Paradigmele Programarii Orientate Pe Obiecte 2013-2014

7/25/2019 Paradigmele Programarii Orientate Pe Obiecte 2013-2014

1/16

Unitatea de nvare 2 PARADIGMELE PROGRAMRII ORIENTATE PE OBIECTE_________________________________________________________________________________________________________________

1 Confereniar universitar dr. Veronica POPESCU

UNITATEA DE NVARE 2

PARADIGMELE PROGRAMRII ORIENTATE PE OBIECTE___________________________________________________________________________

CuprinsObiectivele unitii de nvare 2

2.1. Programarea orientat pe obiecte

Necesitatea programrii orientate pe obiecteConceptele de baz ale programrii orientate pe obiecteStructura unei program n programarea orientat pe obiectentrebri

2.2. Obiectul

Definirea conceptului de obiectCaracteristicile unui obiectExemple de obiectentrebri

2.3. Clasa

Definirea conceptului de clasMembri unei claseTipurile de clasentrebri

2.4. ncapsularea

Definirea conceptului de ncapsulareCalificatori pentru protecia membrilor unei clasentrebri

2.5. Motenirea

Definirea conceptului de motenireConstruirea unei ierarhi de claseProgramarea orientat pe obiecteProgramarea dirijat de evenimententrebri

2.6. Polimorfismul

Definirea conceptului de polimorfismProcedee de implementare a polimorfismului

ntrebri


2/16



2.7. Proiectarea arborelui de motenire al claselor

Definirea conceptului de polimorfismProcedee de implementare a polimorfismuluintrebri

Bibliografie Unitatea de nvare 1


3/16



OBIECTIVELE UNITII DE NVARE 2

nsuirea cunotinelor necesare realizrii de programe n tehnologia

programrii orientate pe obiecte.

Cunoaterea i nsuirea conceptelor de baz ale programrii orientate pe

obiecte: obiect, abstractizare, clas, ncapsulare, motenire, polimorfism i

persisten.

Proiectarea arborelui de motenire al claselor.

2.1. Programarea orientat pe obiecte

Necesitatea programrii orientate pe obiecte

Programarea orientat pe obiecte (OOP Object Oriented Programming) este tehnica cea mai

utilizat ncepnd cu nceputul anilor 90, cnd paradigmele sale principale au fost adoptate i

dezvoltate i de cele mai utilizate limbaje ale perioadei respective: C++, Pascal, Basic, Ada,

Java, etc. Conceptele de baz ale OOP au fost totui dezvoltate nc din anii 60, odat cu

proiectarea limbajului Simula67.

Programarea orientat pe obiect (Programare Orientat Obiectual) este unul din cei mai

importani pai fcui n evoluia limbajelor de programare spre o mai puternic

abstractizare n implementarea programelor. Ea a aprut din necesitatea exprimrii problemei

ntr-un mod mai natural fiinei umane. Astfel unitile care alctuiesc un program se apropie

mai mult de modul nostru de a gndi dect modul de lucru al calculatorului.

Pn la apariia programrii orientate pe obiect programele erau implementate n limbaje de

programareprocedurale (C, Pascal) sau n limbaje care nici mcar nu ofereau o modalitate

de grupare a instruciunilor n uniti logice (funcii, proceduri) cum este cazul limbajului de

asamblare (assembler). Altfel spus, o problem preluat din natur trebuia fragmentat n

repetate rnduri astfel nct s se identifice elementele distincte, implementabile ntr-un

limbaj de programare. O mare problem a programrii proceduraleera separarea datelor de

unitile care prelucrau datele (subrutinele), ceea ce fcea foarte dificil extinderea i

ntreinerea unui program. Astfel s-a pus problema ca aceste dou entiti(date i subrutine)

s fie grupate ntr-un anumit mod, astfel nct subrutinele s "tie" n permanen ce date

prelucreaz i, mai mult dect att, acestea s formeze un modul, adic o unitate care separ

implementarea de interfa, ceea ce implic posibilitatea refolosirii codului.


