ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ
Исторически сложилось так, что программирование возникло и развивалось как процедурное программирование, которое предполагает, что основой программы является алгоритм, процедура обработки данных.
Объектно-ориентированное программирование (ООП) - это методика разработки программ, в основе которой лежит понятие объекта, как некоторой структуры, описывающей объект реального мира, его поведение. Задача, решаемая с использованием методики ООП, описывается в терминах объектов и операций над ними, а программа при таком подходе представляет собой набор объектов и связей между ними.
Замечание
Строго говоря, для того, чтобы разрабатывать приложения в Delphi на базе предоставляемых средой разработки компонентов, знание концепции ООП не является необходимым. Однако для более глубокого понимания того, как программа взаимодействует с компонентами, что и почему Delphi добавляет в текст программы, материал данной главы весьма полезен.
Класс
Классический язык Pascal позволяет программисту определять свои собственные сложные типы данных - записи (records). Object Pascal, поддерживая концепцию объектно-ориентированного программирования, дает возможность определять классы. Класс - это сложная структура, включающая в себя помимо описания данных описание процедур и функций, которые могут быть выполнены над представителем класса - объектом.
Вот пример описания простого класса:
TTPerson=class
Private
public
procedure show;
Данные класса называются полями, процедуры и функции - методами. В приведенном примере TTPerson - это имя класса, fname и faddress - имена полей, show - имя метода.
Замечание
Согласно принятому в Delphi соглашению имена полей должны начинаться с буквы f (от слова field - поле).
В программе описание класса помещают в раздел описания типов (type).
Объект
В программе представители класса - объекты, объявляются в разделе var. Например, так:
var
student: TTPerson;
professor: TTPerson;
Следует обратить особое внимание на то, что в Object Pascal объект - это динамическая структура. Переменная-объект содержит не данные, а ссылку на данные объекта. Поэтому программист должен позаботиться о выделении памяти для этих данных.
Выделение памяти осуществляется при помощи специального метода класса - конструктора, которому обычно присваивают имя create (создать). Чтобы подчеркнуть особую роль и поведение конструктора, в описании класса вместо слова procedure используется слово constructor. Ниже приведено описание класса TTPerson, в состав которого введен конструктор.
TTPerson = class
private
fname: string [ 15] ;
f address: string [35] ;
constructor create; // конструктор
public
procedure show;// метод
end;
Выделение памяти для данных объекта происходит присваиванием значения результата применения метода-конструктора к типу (классу) объекта. Например, после выполнения инструкции
выделяется необходимая память для данных объекта professor .
Помимо выделения памяти, конструктор, как правило, решает задачу присваивания полям объекта начальных значений, т. е. осуществляет инициализацию объекта. Ниже приведен пример реализации конструктора для объекта TTPerson.
constructor TTPerson.create ;
begin
fname: = ‘ ‘ ;
faddress:=’’' ;
end;
Реализация конструктора несколько необычна. Во-первых, в теле конструктора нет привычных инструкций New, обеспечивающих выделение динамической памяти (всю необходимую работу по выделению памяти выполняет компилятор). Во-вторых, формально, конструктор не возвращает значения, хотя в программе обращение к конструктору осуществляется как к методу-функции.
После объявления и инициализации объект можно использовать, например, установить значение поля объекта. Доступ к полю объекта осуществляется указанием имени объекта и имени поля, которые отделяются друг от друга точкой. Хотя объект является ссылкой, однако правило доступа к данным с помощью ссылки, согласно которому после имени переменной, являющейся ссылкой, надо ставить значок ^ на объекты не распространяется. Например, для доступа к полю fname объекта professor вместо
professor^. Fname
надо писать
professor.fname
Очевидно, что такой способ доступа к полям объекта более естественен.
