Objektno orijentirano programiranje

1. Objektno orijentirano programiranje

2. Sadržaj: • Motivacija za prelazak na paradigmu objektno orijentiranog programiranja • Karakteristike objektno orijentiranog programiranja

3. Literatura i korisne hiperveze • Graham, I., (1994), Object Oriented Methods, Addison-Wesley Publishing Company Inc., London • Object oriented programming tutorial http://www.quiver.freeserve.co.uk/OOP1.htm • Object-Oriented Modeling, http://www.ifs.uni-linz.ac.at/ifs/useful/oomod/oomod.html

4. Motivacija za promjenu paradigme: • Kriza industrije programske podrške računalnih sustava • Potreba za bržim razvojem kvalitetne programske podrške • Preveliko “preklapanje” pri radu programera

5. Rješenje: • Strukturiranje programske podrške u procesu izrade na način koji bi omogućio ponovno korištenje te programske podrške. Omogućavanje nadogradivosti izgrađene programske podrške.

6. Prvi koraci • Kasne sedamdesete godine prošlog stoljeća: Adele Goldberg i Alan Kay predstavili objektno orijentirani programski jezik Smalltalk • Uspjeh? Pretežno samo na akademskoj razini. Industrija pokušava nadograditi postojeće programske jezike.

7. Kako su se nadograđivali postojeći programski jezici? • Dodavanjem biblioteka potprograma • Problemi? Nije se izgubila potreba za intervencijom unutar programskog koda potprograma unutar biblioteka! • Programi pisani jednim programskim jezikom nisu mogli koristiti potprograme iz biblioteke nekog drugog programskog jezika.

8. Prvo “pravo” rješenje! • Temeljita nadogradnja programskog jezika C. Izrađen je objektno orijentirani programski jezik C++. To je prvi objektno orijentirani programski jezik široko prihvaćen od industrije.

9. Osnovne karakteristike objektno orijentiranog programiranja • Ponovno korištenje elemenata programske podrške (eng. Reusability) • Nadogradivost elemenata programske podrške (eng. Extensibility) Kako to postići: grupirati elemente programske podrške unutar klasa. Standardizirati uporabu klasa u različitim okruženjima. Omogućiti nadogradnju klasa.

10. Osnovni pojmovi • Objekt – element programa karakteriziran svojim svojstvima i metodama. • Klasa – predložak po kojem se izgrađuju objekti.

11. Jednostavan primjer • Klasa: LJUDI • Svojstva: visina, težina, starost, spol, zanimanje… • Metode: spava, jede, radi,... • Objekti: Ante, Ana, Jozo, Marko

12. Zadavanje svojstava i pozivanje metoda objekata • Ana.visina:=170; • Jozo.spol:=“M” • Ante.spava(); • Marko.radi();

13. Primjer 2 Klasa automobili: • Svojstva: • Duzina, snaga motora, tip motora, vanjska boja, proizvođač, model... • Metode: • Kretanje, kočenje, svjetlosno signaliziranje, zvučno signaliziranje...

14. Primjer 3: Klasa Pravokutnik • Elementi objekta: • visina, • sirina, • površina, • opseg, • rotiraj.

15. Klasa pravokutnik{ visina: realni broj; širina: realni broj; površina() { p:realni broj; p=visina*sirina; vrati p;} opseg() { o:realni broj; o=2*(visina+sirina); vrati o;} }

16. Program 1 Ugradi klasu pravokutnik; Glavni{ a = novi pravokutnik(); a.visina=3; a.širina=5; ispiši(‘Površina pravokutnika =‘, a.povrsina()); }

17. Program 2 Ugradi klasu pravokutnik; Glavni(){ prvi = novi pravokutnik(); drugi = novi pravokutnik(); ispiši (‘unesi visinu i širinu prvog pravokutnika’); uzmi (a.visina, a.širina); ispiši (‘unesi visinu i širinu drugog pravokutnika’); uzmi (b.visina, b.širina); ako je a.površina()=b.površina tada ispiši(‘Pravokutnici imaju jednaku površinu) u suprotnom{ ako je a.povr a.površina()>b.površina tada ispiši(‘Prvi pravokutnik ima veću površinu) u suprotnom ispiši(‘Drugi pravokutnik ima veću površinu);} }

18. Program 1 i program 2 koriste istu klasu; klasu pravokutnik. • Programerima programa 1 i 2 potrebno je poznavati samo specifikacije klase pravokutnik. Sama implementacija klase nije bitna za korištenje njenih primjeraka.

19. Enkapsulacija implementacije objekta • Nazivi svojstava i metoda su jedini vidljivi dijelovi objekta. • Implementacija objekta je skrivena. • Imena svojstava i metoda čine sučelje objekta. • Komunikacija s objektom se vrši korištenjem poruka.

20. Ponovno korištenje elementa programske podrške • Ostvarena je mogućnost ponovnog korištenja elemenata programske podrške (klasa pravokutnik)! • Potrebno je ići dalje: omogućiti nadogradivnost takvih elemenata. Rješenje: nasljeđivanje!

