Технологии программирования

Таким образом, наследование выполняет в ООП несколько важных функций:

• моделирует концептуальную структуру предметной области;

• экономит описания, позволяя использовать их многократно для задания разных классов;

• обеспечивает пошаговое программирование больших систем путем многократной конкретизации классов.

Ряд языков, например Object Pascal, описание которого дается в приложении 4, поддерживает модель наследования, известную как простое наследование и которая ограничивает число родителей конкретного класса одним. Другими словами, определенный пользователем класс имеет только одного родителя. Схема иерархии классов в этом случае представляет собой ряд одиночно стоящих деревьев (hierarchical classification).

Более мощная модель сложного наследования, называемая множественным наследованием, в которой каждый класс может, в принципе, порождаться сразу от нескольких родительских классов, наследуя поведение всех своих предков. Множественное наследование не поддерживается в Delphi, но поддерживается в Visual C++ и ряде других языков. При множественном наследовании составляется уже не схема иерархии, а сеть, которая может включать деревья со сросшимися кронами.

Обычно если объекты соответствуют конкретным сущностям реального мира, то классы являются абстракциями, выступающими в роли понятий. Между классами, как между понятиями, существует иерархическое отношение конкретизации, связывающее класс с классом-потомком. Это отношение реализуется в системах ООП механизмом наследования. Наследование — это способность одного класса использовать характеристики другого.

Наследование позволяет практически без ограничений последовательно строить и расширять классы, созданные вами или кем-то еще. Начиная с самых простых классов можно создавать производные классы по возрастающей сложности, которые не только легки при отладке, но и просты по внутренней структуре.

Множественное наследование многие аналитики считают "вредным" механизмом, приводящим к сложно разрешимым проблемам проектирования и реализации. В языках с отсутствующим множественным наследованием целей множественного наследования достигают агрегированием объектов с дополнительным делегированием полномочий.

На агрегировании основана работа таких систем визуального программирования, как Delphi, C++ Builder. В этих системах имеется порождающий объект пользователя класс-форма (пустое окно Windows). Системы обеспечивают подключение к форме через указатели нужных пользователю объектов, например кнопок, окон редакторов и т. д. При перерисовке формы на экране монитора как бы одновременно с ней перерисовываются изображения агрегированных объектов. Более того, при активизации формы агрегированные объекты также становятся активными: кнопки начинают нажиматься, а в окна редакторов можно начинать вводить информацию.

Одним из базовых понятий технологии ООП является полиморфизм. Термин "полиморфизм" имеет греческое происхождение и означает приблизительно "много форм" (poly — много, morphos — форма).

Полиморфизм — это средство для придания различных значений одному и тому же событию в зависимости от типа обрабатываемых данных, т. е. полиморфизм определяет различные формы реализации одноименного действия (см. рис. 8.2.).

Целью полиморфизма применительно к объектно-ориентированному программированию является использование одного имени для задания общих для класса действий, причем каждый объект имеет возможность по-своему реализовать это действие своим собственным, подходящим для него кодом.

Полиморфизм является предпосылкой для расширяемости объектно-ориентированных программ, поскольку он предоставляет способ старым программам воспринимать новые типы данных, которые не были определены во время написания программы.

Противоположность полиморфизму называется мономорфизмом; он характерен для языков с сильной типизацией и статическим связыванием (Ada).

В более общей трактовке полиморфизм — это способность объектов, принадлежащих к разным типам, демонстрировать одинаковое поведение; способность объектов, принадлежащих к одному типу, демонстрировать разное поведение.

Рассмотрим "вырожденный пример" полиморфизма. В MS DOS есть понятие "номер прерывания", за которым скрывается адрес в памяти. Поместите в ту же ячейку другой адрес — и программы начнут вызывать процедуру с другим "именем" и из другого модуля. Как видно из примера, принцип полиморфизма можно реализовать и не в объектно-ориентированных программах.

Ряд авторов книг по теории объектно-ориентированного проектирования соотносят термин "полиморфизм" с разными понятиями, например понятием перегрузки; для обозначения одного-двух или большего количества механизмов полиморфизма; чистого полиморфизма.