκέλιση μεθόδου''' (method overriding) είναι η κατάσταση κατά την οποία μία θυγατρική κλάση και η γονική της έχουν μία μέθοδο ομώνυμη και με τα ίδια ορίσματα. Χάρη στη δυνατότητα του ''πολυμορφισμού'' ο [[μεταγλωττιστής]] «ξέρει» πότε να καλέσει ποια μέθοδο, βασισμένος στον τύπο του τρέχοντος αντικειμένου. Δηλαδή πολυμορφισμός είναι η δυνατότητα των αντικειμενοστραφώναντικειμενοστρεφών μεταγλωττιστών να αποφασίζουν δυναμικά ποια είναι η κατάλληλη να κληθεί μέθοδος σε συνθήκες υποσκέλισης.
 
'''Αφηρημένη κλάση''' (abstract class) είναι μία κλάση που ορίζεται μόνο για να κληρονομηθεί σε θυγατρικές υποκλάσεις και δεν υπάρχουν δικά της στιγμιότυπα (αντικείμενα). Η αφηρημένη κλάση ορίζει απλώς ένα "συμβόλαιο" το οποίο θα πρέπει να ακολουθούν οι υποκλάσεις της όσον αφορά τις υπογραφές των μεθόδων τους (όπου ως υπογραφή ορίζεται το όνομα, τα ορίσματα και η τιμή επιστροφής μίας διαδικασίας). Μία αφηρημένη κλάση μπορεί να έχει και μη αφηρημένες μεθόδους οι οποίες υλοποιούνται στην ίδια την κλάση (αν και φυσικά μπορούν να υποσκελίζονται σε υποκλάσεις). Αντιθέτως οι αφηρημένες μέθοδοί της είναι απλώς ένας ορισμός της υπογραφής τους και εναπόκειται στις υποκλάσεις να τις υλοποιήσουν. Μία αφηρημένη κλάση που δεν έχει γνωρίσματα και όλες οι μέθοδοί της είναι αφηρημένες και δημόσιες καλείται '''[[διασύνδεση]]''' (interface). Οι κλάσεις που κληρονομούν από μία διασύνδεση λέγεται ότι την "υλοποιούν".
Το πρόγραμμα LogTest είναι ένα μικρό δοκιμαστικό πρόγραμμα το οποίο δέχεται ως όρισμα [[γραμμή εντολών|γραμμής εντολών]] το πού επιθυμεί ο χρήστης να γίνεται η καταγραφή και δημιουργεί ένα στιγμιότυπο της αντίστοιχης κλάσης: της ConsoleLogger ή της FileLogger. Το στιγμιότυπο αυτό δηλώνεται με τον γενικότερο τύπο Logger, τον τύπο δηλαδή της διασύνδεσης που υλοποιούν και οι δύο κλάσεις, αλλά χάρη στον πολυμορφισμό καλείται αυτομάτως η κατάλληλη εκδοχή της μεθόδου log.
 
== Αρχές αντικειμενοστραφούςαντικειμενοστρεφούς σχεδίασης ==
Με το πέρασμα του χρόνου κωδικοποιήθηκαν κάποιες ανεπίσημες αρχές για την ορθή σχεδίαση αντικειμενοστραφώναντικειμενοστρεφών συστημάτων λογισμικού. Οι αρχές αυτές παρουσιάστηκαν κατά καιρούς σε βιβλία και άρθρα ακαδημαϊκών και αναγνωρισμένων [[μηχανική λογισμικού|μηχανικών λογισμικού]]. Οι σπουδαιότερες αρχές είναι οι παρακάτω:
 
