Concepts OOPS expliqués pour les débutants

Le rôle des programmes informatiques est de modéliser avec succès les exigences complexes du monde réel en instructions compréhensibles par ordinateur. Pour ce faire, plusieurs paradigmes de programmation fonctionnent sur différentes philosophies. Ceux-ci incluent la programmation fonctionnelle, la programmation procédurale, la programmation orientée objet, etc. Ces paradigmes diffèrent en fonction de leur fonctionnement et sont donc indépendants de la langue.

Dans cet article, nous examinerons en profondeur la programmation orientée objet. Avant d'entrer dans les complexités de OOPS, voici quelques concepts clés de OOPS en Java que vous devez garder à l'esprit, car ce sont les quatre piliers sur lesquels fonctionne OOPS :

• Abstraction
• Encapsulation
• Héritage
• Polymorphisme

Nous parlerons en profondeur de ces concepts de POO plus tard dans cet article. Mais d'abord, comprenons ce qu'est exactement la programmation orientée objet.

Qu'est-ce que la programmation orientée objet ?

Avant la programmation orientée objet, la programmation fonctionnelle était le paradigme de programmation dominant. Des langages comme C et COBOL ont suivi ce paradigme, de sorte que les programmes écrits à l'aide de ces langages étaient une série d'instructions. Ceux-ci utilisaient des sous-programmes ou des procédures pour garder les codes sources modulaires et plus lisibles. Le paradigme de la programmation fonctionnelle se concentrait davantage sur la logique que sur les données, et le programme combinerait à la fois les données et le programme.

Les langages de programmation, tels que C ++, C #, Java, etc., sont passés à l'approche de programmation orientée objet après C. Les OOP ont donné la priorité aux données en remplaçant les instructions simples basées sur la logique. Essentiellement, un objet est tout ce que vous voulez modéliser dans votre programme. Cela pourrait être tout et n'importe quoi. Si cela semble vague en ce moment, tenez-vous jusqu'à la fin et vous comprendrez exactement ce que nous entendons par là !

Que sont les classes et les objets ?

La programmation orientée objet fonctionne avec des classes et des objets. Il est donc important de comprendre ce que signifient ces deux termes et en quoi ils diffèrent l'un de l'autre. En termes simples, considérez les classes comme un modèle qui aide à créer des objets au fur et à mesure que vous en avez besoin.

Le rôle des classes est de définir divers attributs et différents comportements. Ainsi, si nous devions modéliser un véhicule dans notre programme, nous créerions une classe pour le véhicule et conserverions des attributs tels que le nombre de roues, la couleur, le modèle, l'âge, etc. alors que les comportements seraient comme démarrer, accélérer, freiner, etc. Comme vous pouvez le voir, les attributs et le comportement que nous avons définis ne sont pas spécifiques à un véhicule. Ils englobent essentiellement les différents comportements et attributs des différents véhicules. Ainsi, lorsque vous souhaitez instancier un nouvel objet véhicule, vous pouvez spécifier les attributs par véhicule en question. De cette façon, les classes agissent comme un modèle parfait pour créer de nouveaux objets avec les mêmes attributs et comportements.

Alors, voici à quoi ressembleront notre véhicule de classe et ses différents attributs et comportements. N'oubliez pas que nous avons utilisé la syntaxe de Java pour écrire le code, mais le paradigme de programmation est indépendant du langage.

Véhicule de classe publique{

chaîne privée _color ;

privé int _model ;

chaîne privée _makeYear ;

chaîne privée _fuelType ;

public void start(){ }

public void accélérer () {}

public void stop() {}

}

En utilisant la classe définie, nous pouvons créer divers objets avec différents attributs tout en ayant des comportements communs. Par exemple:

De cette façon, les cours de programmation orientée objet peuvent vous aider à simplifier la modélisation de comportements et de systèmes complexes du monde réel. Toutes les données, attributs et fonctions sont liés à l'objet de n'importe quelle classe. De cette façon, la nécessité de conserver des données globales est éliminée. C'est une différence importante entre les approches de programmation procédurale et de programmation orientée objet.

Une fois les bases établies, examinons en profondeur les quatre piliers de la programmation orientée objet :

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Abstraction

L'abstraction consiste à se concentrer sur ce qui est fait plutôt que sur la façon dont la tâche est effectuée. L'idée derrière l'abstraction est d'aider à construire des modules indépendants qui peuvent être amenés à interagir les uns avec les autres sans dépendre les uns des autres. De cette façon, la maintenance d'un programme devient également plus facile et plus gérable. Avec l'abstraction, les POO essaient de ne représenter que les fonctionnalités essentielles sans entrer dans la façon dont ces fonctionnalités sont implémentées ou sur le fonctionnement des composants internes du système.

L'idée derrière l'un des concepts OOPS les plus importants en Python est que les programmeurs doivent se concentrer uniquement sur les choses qui comptent directement pour le module actuel. La modification d'un module ne doit pas avoir d'impact direct sur d'autres modules indépendants. Un programmeur n'a besoin que de connaître le module actuel et ce qu'il donne. Il n'est pas vraiment nécessaire de comprendre le fonctionnement en arrière-plan du module pour accomplir ce qui est requis ; par conséquent, ces informations sont extraites pour de meilleurs résultats.

