Роман Сузи - Язык программирования Python

При объектно–ориентированном программировании программа строится как совокупность взаимодействующих объектов.

С точки зрения объектно–ориентированного подхода, объект— это нечто, обладающее значением (состоянием), типом (поведением)и индивидуальностью. Когда программист выделяет объекты в предметной области, он обычно абстрагируется (отвлекается) от большинства их свойств, концентрируясь на существенных для задачи свойствах. Над объектами можно производить операции(посылая им сообщения). В языке Python все данные представлены в виде объектов.

Взаимодействие объектов заключается в вызове методоводних объектов другими. Иногда говорят, что объекты посылают друг другу сообщения. Сообщения — это запросы к объекту выполнить некоторые действия. ( Сообщения, методы, операции, функции–членыявляются синонимами).

Каждый объект хранит свое состояние(для этого у него есть атрибуты) и имеет определенный набор методов. (Синонимы: атрибут, поле, слот, объект–член, переменная экземпляра). Методы определяют поведение объекта. Объекты класса имеют общее поведение.

Объекты описываются не индивидуально, а с помощью классов. Класс— объект, являющийся шаблоном объекта. Объект, созданный на основе некоторого класса, называется экземпляром класса. Все объекты определенных пользователем классов являются экземплярами класса. Тем не менее, объекты даже с одним и тем же состоянием могут быть разными объектами. Говорят, что они имеют разную индивидуальность.

В языке Python для определения класса используется оператор class:

class имя_класса(класс1, класс2, ...):

# определения методов

Класс определяет типобъекта, то есть его возможные состояния и набор операций.

Абстракцияв ООП позволяет составить из данных и алгоритмов обработки этих данных объекты, отвлекаясь от несущественных (на некотором уровне) с точки зрения составленной информационной модели деталей. Таким образом, программа подвергается декомпозициина части «дозированной» сложности. Отдельный объект, даже вместе с совокупностью его связей с другими объектами, человеком воспринимается легче (именно так он привык оперировать в реальном мире), чем что–то неструктурированное и монотонное.

Перед тем как начать написание даже самой простенькой объектно–ориентированной программы, необходимо провести анализ предметной области, для того чтобы выявить в ней классы объектов.

При выделении объектов необходимо абстрагироваться (отвлечься) от большинства присущих им свойств и сконцентрироваться на свойствах, значимых для задачи..

Выделяемые объекты необязательно должны походить на физические объекты — ведь это абстракции, за которыми скрываются процессы, взаимодействия, отношения.

Удачная декомпозиция стоит многого. От нее зависят не только количественные характеристики кода (быстродействие, занимаемая память), но и трудоемкость дальнейшего развития и сопровождения. При отсутствии соответствующего опыта лучше не загадывать будущих путей развития программы, а делать ее как можно проще, под конкретную задачу.

Даже если просто перечислить все существительные, встретившиеся в описании задачи (явно или неявно), получится неплохой список кандидатов в классы.

При процедурном подходе тоже используется декомпозиция, но при объектно–ориентированном подходе производится декомпозиция не самого алгоритма на более мелкие части, а предметной области на классы объектов.

До этой лекции объекты Python встречались много раз: ведь каждое число, строка, функция, модуль и т.п. — это объекты. Некоторые встроенные объекты имеют в Python синтаксическую поддержку (для задания литералов). Таковы числа, строки, списки, кортежи и некоторые другие типы.

Теперь следует посмотреть на них в свете только что приведенных определений. Пример:

a = 3

b = 4.0

c = a + b

Здесь происходит следующее. Сначала имя « a» связывается в локальном пространстве имен с объектом–числом 3 (целое число). Затем « b» связывается с объектом–числом 4.0 (число с плавающей точкой). После этого над объектами 3 и 4.0 выполняется операция сложения, и имя « c» связывается с получившимся объектом. Кстати, операциями, в основном, будут называться методы, которые имеют в Python синтаксическую поддержку, в данном случае — инфиксную запись. То же самое можно записать как:

c = a.__add__(b)

Здесь __add__() — метод объекта a, который реализует операцию +между этим объектом и другим объектом.

Узнать набор методов некоторого объекта можно с помощью встроенной функции dir():

>>> dir(a)

['__abs__', '__add__', '__and__', '__class__', '__cmp__',

'__coerce__', '__delattr__', '__div__', '__divmod__',

'__doc__', '__float__', '__floordiv__', '__getattribute__',

'__getnewargs__', '__hash__', '__hex__', '__init__',

'__int__', '__invert__', '__long__', '__lshift__',

'__mod__', '__mul__', '__neg__', '__new__', '__nonzero__',

'__oct__', '__or__', '__pos__', '__pow__', '__radd__',

'__rand__', '__rdiv__', '__rdivmod__', '__reduce__',

'__reduce_ex__', '__repr__', '__rfloordiv__',

'__rlshift__', '__rmod__', '__rmul__', '__ror__',

'__rpow__', '__rrshift__', '__rshift__', '__rsub__',

'__rtruediv__', '__rxor__', '__setattr__', '__str__',

'__sub__', '__truediv__', '__xor__']

Здесь стоит указать на еще одну особенность Python. Не только инфиксные операции, но и встроенные функции ожидают наличия некоторых методов у объекта. Например, можно записать:

abs(c)

А функция abs()на самом деле использует метод переданного ей объекта:

c.__abs__()

Объекты появляются в результате вызова функций–фабрик или конструкторов классов (об этом ниже), а заканчивают свое существование при удалении последней ссылки на объект. Оператор delудаляет имя (а значит, и одну ссылку на объект) из пространства имен:

a = 1

# ...

del a

# имени a больше нет

Типопределяет область допустимых значений объекта и набор операций над ним. В ООП тип тесно связан с поведением— действиями объекта, состоящими в изменении внутреннего состояния и вызовами методов других объектов.

Ранее в языке Python встроенные типы данных не являлись экземплярами класса, поэтому считалось, что это были просто объекты определенного типа. Теперь ситуация изменилась, и объекты встроенных типов имеют классы, к которым они принадлежат. Таким образом, тип и класс в Python становятся синонимами.