21. Primjer nasljeđivanja 1: Automobil • Klasa automobil{ svojstva: smjer, pozicija, brzina; metode: gas(), kočnicu(), volan() }

22. Klasabolji_automobilnasljeđujeautomobil{ metode: klima(), abs() } GLAVNI DIO PROGRAMA{ bolji_automobil audi=new bolji_automobil(); audi.brzina=135; audi.klima(ukljuci); audi.gas(dodaj); }

23. Primjer nasljeđivanja 2: Klasa nadograđeni_pravokutnik{ Naslijedi pravokutnik; dijagonala() { d:realni broj; d=drugi_korjen(visina^2+sirina^2); vrati d;} }

24. Program 3 Ugradi klasu nadograđeni_pravokutnik; Glavni{ a = novi nadograđeni_pravokutnik(); a.visina=3; a.širina=5; ispiši(‘Dijagonala pravokutnika =‘, a.dijagonala()); }

25. Privatni i javni elementi objekata • Svako svojstvo ili metoda mogu biti privatni ili javni. Privatno svojstvo ili metoda vidljivo je samo elementima objekta, dok su javna svojstva i metode element sučelja objekta odnosno takva svojstva i metode su vidljiva okolini objekta

26. Neke prednosti objektno orijentiranog programiranja • Dobro oblikovani objekti predstavljaju osnovu za izgradnju sustava od prethodno korištenih modula što ima za posljedicu veću produktivnost pri izradi programske podrške. • Ponovno korištenje klasa već testiranih unutar drugih sustava smanjuje mogućnost nastanka pogrešaka i vrijeme potrebno za testiranje sustava. • Skrivanje implementacije objekata podiže sigurnost sustava.

27. Neki potencijalni problemi • Kratki rokovi isporuke programske podrške često ne ostavljaju mogućnost za kreiranje ponovno upotrebljivih modula. • Nisu dovoljno razvijeni mehanizmi pretraživanja biblioteka klasa. • Ostvarivanje višestrukog nasljeđivanja.

28. Objektno orijentirano oblikovanje

29. Objekti • Što su objekti? Postoje objekti datuma, plaće, računa, audio i video objekti, objekti datoteka, itd. Gotovo se svaka imenica može predstaviti objektom. • U svijetu postoje objekti različitih tipova • UML koristi ikone za predstavljanje objekta ili pravokutnik u kojem se specificira ime i tip objekta

30. Klase • Objekti imaju svojstva (tj. atribute, kao što su boja, veličina i težina) i obavljaju akcije (tj. imaju ponašanja kao npr. spavanje ili crtanje) • Klasa predstavlja grupu srodnih objekata • npr. sva auta pripadaju klasi “Auto”, iako se individualna auta razlikuju po modelu, boji i sl. • Klasa specificira općeniti format svojih objekata; svojstva i akcije dostupne objektu ovise o njegovoj klasi

31. Namještaj mojStol: tvojStol: bijelaFotelja: Ljudi Žene Muškarci Tanja: Marin: Klasificiranje objekta

32. xxx: xxx: xxx: xxx: xxx: xxx: xxx: xxx: xxx: xxx: xxx: xxx: xxx: xxx: xxx: xxx: xxx: xxx: xxx: Preklapanje klasa Klasificiranje objekta • Objekti se uglavnom mogu klasificirati na više načina • Marin se može klasificirati kao osoba, muškarac, zaposlenik, student itd., ovisno o kontekstu

33. Definicije objekta • Konkretna manifestacija apstrakcije • Entitet s jasno određenim granicama i identitetom koji enkapsulira stanje i ponašanje • Instanca klase

34. stolica: sjedi na Marin: auto: vlasnik relacija (veza) stvarnost model mapiranje Mapiranje svijeta na programsku podršku • Objekti iz stvarnosti mapiraju na objekte u programskoj podršci

35. Mapiranje svijeta na programsku podršku • Mi živimo u svijetu objekata. Pogledajte oko sebe – vidjet ćete automobile, avione, ljude, životinje, zgrade, prometna svjetla, liftove, itd. • Objektno orijentirana tehnika pokušava imitirati naš način razmišljanja. Sustav razvijen korištenjem OO tehnike se može promatrati kao sustav objekata koji surađuju u svrhu rješavanja nekog zadatka.

36. Objektna orijentacija • Objektna orijentacija koristi klase za enkapsulaciju / učahurivanje podataka (atributa) i metoda (ponašanja) • Objekti imaju sposobnost skrivanja svoje implementacije od drugih objekata • Iako međusobno komuniciraju putem sučelja (kao što sučelje auta prema vozaču uključuje volan, gas, kočnicu i mjenjač), objektima nije poznata implementacija drugih objekata (kao što ni vozaču nije poznato kako su implementirani mehanizmi upravljanja volanom, motorom, kočnicom i prijenosom) • Skrivanje informacija je ključno za dobro programsko inženjerstvo

37. RAZINA GORIVA TEMPERATURA ULJA VOZAČ AUTOMOBIL ITD. ITD. SKRENI POKRENI MOTOR Objektna orijentacija • Objekt komunicira sa sučeljem drugog objekta

38. Dekompozicija sustava • Divide et impera (podijeli pa vladaj) • Algoritamska dekompozicija • Problem razlaže na slijed događaja ili funkcija • Objektno - orijentirana dekompozicija • Definira povezanost i međusobnu komunikaciju među objektima u sustavu

39. Dekompozicija sustava • Algoritamska dekompozicija Naruči i plati karticom Provjera narudžbe Provjera kartice Obavljanje narudžbe Izvršenje Provjeri kontrolnu znamenku Postoji li roba u skladištu Dovoljna količina ? Provjeri valjanost kartice Ažuriraj skladište Ažuriraj karticu Pošalji knjige Ažuriraj knjigu računa Provjeri valjanost u banci Provjeri stanje na računu

40. Dekompozicija sustava • Objektna dekompozicija Narudžba Provjera stanja na skladištu Skladište Provjera valjanosti Aktiviranje narudžbe Kartica Ažuriranje knjige računa Provjera stanja računa Isporuka Kupac Knjiga računa Bankovni račun