Если в программе некоторый объект больше не используется, то можно освободить память, занимаемую полями этого объекта. Для выполнения этого действия используют метод-деструктор free. Например, чтобы освободить память занимаемую полями объекта professor, достаточно записать
professor.free;
Метод
Методы класса (процедуры и функции, объявление которых включено в описание класса) выполняют действия над объектами класса. Чтобы метод был выполнен, надо указать имя объекта и имя метода, отделив одно имя от другого точкой. Например, инструкция
professor.Show;
вызывает применение метода show к объекту professor. Фактически инструкция применения метода к объекту - это специфический способ записи инструкции вызова процедуры.
В программе методы класса определяются точно так же, как обычные процедуры и функции, за исключением того, что имя процедуры или функции, являющейся методом, состоит из двух частей: имени класса, к которому принадлежит метод, и имени метода. Имя класса от имени метода отделяется точкой.
Ниже приведен пример определения метода show приведенного выше класса TTPerson.
// метод show класса TTPerson
procedure TTPerson. show;
begin
ShowMessage(‘Имя:'+fname+#13+'Адрес: '+faddress);
end;
Следует обратить внимание на то, что в инструкциях метода доступ к полям объекта осуществляется без указания имени объекта.
Инкапсуляция и свойства объекта
Под инкапсуляцией понимается скрытие полей объекта с целью обеспечения доступа к ним только посредством методов класса.
В Object Pascal ограничение доступа к полям объекта реализуется при помощи свойств объекта. Свойство объекта характеризуется полем, хранящем значение свойства, и двумя методами, обеспечивающими доступ к полю свойства. Метод установки значения свойства называется методом записи свойства (write), метод получения значения свойства называется методом чтения свойства (read).
В описании класса перед именем свойства записывают слово property (свойство). После имени свойства указывается его тип, затем имена методов, обеспечивающих доступ к значению свойства. После слова read указывается имя метода, обеспечивающего чтение свойства, после слова write - записи свойства имя метода. Ниже приведен пример описания класса TTPerson, содержащего два свойства: Name и Address.
type
TTPerson= class
Private
FName:Tname;// значение св-ва Name
Faddress:TAdress;// значение св-ва Address
Constructor Create (Name :Tname);
Procedure Show;
Function GetName:TName;
Function GetAddress:TAddress;
Procedure SetAddress(NewAddress:TAddress);
Public
Property Name: Tname
read GetName;
Property Address: Taddress
read GetAddress
write SetAddress;
end;
В программе для установки значения свойства не обязательно записывать инструкцию применения к объекту метода установки значения свойства, можно записать обычную инструкцию присваивания значения свойству. Например, чтобы присвоить значение свойству Adress объекта student, достаточно записать
Student.Address:='С.Петербург, ул.Садовая 21, кв. 3';
Компилятор перетранслирует приведенную инструкцию присваивания значения свойству в инструкцию вызова метода
Student.SetAddress(' С. Петербург, ул. Садовая 21, кв .3'),•
Внешне использование свойств в программе ничем не отличается от использования полей объекта. Вместе с тем между свойством и полем объекта существует принципиальное отличие: при присвоении и чтении значения свойства автоматически вызывается процедура, которая выполняет некоторую работу.
В программе на методы свойства можно возложить некоторые дополнительные задачи. Например, с помощью метода можно проверить корректность присваиваемых свойству значений, установить значения других, логически связанных со свойством, полей, вызвать вспомогательную процедуру.
Оформление данных объекта как свойства позволяет ограничить доступ к полям, хранящим значения свойств объекта, например можно разрешить только чтение. Чтобы инструкции программы не могли изменить значение свойства, в описании свойства надо указать только имя метода чтения. Попытка присвоить значение свойству, предназначенному только для чтения, вызывает ошибку времени компиляции. В приведенном выше описании классаTTperson свойство Name доступно только для чтения, а свойство Address - для чтения и записи.
Установить значение свойства, защищенного от записи, можно во время инициализации объекта. Ниже приведены методы класса ттрегзоп, обеспечивающие создание объекта класса ттрегзоп и доступ к его свойствам.
Constructor TTPerson.Create (Name:TName);
begin