4/16



Conceptele de baz ale programrii orientate pe obiecte

Conceptele de baz ale programrii orientate obiect sunt:

obiectul;

abstractizarea: Este posibilitatea ca un program s ignore unele aspecte ale

informaiei pe care o manipuleaz, adic posibilitatea de a se concentra asupra

esenialului. Este procesul prin care se identific i se rein numai caracteristicile

eseniale ale realitii modelate. Cel mai des, abstractizarea este ntlnit atunci cnd

obiectele cu aceleai atribute i acelai comportament sunt grupate n tipuri abstracte

numite clase. Clasele sunt reprezentri (modele) abstracte, conceptuale ale unor

entiti;

clasa;

ncapsularea(ascunderea de informaii);

motenirea;

polimorfismul: Este abilitatea de a procesa obiectele n mod diferit, n funcie de tipul

sau de clasa lor. Mai exact, este abilitatea de a redefini metode pentru clasele derivate.

persistena: descrie durata de via a unui obiect n raport cu aplicaia care l-a creat.

Structura unei program n programarea orientat pe obiecteUn program este format dintr-un ansamblu de obiecte ce comunic ntre ele, prin intermediul

mesajelor.

ntrebri

1.Prezentai cteva dintre avantajele programrii orientate pe obiecte.

2.Care sunt conceptele de baz ale programrii orientate pe obiecte?

3.Ce se nelege prin abstractizare?4.Ce se nelege prin persisten?

5.Care este structura unui program n programarea orientat pe obiecte?

2.2. Obiectul

Definirea conceptului de obiect

Obiectul este o entitate cu identitate proprie, caracterizat prin stare i comportament.

Obiectul modeleaz o entitate din lumea real sau imaginar, definit de un set propriu i unicde proprieti. Obiectele reprezint tot ceea ce ne nconjoar: lucruri, fiine, procese,


5/16



fenomene, etc. Obiectele comunic ntre ele prin intermediul mesajelor: obiectul care

transmite mesajul este emitor, iar obiectul care recepioneaz mesajul este receptor.

Trim ntr-o lume de obiecte i evenimente1. Dimineaa apsai soneria ceasului

detepttor, deschidei frigiderul i destupai o sticl de suc de portocale. Ceva mai trziu,

deschidei portiera mainii, nvrtii cheia n contact, pornii motorul i apoi apsai pedala

de acceleraie. Rareori v ntrebai cum funcioneaz ceasul detepttor, cum rcete

frigiderul alimentele sau cum se transform n mod miraculos benzina n cai putere. Nimic

nu vi se pare mai natural sau mai transparent dect relaia dintre obiecte i evenimentele pe

care le generai atunci cnd interacionai cu ele. Un program scris pentru a fi rulat sub o

Interfa Grafic Utilizator (Graphical User Interface - GUI), cum este mediul Microsoft

Windows trebuie s fie la fel de firesc i de natural n utilizare.

Caracteristicile unui obiect

Caracteristicile(proprietile) fundamentaleale obiectului sunt:

identitatea: este dat de un cod unic care asigur diferenierea unui obiect fa de altul

fiind implementat software sub forma unui identificator (ID) de tip read-only (o

adres logic invariant de memorie - pointer), de regul transparent utilizatorului;

starea: este reprezentat de structura obiectului i valorile curente ale elementelor

acestei structuri (de exemplu: valorile proprietilor sau atributelor unui obiect).

Starea obiectelor arat ce tie obiectul despre sine;

comportamentul:este definit de modul n care obiectul reacioneaz la evenimente

cauzate de surse externe i de modul n care interacioneaz cu alte obiecte prin

intermediul mesajelor. Comportamentul ne arat ce face obiectul. Comportamentul

este descris printr-un set de metode (operaii). Metoda exprim modalitatea n care

obiectul trateaz un mesaj. Implementareaunei metodeeste echivalent cu o funcie

sau o procedur din programarea clasic.Starea unui obiect este o caracteristic static a sa, iar comportamentul o caracteristic

dinamic.

1Mark Steven Heyman, Bazele Visual Basic 4 - Editura Teora 1997, pagina 25


6/16



Un obiect se reprezint n memorie astfel:

Exemple de obiecte

S considerm de exemplu obiectul studentGeorgescu Petre, descris prin atributele: CNP:

(1700213100400); Nume (Georgescu); Prenume (Petre); Facultatea (CIG); Anul (2); Grupa

(600). Georgescu Petre are existen i identitate proprii i este distinct de ali studeni.

