Как работают принципы ООП в Java: примеры 

Development, Java | Amber | Комментировать запись

Принципы и понятия объектно-ориентированного программирования (ООП, или OOPS, Object-Oriented Programming Concepts) очень важны. Не разбираясь в понятиях ООП, вы не сможете проектировать системы в модели объектно-ориентированного программирования.

Модель объектно-ориентированного программирования

Модель объектно-ориентированного программирования построена вокруг понятия объекта. Объект – это экземпляр класса. Он содержит свойства и функции. По сути они похожи на объекты реального мира: как, например, машина, дом, ноутбук и т. д. У них есть свои свойства и определенные методы для выполнения действий. Что такое класс? Класс определяет схему объектов. Он определяет свойства и функции объектов. К примеру, книга — это класс, а конкретно ваша книга — его экземпляр.

Принципы ООП

Основными принципами ООП являются:

1. Абстракция
2. Инкапсуляция
3. Полиморфизм
4. Наследование
5. Ассоциация и агрегация
6. Композиция

Теперь по порядку рассмотрим эти понятия объектно-ориентированного программирования. Чтобы вы лучше поняли, как реализовать концепции ООП, мы будем использовать фрагменты кода на языке программирования Java.

Абстракция

Абстракция — это скрытие внутренних деталей и описание вещей простыми терминами. Возьмем, к примеру, метод, который складывает два целых числа. Внутренняя обработка метода скрыта от внешнего мира. Достичь абстракци в ООП можно несколькими способами, например, через инкапсуляцию и наследование. Отличным примером абстракции является программа на Java: язык программирования сам заботится о преобразовании простых операторов в машинный язык и скрывает детали внутренней реализации от внешнего мира.

Инкапсуляция

Инкапсуляция — это метод, используемый для реализации абстракции в ООП. Она ограничивает доступ к членам и методам класса. Для инкапсуляции в ООП применяются ключи модификаторов доступа. Например, в языке java инкапсуляция достигается с помощью ключевых слов private, protected и public.

Полиморфизм

Полиморфизм указывает, что в разных ситуациях объект ведет себя по-разному. Существует два типа полиморфизма – полиморфизм во время компиляции и во время выполнения. Полиморфизм во время компиляции достигается перегрузкой метода. 

Читайте также: Переопределение и перегрузка в java 

Для примера рассмотрим такой класс:

public class Circle {

public void draw(){
System.out.println("Drwaing circle with default color Black and diameter 1 cm.");
}
public void draw(int diameter){
System.out.println("Drwaing circle with default color Black and diameter"+diameter+" cm.");
}
public void draw(int diameter, String color){
System.out.println("Drwaing circle with color"+color+" and diameter"+diameter+" cm.");
}
}

Все методы draw, которые встречаются в этом коде, ведут себя по-разному. Это пример перегрузки метода, потому что имена методов одинаковы, а аргументы разные. Поскольку компилятор сможет определить метод вызова во время компиляции, данный метод называется полиморфизмом во время компиляции. Полиморфизм во времени выполнения реализуется, когда между объектами есть отношения наследования «IS-A». Также этот подход называется переопределением метода, поскольку подкласс должен переопределить метод суперкласса. Фактический класс определяется во время выполнения с точки зрения суперкласса. Компилятор не может решать, какой метод класса будет вызван. Это решение принимается во время выполнения, отсюда и название – «полиморфизм во время выполнения» или «динамическая диспетчеризация методов».

package com.journaldev.test;

public interface Shape {

public void draw();
}

package com.journaldev.test;

public class Circle implements Shape{

@Override
public void draw(){
System.out.println("Drwaing circle");
}

}

package com.journaldev.test;

public class Square implements Shape {

@Override
public void draw() {
System.out.println("Drawing Square");
}

}

Тут Shape — это суперкласс, у которого есть два подкласса, Circle и Square. Ниже приведен пример полиморфизма во время выполнения.

Shape sh = new Circle();
sh.draw();

Shape sh1 = getShape(); //some third party logic to determine shape
sh1.draw();

В этих примерах компилятор Java не знает фактического класса реализации Shape, который будет использоваться во время выполнения.

Наследование

Наследование — это понятие объектно-ориентированного программирования, которое указывает, что один объект основан на другом объекте, вытекает из него. Проще говоря, наследование — это механизм повторного использования кода. Наследуемый объект называется суперклассом, а объект, который наследует суперкласс, называется подклассом. В java для реализации наследования используется ключевое слово extends. Давайте посмотрим на следующий пример наследования в java.

package com.journaldev.java.examples1;

class SuperClassA {

public void foo(){
System.out.println("SuperClassA");
}
}

class SubClassB extends SuperClassA{
public void bar(){
System.out.println("SubClassB");
}
}

public class Test {
public static void main(String args[]){
SubClassB a = new SubClassB();
a.foo();
a.bar();
}
}

Ассоциация

Такое поняте ООП, как ассоциация, определяет связи между объектами, а также разнообразие самих объектов. Предположим, что у нас есть объекты “Учитель” и “Ученик”: множество учеников может общаться с одним учителем, и, конечно, один ученик также может общаться с несколькими учителями.

Агрегация

Агрегация – это особый тип ассоциации. Это понятие подразумевает, что все объекты имеют свой собственный жизненный цикл, но со взаимосвязью «HAS-A» – то есть один дочерний объект может принадлежать одному родительскому. Каждый раз, когда вы встречаете взаимосвязь «HAS-A» между объектами, знайте – это называется агрегацией.

Композиция

Композиция – специальная “ограничительная” форма агрегации. В композиции содержащийся в отношении «HAS-A» объект не может существовать сам по себе. Представим, например, комнату, которая находится в доме. Одна комната не может быть частью двух разных домов. Конечно, если вы удалите дом, комната тоже будет удалена.

Больше примеров кода вы найдете в нашем репозитории GitHub.