Олег Деревенец - Песни о Паскале

Так вернемся к телевизору; что нужно знать мне, его владельцу? Всего лишь несколько кнопок: включить, отключить, выбрать канал, настроить громкость. И все! Остальное пусть будет спрятано. Вот бы и в программировании добиться такого удобства! Изобретатели ООП стремились именно к этой цели – упростить работу со сложной совокупностью данных. Они догадались объединить в одно целое данные и процедуры, их обрабатывающие. Совокупность данных и процедур назвали объектом.

На первый взгляд объект похож на запись. Но, в отличие от записи, большинство данных и процедур объекта спрятано внутри и не видно за его пределами. Снаружи доступно лишь то, что интересует пользователя объекта, – в этом объект похож на модуль (или на собранный телевизор).

Основу ООП составляют три идеи, три «кита», а именно:

• инкапсуляция;

• наследование;

• полиморфизм.

Рассмотрим их в этом порядке.

Примечание. Для примеров этой главы настройте компилятор в режим, совместимый с Borland Pascal.

Инкапсуляция – это объединение данных и обрабатывающих их процедур. Рассмотрим простой пример: построим объект для хранения и обработки информации о человеке. Человеку свойственны такие атрибуты как год рождения, имя и фамилия. Поставим цель упростить работу с этими атрибутами, – создадим объект, способный хранить и распечатывать эту информацию.

Объявление объекта

Объявление объекта похоже на объявление записи, с той разницей, что ключевое слово RECORD заменяют словом OBJECT. В Delphi и совместимом с ним режиме Free Pascal применяют ключевое слово CLASS. Итак, «застолбим» место хранения информации о человеке тремя полями, как это показано ниже.

type TPerson = object

mBearing : integer; { год рождения }

mName : string; { имя }

mFam : string; { фамилия }

end;

Здесь объявлен тип данных TPerson (персона), содержащий три поля с данными о человеке. Для распечатки данных учредим процедуру по имени Report. Но процедура эта особая! Её заголовок помещен внутрь описания объекта следующим образом:

type TPerson = object

mBearing : integer; { год рождения }

mName : string; { имя }

mFam : string; { фамилия }

procedure Report ; { процедура распечатки объекта }

end;

Методы

Процедуры и функции, объявленные внутри объекта, называют методами объекта. Методы, как и поля, – неотъемлемая часть объекта. Но объявить метод недостаточно, надо создать и его тело или, как принято говорить, реализацию метода. Реализация – это подпрограмма (процедура или функция), которая от обычной подпрограммы отличается заголовком: там к имени метода добавляется приставка, указывающая тип объекта, которому принадлежит метод. Реализация метода Report будет очень простой.

procedure TPerson. Report;

begin

Writeln(mBearing:6, 'Фамилия: '+mFam:20, ' Имя: '+mName);

end;

Процедура распечатывает атрибуты человека. Но откуда она берет их? – эти данные не передаются через параметры, и не хранятся в глобальных переменных. Они объявлены как поля объекта, и этого достаточно, чтобы метод объекта получил доступ к ним.

Инициализация, конструктор

Поля объекта, как любые переменные, нуждаются в инициализации. Как проще осуществить её? Можно присвоить значения полям так, как это делается для записей.

var P : TPerson; { переменная-объект }

begin

P.mFam:=’Сидоров’;

P.mName:= ’Тимофей’;

end.

Но, когда полей много, вы забудете что-то – в этом слабость идеи. Куда надежней учредить особый метод для инициализации полей. Такой метод и назван особо – конструктор. Вместо слова PROCEDURE перед именем конструктора так и пишут: CONSTRUCTOR. Назвать конструктор можно как угодно, но по традиции ему дают имена Init (инициализировать) или Create (создать). Например, для нашего объекта объявить конструктор и реализовать его тело можно так:

type TPerson = object

{... }

{ заголовок конструктора внутри объекта }

constructor Init(aBearing: integer; const aName, aFam : string);

end;

{ реализация конструктора }

constructor TPerson.Init(aBearing: integer; const aName, aFam : string);

begin

mBearing:= aBearing; mName:= aName; mFam:= aFam;

end;

В этом примере конструктор Init копирует три своих параметра в поля объекта. Теперь переменную-объект P можно инициализировать вызовом конструктора.

var P : TPerson; { переменная-объект }

begin

P.Init(1995, 'Мария', 'Рыбкина');

Так ни одно поле объекта не будет пропущено, – за этим присмотрит компилятор!

Вот пока все, что следует сказать об инкапсуляции. Приведенный ниже пример «P_61_2» демонстрирует объект типа TPerson: здесь описана его структура и реализация методов, а затем объявлены две переменные, выполнена их инициализация и распечатка полей.

{ P_61_2 Программа с применением объекта типа «человек» (персона) }

type TPerson = object

mBearing : integer; { год рождения }

mName : string; { имя }

mFam : string; { фамилия }

constructor Init(aBearing: integer; const aName, aFam : string);

procedure Report; { процедура распечатки объекта }

end;

{--- Реализация двух методов объекта ---}

constructor TPerson.Init(aBearing: integer; const aName, aFam : string);

begin

mBearing := aBearing; mName := aName; mFam := aFam;

end;

procedure TPerson.Report;

begin

Writeln(mBearing:6, 'Фамилия: '+mFam:20, ' Имя: '+mName);

end;

var P1, P2 : TPerson; { две переменных объектного типа }

begin {--- Главная программа ---}

P1.Init(1985, 'Иван', 'Грозный');

P2.Init(1995, 'Мария', 'Рыбкина');

P1.Report;

P2.Report;

Readln;

end.

Кажется, что инкапсуляция не упростила программирование. Да, это так, если рассматривать её в отрыве от других механизмов ООП: наследования и полиморфизма. Выигрыш мы ощутим, когда в ход пойдут все рычаги.

Наследование даёт возможность создавать новые типы объектов на основе существующих. Вновь создаваемые типы объектов – потомки – приобретают в наследство поля и методы своих предков. И вдобавок могут содержать новые поля и методы, а также изменять унаследованные.

Например, взяв почти готовый объект – окно в библиотеке, – программист добавляет к нему свои поля, методы и получает другой тип окна, работающий схожим образом, но с учетом потребностей программиста. При этом ему не придется вникать в тонкости объекта-предка, достаточно ознакомиться лишь с несколькими основными методами (подобно тому, как пользователю телевизора хватает лишь нескольких кнопок). Не нужен даже исходный текст модуля с описанием объекта-предка!