Comportamentul lui Georgescu Petre este definit prin aciunile/operaiile pe care acesta le

execut n anumite circumstane, descrise de regul prin verbe: a nva, a merge la coal, a

scrie, etc. n mod asemntor, pot fi considerate obiecte i studenii Ionescu, Pavelescu, etc.

ntrebri

1.Definii conceptul de obiect.

2.Care sunt caracteristicile obiectelor ?

3.Ce se nelege prin stare ?

4.Cum se implementeaz o metod?

2.3. Clasa

Definirea conceptului de clas

Clasareprezint un tip de date obinut prin abstractizarea unor obiecte similare. O clas este

schia (modelul) unui obiect. Clasa spune mainii virtuale cum s construiasc un obiect de

tipul respectiv.

Structura (membri) clasei

Din punct de vedere structural, o clas este descris prin:

denumire;


7/16



atribute (date);

metode (operaii).

Atributele i metodelese mai numesc i membri clasei. Atributele vor servi drept depozite

pentru datele concrete deinute de obiectele clasei, iar metodele vor fi partajate de toate

instanele clasei.

Atunci cnd proiectm o clas ne gndim la obiectele care vor fi create din clasa respectiv.

Identificm ce tiu obiectele despre ele nsele i ce vor face. Practic, cnd proiectm o clas,

ne gndim la informaiile (datele) pe care un obiect trebuie s le dein despre el nsui, dar

vom proiecta i metodele care opereaz asupra datelor respective. Astfel:

Membri Clasa 1 Clasa 2 Clasa 3 Conine

Nume

Atribute tie

Metode Face

Membri unei clase pot viza:

clasa n ansamblu; ei nu necesit o instan (atribute i metode de classau statice -

shared \sher\);

fiecare obiect al clasei(atribute i metode de instan).

Orice clas trebuie s implementeze cel puin urmtoarele tipuri de metode:

constructori- asigur crearea i iniializarea obiectelor;

destructori asigur eliminarea obiectelor;

modificatori permit actualizarea strii obiectelor;

selectori permit redarea strii obiectelor.

Tipurile de clase

Pot exista dou tipuri de clase:

clase instaniabile sau concrete: clasele care au instanieri directe (contract, factur,

etc.; triunghi, cerc, etc.; femeie, brbat);


8/16



clase abstracte: clasele care nu pot fi instaniate direct, nu au corespondene concrete

din realitate (obiect; document; form geometric; om);

La nivel intuitiv o ierarhie de clase i instane ale acestora poatet fi reprezentat astfel:

ntrebri

1.Definii conceptul de clas.

2.Care este structura uneiclase?

3.Care metode trebuie s le implementeze orice clas?

4.Ce sunt clasele abstracte i prin ce se caracterizeaz?

2.4. ncapsularea

Definirea conceptului de ncapsularencapsulareareprezint capacitatea obiectelor (claselor) de a conine la un loc att date, ct

i operaii/metode, dintre care numai o parte sunt vizibile din exterior.

ncapsulareaasigur faptul c starea intern a obiectelor nupoate fi cunoscut sau schimb

n mod direct ci doar prin metode i proprieti puse la dispoziie de obiectul respectiv; doar

metodele i proprietile proprii ale obiectului pot accesa starea acestuia i i pot induce un

anumit comportament. Fiecare tip de obiect expune o interfa pentru celelalte obiecte care

specific modul n care acele obiecte pot interaciona cu el.


9/16



Principiul ncapsulrii impune ca toate atributele de instan ale unei clase s fie invizibile

din exteriorul acesteia, accesarea lor fiind posibil numai prin intermediul unei metode

dedicate sau prin proprieti care formeaz interfaa clasei.

Calificatori pentru protecia membrilor unei clase

Pentru asigurarea securitii datelor stocate ntr-un obiect i pentru implementarea

ncapsulrii, membrilor unei claseli se pot aplica urmtorii calificatori de acces:

public: atributul sau metoda sunt accesibili din afara clasei;

protected:atributul sau metoda sunt accesibili numai n cadrul clasei sau al claselor

derivate prin motenire;

friend:atributul sau metoda sunt accesibili numai n cadrul proiectului n care a fost

definit;

private: atributul sau metoda nu sunt accesibili din afara clasei;

protectedfriend:combinaia celor dou;

Avantajele ncapsulrii

Principalele avantaje ale ncapsulrii sunt:

datele nu mai sunt separate de prelucrri;

obiectele apar ca nite cutii negre care ascund detaliile de implementare; se asigur securitatea datelor stocate de un obiect mpotriva modificrilor neautorizate

sau accidentale;

obiectele sunt uor de utilizat prin intermediul interfeei care descrie ce poate realiza o

clas (NU cum).

ntrebri

1.Definii conceptul de ncapsulare.