* Αρχή ανοιχτότητας-κλειστότητας (open-closed principle), του δημιουργού της γλώσσας προγραμματισμού [[Eiffel (γλώσσα προγραμματισμού)|Eiffel]] [[Μπέρτραντ Μέιερ]]. Η αρχή αυτή δηλώνει πως τα συστατικά ενός προγράμματος πρέπει να είναι "ανοιχτά" ως προς την επέκταση των δυνατοτήτων του συστήματος αλλά "κλειστά" ως προς αλλαγές στην υλοποίηση του. Πρακτικώς αυτό σημαίνει οι διάφορες κλάσεις και τα υπόλοιπα τμήματα λογισμικού να μη χρειάζεται να τροποποιηθούν σε περίπτωση που προστεθεί νέα λειτουργικότητα στο σύστημα (π.χ. μία νέα κλάση) προκειμένου να την αξιοποιήσουν. Βεβαίως είναι αδύνατο να μη χρειάζεται να τροποποιηθεί τίποτα, οπότε αυτό που επιτάσσει στην πραγματικότητα η εν λόγω αρχή είναι η ελαχιστοποίηση και η συγκέντρωση, κατά προτίμηση σε ένα μικρό τμήμα του κώδικα, των γραμμών που θα πρέπει να αλλάξουν. Αυτό συνήθως επιτυγχάνεται μέσω αφαίρεσης (με αφηρημένες κλάσεις ή διασυνδέσεις και πραγματικές κλάσεις που κληρονομούν από αυτές) και με χρήση του πολυμορφισμού. Έτσι, στο παράδειγμα της προηγούμενης ενότητας αν προσθέσουμε και μία τρίτη υλοποίηση της διασύνδεσης Logger, την PrinterLogger η οποία "καταγράφει" σφάλματα αποστέλλοντας τα προς εκτύπωση, o κώδικας του προγράμματος γίνεται:
{{Κύριο|Γλώσσες μοντελοποίησης λογισμικού}}
 
Μετά την ευρεία διάδοση του ΑΠ κατά τη δεκαετία του '90, το αντικειμενοστραφέςαντικειμενοστρεφές μοντέλο σχεδίασης (με κλάσεις, κληρονομικότητα, αντικείμενα και τυποποιημένες αλληλεπιδράσεις μεταξύ τους) επικράτησε ακόμη και για μοντελοποίηση που δεν περιελάμβανε καν προγραμματισμό (π. χ. σχήματα [[βάση δεδομένων|βάσεων δεδομένων]]). Έτσι αναπτύχθηκαν διάφορες πρότυπες '''γλώσσες μοντελοποίησης λογισμικού''' οι οποίες τυποποιούσαν οπτικά σύμβολα και συμπεριφορές με στόχο την αφαιρετική περιγραφή της λειτουργίας και της δομής ενός υπολογιστικού συστήματος. Οι γλώσσες αυτές είχαν εξαρχής έναν εμφανή αντικειμενοστραφήαντικειμενοστρεφή προσανατολισμό. Τελικά οι πιο δημοφιλείς από αυτές ενοποιήθηκαν στο κοινό πρότυπο UML που η πρώτη του έκδοση οριστικοποιήθηκε το [[1997]].
 
Η UML πλέον είναι η πρότυπη γλώσσα μοντελοποίησης στη μηχανική λογισμικού. Χρησιμοποιείται για τη γραφική απεικόνιση, προσδιορισμό, κατασκευή και τεκμηρίωση των στοιχείων ενός συστήματος λογισμικού. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διάφορες φάσεις ανάπτυξης, από την ανάλυση απαιτήσεων ως τον έλεγχο ενός ολοκληρωμένου συστήματος, και αποτελείται από ένα σύνολο προσυμφωνημένων όρων, συμβόλων και διαγραμμάτων.
 
== Δείτε επίσης ==
* [[Αντικειμενοστρεφείς βάσεις δεδομένων|Αντικειμενοστραφείς βάσεις δεδομένων]]
* [[Αντικειμενοστρεφής προγραμματισμός στη C|Αντικειμενοστραφής προγραμματισμός στη C]]
 
== Παραπομπές ==
40

επεξεργασίες