Concetti OOPS spiegati per i principianti

Il ruolo dei programmi per computer è modellare con successo complessi requisiti del mondo reale in istruzioni comprensibili al computer. Per ottenere ciò, diversi paradigmi di programmazione lavorano su diverse filosofie. Questi includono la programmazione funzionale, la programmazione procedurale, la programmazione orientata agli oggetti e altro ancora. Questi paradigmi differiscono in base a come funzionano e sono quindi indipendenti dalla lingua.

In questo articolo, esamineremo in profondità la programmazione orientata agli oggetti. Prima di entrare nella complessità di OOPS, ecco alcuni concetti chiave di OOP in Java che dovresti tenere a mente, in quanto sono i quattro pilastri su cui funziona OOPS:

• Astrazione
• Incapsulamento
• Eredità
• Polimorfismo

Parleremo di questi concetti OOP in modo approfondito in una fase successiva di questo articolo. Ma prima, capiamo cos'è esattamente la programmazione orientata agli oggetti.

Cos'è la programmazione orientata agli oggetti?

Prima della programmazione orientata agli oggetti, la programmazione funzionale era il paradigma di programmazione dominante. Linguaggi come C e COBOL seguivano questo paradigma, quindi i programmi scritti usando questi linguaggi erano una serie di istruzioni. Questi utilizzavano subroutine o procedure per mantenere i codici sorgente modulari e più leggibili. Il paradigma della programmazione funzionale si concentrava più sulla logica che sui dati e il programma combinava sia i dati che il programma.

I linguaggi di programmazione, come C++, C#, Java e altri, sono passati all'approccio di programmazione orientata agli oggetti dopo che C. OOP ha dato la priorità ai dati sovrascrivendo semplici istruzioni basate sulla logica. In sostanza, un oggetto è qualsiasi cosa tu voglia modellare nel tuo programma. Potrebbe essere qualsiasi cosa. Se suona vago in questo momento, resta fino alla fine e capirai esattamente cosa intendiamo con questo!

Cosa sono le classi e gli oggetti?

La programmazione orientata agli oggetti funziona con classi e oggetti. Quindi, è importante capire cosa significano questi due termini e come sono diversi l'uno dall'altro. In poche parole, pensa alle classi come a un progetto che aiuta a creare oggetti come e quando ne hai bisogno.

Il ruolo delle Classi è quello di definire vari attributi e diversi comportamenti. Quindi, se dovessimo modellare un veicolo nel nostro programma, creeremmo una Classe per il veicolo e manterremmo attributi come il numero di ruote, colore, modello, età e così via; mentre i comportamenti sarebbero come avviare, accelerare, frenare e così via. Come puoi vedere, gli attributi e il comportamento che abbiamo definito non sono specifici di un veicolo. Essenzialmente comprendono i diversi comportamenti e attributi su diversi veicoli. In questo modo, quando si desidera creare un'istanza di un nuovo oggetto veicolo, è possibile specificare gli attributi per il veicolo in questione. In questo modo, le classi fungono da modello perfetto per la creazione di nuovi oggetti con gli stessi attributi e comportamenti.

Quindi, ecco come sarà il nostro veicolo di classe e i suoi diversi attributi e comportamenti. Ricorda che abbiamo usato la sintassi di Java per scrivere il codice, ma il paradigma di programmazione è indipendente dal linguaggio.

Veicolo di classe pubblica{

stringa privata _color;

_modello int privato;

stringa privata _makeYear;

stringa privata _fuelType;

public void start(){ }

public void accelera() {}

public void stop() {}

}

Utilizzando la classe definita, possiamo creare vari oggetti con attributi diversi pur avendo comportamenti comuni. Ad esempio:

In questo modo, le classi nella programmazione orientata agli oggetti possono aiutarti a semplificare la modellazione di comportamenti e sistemi complessi nel mondo reale. Tutti i dati, gli attributi e le funzioni sono associati all'oggetto di qualsiasi classe. In questo modo, viene eliminata la necessità di conservare qualsiasi dato globale. Questa è una differenza importante tra gli approcci di programmazione procedurale e programmazione orientata agli oggetti.