2.n ce const principiul ncapsulrii?

3.Ce efect are utilizarea calificatorului protectedasupra membrilor unei clase?

4.Ce efect are utilizarea calificatorului friendasupra membrilor unei clase?

5.Care sunt principalele avantajeale ncapsulrii?


10/16



2.5. Motenirea

Definirea conceptului de motenire

Motenirea reprezint procesul prin care atributele i operaiile unei clase (clas de baz,superclas) sunt preluate automat de o alt clas (clas derivat sau subclas). Orice clas

derivat va fi de tipul (is a) clasei de baz. Prin motenire se pot exprima relaii deosebite

ntre clase: clasificri, ierarhizri, generalizri, specializri.

Pai necesari implementrii motenirii

Pentru a eficientizaactivitatea de proiectare a claselor i pentru valorificarearelaiilor dintre

clase se procedeaz astfel:

se analizeaz ce au clasele n comun;

se abstractizeaz caracteristicile comune care se extrag i se pun ntr-o nou clas

(clas de baz);

se leag clasele analizate (clase derivate) la noua clas (clas de baz) printr-o relaie

de motenire.

Dac apar cerine suplimentare se poate proiecta o nou clas (clasa derivat, secundar sau

copil):

care deriv din clasa de baz (sau printe),

care va moteni caracteristicile acesteia,

creia i putem aduga atribute i metode noi, sau putem s rescriem anumite

metode pe care le motenete conform noilor cerine.

De exemplu n domeniul medicinii, dac vom analiza entitile medici, vom identifica ca

atribute comune faptul c lucreazaInSpital iar ca metode comune c trateazaBolnavi. Prin

aprofundarea analizei vom identifica de exemplu, c:

- medicii de familie au ca atribut suplimentar c faceVizitaLaDomiciliu, iar ca

metode suplimentare c daSfaturi;

- chirurgii au prin natura specializrii un mod diferit de tratament i ca atare,

metoda trateazaPacient va trebui rescris. Mai mult putem s introducem o nou

metod faceIncizii.


11/16



n aceste condiii, clasele proiectate se pot reprezenta ca n diagrama urmtoare:

ntrebri

1.Definii conceptul de motenire.

2.Care sunt principalii pai necesari implementrii motenirii?

3.Care este utilitatea motenirii?


12/16



2.6. Polimorfismul

Definirea conceptului de polimorfism

Polimorfismulreprezint capacitatea obiectelor de a se comporta diferit la primirea aceluiaimesaj (adic obiecte diferite conin aceleai operaii, care ns vor executa aciuni diferite

exemple: apeleaz un numr de telefon, schimb viteza la main).

Polimorfismul mrete flexibilitatea utilizrii obiectelor.

Procedee de implementare a polimorfismului

Polimorfismul poate fi asigurat prin:

suprancrcarea unei metode n cadrul aceleai clase. Practic n aceeai clas avem

dou sau mai multe metode cu aceeai denumire dar cu un numr diferit de parametri

(cu semntur diferit);

rescrierea (redefinirea) unei metode motenite n clasele derivate. Practic n clasa

derivat vom avea o metod cu aceeai denumire ca n clasa de baz, dar care execut

prelucrri diferite fa de cea din clasa de baz;

ntrebri

1.Definii conceptul de polimorfism.

2.Cum se implementeaz polimorfismul ?

3.Ce presupune suprancrcarea ?

4.Ce presupune rescrierea ?

