Языки объектно-ориентированного программирования

Языки объектно-ориентированного программирования Программирование и разработка

Языки объектно-ориентированного программирования

Языки объектно-ориентированного программирования (ООП) встречаются везде, куда бы мы ни посмотрели. Многие из наиболее широко используемых языков программирования, являются объектно-ориентированными. Фактически, многие компьютерные программы и большая часть веб-контента построены на объектно-ориентированных языках высокого уровня . Понимание того, как работают объектно-ориентированные языки и почему они полезны, важно почти для каждой карьеры в области вычислений.

В этой статье мы собираемся взглянуть на то, что такое объектно-ориентированные языки, и изучить их плюсы и минусы. Мы также рассмотрим краткий список некоторых из самых популярных языков ООП, используемых сегодня.

Что такое язык программирования?

Язык программирования — это набор правил и процедур, которые позволяют программистам давать компьютерам набор инструкций для выполнения. У каждого языка программирования есть собственный синтаксис, который после изучения позволяет указывать компьютеру, какие задачи он должен выполнять.

Подумайте об этом таким образом. Английский — это язык, на котором вы можете общаться с англоговорящими. Когда вы знаете основные правила английского языка, вы можете разговаривать с любым, кто понимает эти же правила. Но компьютеры не могут понимать английский или любой другой «традиционный» язык в этом отношении.

Что такое объектно-ориентированное программирование?

Компьютеры — мощные машины. С помощью компьютера мы можем очень быстро вычислять числа и создавать потрясающие программы для многих приложений. Однако, чтобы воспользоваться этой мощью, нам нужно общаться с компьютером.

Следовательно, у нас есть языки программирования, поддерживаемые уже написанным машинным кодом. Однако, чем дальше мы удаляемся от машинного кода, тем более абстрактными и специализированными языками становятся в обработке данных. Вот почему у нас так много языков. Ни один язык не идеален, и все они имеют разные и частично совпадающие приложения.

Парадигмы программирования

В этой связи языки программирования часто разделяются по парадигме программирования. Парадигма программирования — это один из способов взглянуть на данные и получить к ним доступ. Две основные парадигмы являются объектно-ориентированным и функциональным, хотя существует многие другие.

Объектно-ориентированное программирование строится вокруг объектов, которые представляют собой структуры данных, содержащие как данные (свойства или атрибуты), так и код (процедуры или методы). Объекты могут изменять себя с помощью «this» или «self». В большинстве языков ООП почти все является объектом, который может иметь как значения, так и исполняемый код. Каждый объект уникален, и хотя он может быть копией другого объекта, его переменные могут отличаться от переменных любого другого объекта.

Объекты в объектно-ориентированном программном обеспечении можно рассматривать как реальные объекты. Думайте об объекте, как о часах. У этих часов есть свойства. Он металлический, чёрный, имеет удельный вес. Но этот объект тоже что-то делает. Он отображает время, а также может влиять на себя, вращая шестерёнки, чтобы изменить положение на руке.

Ещё одна особенность объектов заключается в том, что нам не всегда нужно знать, как работают часы, чтобы заставить их работать. Предполагая, что часы хорошо построены, они будут надёжно определять время, и нам не придётся вмешиваться в их внутреннюю работу.

В объектно-ориентированных языках есть объекты, похожие на объекты реального мира. У них могут быть свойства и функции. Они также склонны следовать определённому набору принципов.

Принципы объектно-ориентированного программирования

Принципы объектно-ориентированного программирования

Объектно-ориентированные языки основаны на четырёх принципах. Эти четыре принципа являются общими свойствами, которые определяют их и делают их значительно более эффективными. Некоторые называют их четырьмя столпами объектно-ориентированного программирования.

Читайте также:  Советы по повышению производительности Ruby - как оптимизировать код с нуля

Четыре принципа объектно-ориентированного программирования:

  1. Инкапсуляция.
  2. Абстракция.
  3. Наследование.
  4. Полиморфизм.

Четыре принципа

Давайте рассмотрим эти четыре принципа более подробно.

  • Инкапсуляция — это концепция привязки данных к функциям, которая работает как функция безопасности для обеспечения безопасности этих данных. Например, многие языки ООП запрещают что-либо, кроме определённых методов в классе, владеющем данными, для доступа к этим данным. Часто это делается специально для обеспечения безопасности определённых данных.
  • Абстракция — это идея о том, что, если вы делаете что-то слишком часто, это должно быть отдельное лицо. Например, если программист многократно переписывает одну и ту же функцию для разных объектов, эта функция может быть абстрагирована, чтобы стать её собственной сущностью.
  • Наследование — это то, на что это похоже, и чаще всего определяется как отношения «is a». Это позволяет определённым классам находиться под зонтиком других классов. Эти классы могут наследовать информацию и функциональность от этого класса, а также иметь возможность расширять эту функциональность. Это позволяет нам повторно использовать код, который мы уже набрали в других классах.
  • Полиморфизм — полиморфизм означает «принимать более одной формы». В смысле языков ООП это относится к способности обрабатывать объекты по-разному в зависимости от того, что они собой представляют. Это позволяет нам определять различные методы обработки объектов на основе их производного класса. Например, если нам нужно определить размер чего-либо, мы можем изменить способ измерения в зависимости от того, что это такое. Если это деревянная доска, я бы измерил её в дюймах. Это в отличие от объёма воды, который я бы измерял по весу. Если мы используем полиморфизм, мы можем создать функцию, которая может принимать любой объект и при этом давать нам разумные измерения.

