Объектно-ориентированные языки

Объектно-ориентированное программирование (ООП) было изобретено для того, чтобы упростить написание больших и сложных программ, путем деления ее на отдельные части. Программа просто делится на фрагменты, каждый из которых предназначен для решения отдельной задачи. Эти фрагменты называют объектами. Например, весь код для экранного вывода можно выделить в объект с именем screen (экран). Объекты обладают большими возможностями, чем простые функции и переменные, поскольку в них могут содержаться как функции, так и переменные. Наш объект screen может содержать не только все данные, отображаемые на экране, но и функции для работы с ними, например drawstring () (для вывода строк) или drawline() (для рисования линий). Это позволяет изолировать всю работу с экраном от остальной части программы и, тем самым, существенно упростить работу программисту.

Определение

ООП – это метод структурирования программ по объектам и модулям. Каждый модуль содержит все данные и исполняемые команды, необходимые для представления одного класса объектов. Внутри такого модуля существует отчетливое различие между абстрактными свойствами класса, которые экспортируются для использования другими объектами, и реализацией, которая скрыта и может быть изменена без влияния на остальную систему.

Базовыми элементами в ООП являются: объекты, сообщения и классы. Объекты представляют собой многократно используемые программные модули, содержащие связанные данные и процедуры. Элементы структуры объектов – это переменные и методы. В методы входят наборы процедур и функций, определяющих алгоритм функционирования объекта. Объектные переменные могут содержать как простые (традиционные) данные (числа, массивы, текст и т. д.), так и сложные (графика, звуковые образы и т. д.). более того они могут включать другие объекты. Объекты, содержащие данные всех трех перечисленных типов, называются сложными.

Для связи между объектами используются сообщения, состоящие из трех частей: идентификатора объекта – адресата, имени метода (процедуры), который должен выполняться в искомом объекте, и фактических значений формальных параметров. Использование сообщений позволяет вводить четкую систему протоколов для взаимодействия объектов в системе, не акцентируя внимания на их внутренней организации. Это позволяет гибко изменять структурную организацию многомодульных систем, не изменяя общего алгоритма их функционирования.

Идеология построения ООП связана с исследованиями проблем в области искусственного интеллекта (ИИ). Первый объектно-ориентированный язык программирования Simula был создан в 1960-х годах К.Нигаардом и О.-Дж.Далом для моделирования программных систем. Каждая подсистема, входящая в систему и принимающая участие в моделировании, программировалась как объект. Так как возможно существование нескольких экземпляров одной подсистемы, то можно запрограммировать класс для описания каждой подсистемы и выделить память для объектов этого класса.

Исследовательский центр Xerox Palo Alto Research Center популяризировал ООП с помощью языка SmallTalk, разработанного в 1970 году. Именно идеи языка SmallTalk привели к созданию окон, так популярным сегодня.

Пример

SmallTalk – торговая марка корпорации Xerox. Широкому распространению первых объектно-ориентированных языков препятствовал технический аспект реализации: отведение памяти, диспетчеризация операций и контроль соответствия типов осуществлялись динамически (во время выполнения), а не статически (во время компиляции). В результате, программы на этих языках требовали больше памяти и времени на выполнение. Сегодня принято считать, что статический контроль соответствия типов необходим для разработки надежного программного обеспечения.

Языки C++ и Ada95 показали, что можно реализовать полный механизм ООП без указанных недостатков, присущих первым языкам.