Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++

В настоящее время насчитывается более двух тысяч языков программирования высокого уровня. Большинство этих языков возникло исходя из конкретных требований некоторой предметной области. Каждый новый язык позволял переходить ко все более и более сложным задачам. На каждом новом приложении разработчики языков что-то открывали для себя и изменяли свои представления о существенном и несущественном в языке. На развитие языков программирования значительное влияние оказали достижения теории вычислении, которые привели к формальному пониманию семантики операторов, модулей, абстрактных типов данных и процедур.

В главе 2 языки программирования были сгруппированы в четыре поколения по признаку поддерживаемых ими абстракции: математические, алгоритмические, ориентированные на данные, объектно-ориентированные. Самые последние достижения в области развития языков программирования связаны с объектной моделью. К настоящему времени мы насчитали более сотни различных объектных и объектно-ориентированных языков. Как говорилось в главе 2, объектными принято называть языки, которые поддерживают абстракции данных и классы; объектно-ориентированными являются те объектные языки, которые поддерживают наследование и полиморфизм.

Общим предком практически всех используемых сегодня объектных и объектно-ориентированных языков является язык Simula, созданный в 1960 году Далем, Мюрхогом и Ныгардом [2]. Язык Simula основывался на идеях ALGOL, но был дополнен механизмом наследования и инкапсуляции. Но еще более существенно то, что Simula, предназначенная для описания систем и моделирования, ввела дисциплину написания программ, отражающих словарь предметной области.

Рис. А-1, заимствованный у Шмукера [3], демонстрирует генеалогию пяти наиболее влиятельных и популярных объектных или объектно-ориентированных языков программирования: Smalltalk. Object Pascal, C++, CLOS и Ada. В следующих разделах мы проанализируем некоторые из этих языков с точки зрения их "объектности".

Рис. А-1. Генеалогия объектных и объектно-ориентированных языков.

А.2. Smalltalk

Происхождение

Развитие Smalltalk потребовало почти десятилетних усилий группы энтузиастов. Главным архитектором на протяжении почти всей работы был Дэн Ингалс (Dan Ingalls), но значительный вклад внесли также Питер Дейч (Peter Deutsh), Гленн Краснер (Glenn Krasner) и Ким МакКолл (Kim McCall). Параллельно, усилиями Джеймса Альтхофа (James Althoff), Роберта Флегала (Robert Flegal), Неда Келера (Ned Kaehler), Дианы Мерри (Diana Merry) и Стива Паца (Steve Putz) разрабатывалась оболочка Smalltalk. Адель Голдберг (Adele Goldberg) и Дэвид Робсон (David Robson) взяли на себя роль летописцев проекта.

Известны пять выпусков языка Smalltalk, обозначаемых по году их появления:

Smalltalk-72, -74. -76, -78, и самое свежее воплощение - Smalltalk-80. Реализации 1972 и 1974 годов заложили основу языка, в частности идею передачи сообщений и полиморфизм, хотя механизм наследования еще не появился. В последующих версиях полноправное гражданство получили классы; этим достигла завершения точка зрения, что все состоит из объектов. Smalltalk-80 был перенесен на многие компьютерные платформы.

Есть также один важный диалект (схожий со Smalltalk-80), получивший название Smalltalk/V. Он создан фирмой Digitalk для IBM PC (Windows и OS/2) и Macintosh. За исключением классов пользовательского интерфейса, библиотеки классов Smalltalk/V в обеих версиях практически идентичны. Среда и инструменты разработки также напоминают Smalltalk-80 [4].

Обзор

Как пишет Ингалс: "Цель проекта Smalltalk - сделать мир информации доступным для детей любого возраста. Вся трудность состоит в том, чтобы найти и применить достаточно простые и эффективные метафоры, которые позволят человеку свободно оперировать самой разнообразной информацией от чисел и текстов до звуковых и зрительных образов" [5]. В основу языка положены две простые идеи:

• все является объектами;

• объекты взаимодействуют, обмениваясь сообщениями.

В табл. А-1 приведены характеристики языка Smalltalk с точки зрения семи основных элементов объектного подхода. Множественное наследование в принципе может быть реализовано за счет переопределения некоторых методов-примитивов [6].  

Абстракции  Переменные экземпляра Методы экземпляра Переменные класса Методы класса  Да Да Да Да 

Инкапсуляция  Переменных Методов  Закрытые Открытые 

Модульность  Разновидности модулей  Нет 

Иерархии  Наследование Шаблоны Метаклассы  Одиночное Нет Да 

Типизация  Сильная типизация Полиморфизм  Нет Да (одиночный) 

Параллельность  Многозадачность  Непрямая (посредством классов) 

Сохраняемость  Долгоживущие объекты  Нет 

  Таблица А-1. Smalltalk.

Пример

<пример пропущен>

Ссылки

Основными руководствами по языку Smalltalk являются книги "Smalltalk-80: