Основы объектно-ориентированного программирования

Неформально, правило Утверждения Переобъявления гласит: "Повторное объявление утверждений может лишь сужать область допустимого поведения, не нарушая ее". Сейчас, завершая обсуждение этой темы, приведем строгую формулировку данного свойства.

Пусть подпрограмма реализует частичную функцию r, отображающую множество возможных входных состояний I в множество возможных выходных состояний O. Утверждения подпрограммы определяют правила действия r и ее возможных переопределений.

[x]. Предусловие задает область определения DOM функции r (подмножество I, на котором r гарантированно вырабатывает результат).

[x]. Постусловие задает для каждого x из DOM подмножество RESULTS(x) множества O, такое, что r (x) RESULTS (x). Так как постусловие не всегда однозначно описывает результат, это подмножество может иметь больше одного элемента.

Правило Утверждения Переобъявления означает, что повторное объявление может расширять область определения и сужать множество результатов. Пометив новые множества знаком ', запишем требования, закрепленные этим правилом:

DOM' DOM

RESULTS' (x) RESULTS (x) для всех x из DOM

Предусловие устанавливает, что подпрограмма и ее повторные объявления, как минимум, должны принимать некоторые входы (DOM), хотя повторные объявления могут это множество и расширить. Постусловие говорит, что результаты, возвращаемые подпрограммой и ее повторными объявлениями, могут, самое большее, содержать значения из RESULTS(x), однако, постусловия при повторных объявлениях могут это множество сузить.

В этом описании состояние системы в период выполнения определяется состоянием (значениями) всех достижимых объектов. Кроме того, входные состояния (элементы I) также включают в себя значения аргументов. Более подробное введение в математическое описание программ и языков программирования см. в [M 1990].

Глобальная структура наследования

Ранее мы уже ссылались на универсальные (universal) классы GENERAL и ANY, а также на безобъектный (objectless) класс NONE. Пришло время пояснить их роль и представить глобальную структуру наследования.

Универсальные классы

Удобно использовать следующее соглашение:

Правило Универсального Класса

Любой класс, не содержащий предложение наследования, неявно содержит предложение вида:

inherit ANY,

ссылающееся на класс ANY из библиотеки Kernel.

Тем самым становится возможным определить по умолчанию целый ряд компонентов, наследуемых всеми классами. Эти компоненты реализуют общие, универсальные операции: копирование, клонирование, сравнение, базовый ввод и вывод.

Для большей гибкости поместим эти компоненты в класс GENERAL, чьим потомком является ANY. Сам класс ANY по умолчанию не имеет никаких компонентов, будучи классом вида: class ANY inherit GENERAL end. При создании нового проекта его менеджер может решить, какие общие для проекта компоненты следует включить в класс ANY, в то время как GENERAL остается всегда неизменным.

Для построения нетривиального ANY можно прибегнуть к наследованию. В самом деле, класс ANY можно породить от некоторого HOUSE_STYLE или нескольких таких классов, не вводя циклы в иерархию наследования и не нарушая правило об универсальном классе: достаточно сделать класс HOUSE_STYLE и другие классы потомками GENERAL. Вынесенный на рис. 16.4 текст "Классы разработчика" означает все классы, написанные разработчиком и не порожденные от GENERAL явным образом.

Рис. 16.4.  Глобальная структура наследования

Нижняя часть иерархии

На рис. 16.4 представлен также класс NONE, антипод класса ANY, потомок всех классов, не имеющих собственных наследников и превращающий глобальную иерархию наследования классов в решетку (математическую структуру). NONE не имеет потомков, его нельзя переопределить - это лишь удобная фикция, однако, теоретическое существование такого класса оправдано и служит двум практическим целям:

[x].Void - пустая ссылка, используемая наряду с другими ссылками, по соглашению имеет тип NONE. (Фактически, Void -это один из компонентов класса GENERAL.)