Популярные языки объектно-ориентированного программирования

Java, Python, C ++, Lisp и Perl — всё это примеры популярных объектно-ориентированных языков программирования. Они поддерживают программирование с использованием парадигмы классов и объектов.

Пять из самых популярных объектно-ориентированных языков включают:

  1. Java.
  2. Python.
  3. C++.
  4. Ruby.
  5. C#.
  • Java — есть повсюду, и это один из самых используемых и востребованных языков всех времён. Девиз Java — «напиши один раз, запусти где угодно», и это отражается на количестве платформ, на которых она работает, и местах её использования.
  • Python —  универсален и используется во многих местах. Однако Python прочно обосновался в машинном обучении и науке о данных. Это один из предпочтительных языков для этой новой и постоянно растущей области.
  • C ++ — обладает скоростью C с функциональностью классов и объектно-ориентированной парадигмой. Это скомпилированный, надежный и мощный язык. Фактически, он даже используется для создания компиляторов и интерпретаторов для других языков.
  • Ruby —  ещё один язык программирования общего назначения. Он был построен для простоты. С учётом сказанного, Ruby — невероятно мощный язык. Создатель Ruby, Юкихиро «Мац» Мацумото, сказал: «Ruby очень прост на вид, но очень сложен внутри, как и наше человеческое тело».
  • C # — это язык программирования, разработанный Microsoft. Он был разработан для улучшения существующих концепций C. C # поддерживает платформу Microsoft.NET вместе со многими веб-приложениями, играми, настольными приложениями и мобильными приложениями.
Читайте также:  Добавление строки в C++

Есть и другие объектно-ориентированные языки, которые мы не рассмотрели выше. Perl, Objective-C, Dart, Lisp, JavaScript и PHP тоже являются объектно-ориентированными или поддерживают объектно-ориентированные принципы.

Плюсы и минусы объектно-ориентированных языков программирования

Плюсы и минусы объектно-ориентированных языков программирования

Хотя языки ООП могут быть мощными, они полезны не для каждой ситуации и имеют некоторый багаж, который необходимо учитывать.

Плюсы

1. Возможность повторного использования

Объектно-ориентированный код имеет чрезвычайно модульную структуру. Благодаря полиморфизму и абстракции вы можете создать одну функцию, которую можно будет использовать снова и снова. Вы также можете скопировать информацию и функции, которые уже были написаны с помощью наследования. Это экономит время, снижает сложность, экономит место и упрощает программирование.

2. Параллельная разработка

Существует достаточно наработок для того, чтобы части программы разрабатывались отдельно друг от друга и при этом функционировали по объектно-ориентированным принципам. Это значительно упрощает параллельную разработку для более крупных команд разработчиков.

3. Обслуживание

Поскольку большая часть, если не весь, наш код находится в одном месте, вызывается и используется повторно, этот код намного проще поддерживать. Вместо того, чтобы по отдельности исправлять сотню различных случаев вызова функции, мы можем исправить одну модульную и полиморфную функцию.

4. Безопасность

Хотя большинство языков имеют некоторую безопасность, объектно-ориентированные языки удобны, поскольку безопасность встроена с инкапсуляцией. Другие методы и классы не могут получить доступ к личным данным по умолчанию, и программы, написанные на языках ООП, более безопасны для этого.

5. Модульность

В объектно-ориентированных языках программирования приложение разбивается на объекты и классы. Это полезно, потому что даёт вашему приложению более модульную структуру. Модульный код легче читать. Поэтому его легче обслуживать.

Минусы

1. Часто грязный

Поскольку объектно-ориентированные языки настолько настраиваемы и масштабируемы, можно легко потерять понимание того, как работает код. Код ООП может работать разными способами. Существует множество методологий программирования в ООП, которые не работают с другими методологиями, неэффективны или сложны в использовании.

2. Требуется больше планирования

Поскольку эти языки настолько модульны и масштабируемы, отказ от чёткой конструкции заранее — это рецепт катастрофы. Создание эффективной программы требует твёрдого плана в большей степени, чем при использовании других парадигм программирования.

3. Непрозрачность

Это как плюс, так и минус. Объекты и функции могут работать независимо. Они могут получать информацию и (обычно) возвращать надёжные результаты. В результате они могут оказаться чёрными ящиками, а это означает, что то, что они делают, не всегда очевидно. Хотя программист, вероятно, создал этот объект и знает, что он делает, языки ООП просто не так прозрачны, как другие языки.

4. Производительность

Объектно-ориентированные языки часто страдают от снижения производительности. Программы, написанные на языках ООП, часто больше и требуют больше вычислительных усилий для запуска, чем функциональные языки. Однако это не всегда так или важно. C ++ — язык ООП, но это один из самых быстрых доступных языков. В то же время скорость не всегда важна. Разница в скорости становится очевидной только при обработке огромных или сложных вычислений, или в случаях, когда требуется экстремальная скорость.

Плюсы и минусы объектно-ориентированных языков программирования2

Заключение

Теперь у вас есть чёткое представление о том, что такое объектно-ориентированный язык, для чего он хорош и какие из них наиболее популярны. Программирование на этих языках может быть столь же приятным, сколь и прибыльным, и ваша карьера в области разработки находится всего в нескольких шагах от вас.

Оцените статью
bestprogrammer.ru
Добавить комментарий