2.7. Proiectarea arborelui de motenire al claselor

Etape i raionamente pentru proiectarea unui arbore de motenire

Pentru realizarea unui arbore de motenire corect se procedeaz astfel:

Identificm obiectele cu care trebuie s lucrm;

Cutm obiectele care au atribute i comportamente comune;

Proiectmo clas care reprezint starea i comportamentul pe care l au n comun

toate obiectele identificate;

Identificm alte posibiliti de folosire a abstractizrii, cutnd dou sau mai multe

subclase care ar putea avea un comportament comun;

Completm ierarhia de clase.


13/16



Proiectarea arborelui de motenire pentru un simulator de animale2

Specificaiile de proiectare prevd s se proiecteze un simulator de animale care permite

utilizatorului s plaseze diferite animale ntr-un mediu pentru a vedea ce se ntmpl.

Specificaiile prevd o list cu unele animale care vor aprea n tablou, dar nu toate. tim cfiecare animal va fi reprezentat de un obiect i c obiectul se va mica n mediu, fcnd

lucruri specifice programate pentru tipul respectiv.

n plus, n orice moment, vrem ca ali programatori s poat aduga noi specii de animale n

program.

Aa cum am prezentat mai sus, vom proceda astfel:

(1)Identificmobiectele din list.

- Animalele (obiectele n cazul nostru) din list sunt: leu, hipopotam, tigru,cine, pisic i lup.

(2)Cutm obiectele care au stri i comportamente comune. Cutm rspuns la

ntrebrile:

- Ce au aceste ase tipuri de animale n comun?

- Care este legtura ntre aceste ase tipuri de animale?

(3)Stabilim caracteristicile, abstracte, comune de stare (atributele) i comportament

(metodele) pentru toate animalele.- Practic proiectm clasa abstract (superclasa) Animal cu atributele i

metodele identificate la toate animalele. Avem astfel:

cinci atribute comune:

1. culoare;

2. greutate;

3. for;

4. limiteTeritoriale;

5. poziie

patru metode comune:

6. faceZgomot();

7. mnnc();

8. doarme();

9. seMic().

- la aceast clas vor fi legate cele ase clase pentru fiecare animal din list.

2Prelucrare dup: Kathy SIERRA, Bert BATES Atac la Java, Editura Teora, Bucureti, 2006, pag. 170-175


14/16



(4)Analizmdac o subclas din cele 6 are nevoie de comportamente specifice (cu alte

cuvinte dac pentru anumite subclase trebuie s rescriem anumite metode).

- Practic putem constat de exemplu c leul i hipopotamul mnnc diferit.

De asemenea cinele i pisica fac zgomot n mod diferit. Ca atare decidem

c vom rescrie metodele faceZgomot()i manaca().

(5)Identificmalte posibiliti de folosire a abstractizrii, cutnd dou sau mai multe

subclase care ar putea avea un comportament comun.

- Practic, constatm anumite asemnri de comportament ntre cine i lup i

ntre leu, tigru i pisic. innd seama i de clasificarea pe regnuri, genuri i

familii, vom obine urmtorul arbore de motenire:


15/16



ntrebri

1.Care sunt principalii pai necesari pentru construirea unui arbore de motenire?

2.Cum se proiecteaz superclasa?

3.Cum identificm metodele care se vor rescrie?

4.Ce raionamente folosim pentru a identifica noi posibiliti de abstractizare?

Bibliografie Unitatea de nvare 2

1. A. COZGAREA Programarea calculatoarelor, introducere n VB.NET,

Editura ASE Bucureti, 2008;

2. Gh. POPESCU Programarea calculatoarelor n limbajul Visual Basic, Editura

Gestiunea Bucureti, 2007.

3. Kathy SIERRA, Bert BATES Atac la Java, Editura Teora, 2006


16/16



OBIECTIVELE UNITII DE NVARE 2.............................................................................. 3

2.1. Programarea orientat pe obiecte........................................................................................ 3

2.2. Obiectul ................................................................................................................................. 4

2.3. Clasa ...................................................................................................................................... 6

2.4. ncapsularea .......................................................................................................................... 8

2.5. Motenirea........................................................................................................................... 10

2.6. Polimorfismul ...................................................................................................................... 12

2.7. Proiectarea arborelui de motenire al claselor................................................................... 12

Bibliografie Unitatea de nvare 2........................................................................................... 15

Paradigmele Programarii Orientate Pe Obiecte 2013-2014

Documents

Transcript of Paradigmele Programarii Orientate Pe Obiecte 2013-2014