Si vous prenez l'idée de l'abstraction au-delà de la programmation, vous vous rendrez compte que l'abstraction, par essence, est partout. Les objets que nous traitons quotidiennement nous sont abstraits à différents niveaux. Par exemple, nous ne savons pas comment fonctionnent les composants internes de nos freins de voiture, mais nous avons reçu une pédale pour appliquer les freins tout en faisant abstraction du mécanisme derrière les rideaux. De cette façon, vous n'avez pas à vous soucier de son fonctionnement ; il suffit d'appuyer sur la pédale.

Encapsulation

Le concept d'encapsulation est étroitement lié au concept précédent d'abstraction. L'encapsulation consiste essentiellement à fournir la solution à un problème sans obliger l'utilisateur final à comprendre pleinement le domaine du problème. Pour ce faire, l'encapsulation lie toutes les données et le comportement en une seule unité. De cette façon, l'utilisateur final est empêché de connaître les éléments internes partout où l'abstraction est implémentée.

L'utilisateur ne peut pas accéder directement aux données et utilise les fonctions exposées pour accéder aux données en cas de besoin. En masquant les composants internes de l'objet, le paradigme de programmation OOPS protège l'intégrité des modules et ne permet pas aux utilisateurs de définir les données internes dans un état incohérent. Si ce n'est pas fait, cela pourrait causer de nombreux problèmes à long terme. Ainsi, de cette manière, l'encapsulation consiste davantage à exposer la complexité de manière infaillible et moins à masquer complètement la complexité.

Héritage

L'héritage est une autre caractéristique puissante du paradigme de la programmation orientée objet. Le rôle de l'héritage est d'arranger et d'organiser efficacement et rapidement les classes dans une hiérarchie pour permettre à ces classes d'hériter du comportement et des attributs des classes situées au-dessus de la hiérarchie. Essentiellement, l'héritage peut être compris comme « est une relation », ce qui est très similaire à la façon dont nous parlons des choses dans le monde réel.

Par exemple, nous disons qu'"un perroquet est un oiseau". Cela signifie qu'un perroquet est un objet de la classe oiseau et qu'il hérite donc de certains attributs et comportements de la classe plus large. Cependant, ce ne sera pas correct si nous disons qu'une banque est un compte bancaire. C'est ainsi que fonctionne la hiérarchie dans l'héritage, et cela vous permet de définir des comportements et des implémentations qui peuvent ensuite être spécialisés pour des classes spécialisées. Gardez à l'esprit que l'héritage ne fonctionne pas en arrière. Ainsi, la classe parent n'héritera jamais de quoi que ce soit de la classe enfant. Cependant, les classes enfants héritent à la fois des attributs et des comportements des classes parents, selon la nature de ces attributs et comportements (publics ou privés). L'héritage est un moyen de réutiliser votre programme et peut vous aider à rendre l'ensemble de votre code source plus court et beaucoup plus compréhensible. Mais vous devez vous rappeler que vous ne devriez pas ajouter des niveaux après les niveaux d'héritage si ce n'est pas nécessaire.

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Polymorphisme

Le polymorphisme est l'un des nombreux concepts OOPS importants en Python et Java, qui prend essentiellement en charge de nombreuses implémentations possibles différentes de toutes les unités exécutables et toutes les différences subtiles qui se produisent en arrière-plan sans que l'utilisateur ne soit conscient de ces changements. Le polymorphisme facilite l'extension sans difficulté des programmes informatiques avec des objets spécialisés.

Par exemple, si vous souhaitez écrire un texte sur du papier, vous pouvez utiliser un stylo, un marqueur, un crayon ou même un crayon. Tout ce dont vous avez besoin est quelque chose qui peut tenir dans votre main et vous aider à créer des symboles lorsque vous l'appuyez contre un papier. Ainsi, le fait d'écrire vous aidera à créer des symboles sur papier, tandis que l'instrument dont vous avez besoin dépend de votre choix.

En ce sens, l'héritage est un moyen pour le programme d'atteindre le polymorphisme, dans lequel l'implémentation personnalisée de la méthode écrase le comportement défini dans la classe héritée. Ce processus est également appelé polymorphisme d'exécution ou remplacement de méthode. Il existe une autre forme de polymorphisme, également connue sous le nom de surcharge de méthode. En cela, l'héritage n'entre pas du tout en ligne de compte. Dans la surcharge de méthode, le nom de la méthode reste le même, tandis que les arguments de la méthode diffèrent en fonction de la tâche à effectuer.

En conclusion

Avec cela, nous arrivons à la fin de notre discussion sur les concepts OOPS en Java . Les choses discutées jusqu'ici ont établi toutes les bases dont vous avez besoin pour démarrer avec la programmation orientée objet sans vous soucier de quoi que ce soit. Vous devez mettre en œuvre la discussion et essayer les choses sur le tas ; après tout, programmer, c'est pratiquer et persévérer.

La connaissance d'OOPS vous aidera également dans votre parcours en science des données, car vous utiliserez des langages comme Python, qui s'appuie sur le paradigme OOPS. La science des données est un domaine en plein essor, et les opportunités ne manquent pas pour les personnes possédant les bonnes compétences et connaissances. Découvrez notre MS en science des données par upGrad, en collaboration avec l'Université de l'Arizona, et obtenez une chance d'apprendre des experts de l'industrie aux côtés d'un solide réseau d'anciens élèves qui vous aideront tout au long de votre carrière.