Stabilite le nozioni di base, esaminiamo in dettaglio i quattro pilastri della programmazione orientata agli oggetti:

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Astrazione

L'astrazione consiste nel concentrarsi su ciò che viene fatto invece che su come viene eseguita l'attività. L'intera idea alla base dell'astrazione è quella di aiutare a costruire moduli indipendenti che possono essere fatti interagire tra loro senza avere altra dipendenza l'uno dall'altro. In questo modo anche la manutenzione di un programma diventa più semplice e gestibile. Con l'astrazione, gli OOP cercano di rappresentare solo le funzionalità essenziali senza entrare nel modo in cui tali funzionalità sono implementate o come funzionano gli interni del sistema.

L'idea alla base di uno dei concetti OOPS più importanti in Python è che i programmatori devono concentrarsi solo sulle cose che contano direttamente per il modulo corrente. La modifica di un modulo non dovrebbe influire direttamente su altri moduli indipendenti. Un programmatore ha bisogno solo della conoscenza del modulo corrente e di ciò che offre. Non c'è molto bisogno di comprendere il funzionamento in background del modulo per realizzare ciò che è richiesto; pertanto, tali informazioni vengono estratte per ottenere i migliori risultati.

Se porti l'idea dell'astrazione oltre la programmazione, ti renderai conto che l'astrazione, in sostanza, è ovunque. Gli oggetti con cui abbiamo a che fare quotidianamente sono astratti da noi a vari livelli. Ad esempio, non sappiamo come funzioni l'interno del freno della nostra auto, ma ci è stato fornito un pedale per applicare i freni mentre astraiamo il meccanismo dietro le tende. In questo modo, non devi preoccuparti di come funziona; devi solo premere il pedale.

Incapsulamento

Il concetto di incapsulamento è strettamente legato al precedente concetto di astrazione. L'incapsulamento consiste essenzialmente nel fornire la soluzione a un problema senza richiedere all'utente finale di comprendere appieno il dominio del problema. Per fare ciò, l'incapsulamento lega insieme tutti i dati e il comportamento come una singola unità. In questo modo, all'utente finale viene impedito di conoscere gli elementi interni ovunque sia implementata l'astrazione.

L'utente non può accedere direttamente ai dati e utilizza le funzioni esposte per accedere ai dati come e quando necessario. Nascondendo le parti interne dell'oggetto, il paradigma di programmazione OOPS protegge l'integrità dei moduli e non consente agli utenti di impostare i dati interni in uno stato incoerente. Se non fatto, questo potrebbe causare molti problemi a lungo termine. Quindi, in questo modo, l'incapsulamento consiste più nell'esporre la complessità in modo a prova di errore e meno nel nascondere completamente la complessità.

Eredità

L'ereditarietà è un'altra potente caratteristica del paradigma della programmazione orientata agli oggetti. Il ruolo dell'ereditarietà è quello di organizzare e organizzare le classi in modo efficiente e rapido in una gerarchia per consentire a queste classi di ereditare il comportamento e gli attributi dalle classi che si trovano al di sopra della gerarchia. In sostanza, l'eredità può essere intesa come "è una relazione", che è molto simile a come parliamo delle cose nel mondo reale.

Ad esempio, diciamo che "un pappagallo è un uccello". Ciò significa che un pappagallo è un oggetto della classe uccello, e quindi eredita alcuni attributi e comportamenti dalla classe più ampia. Tuttavia, ciò non sarebbe corretto se diciamo che una banca è un conto bancario. È così che funziona la gerarchia nell'ereditarietà e consente di definire comportamenti e implementazioni che possono essere successivamente specializzati per classi specializzate. Tieni presente che l'ereditarietà non funziona all'indietro. Quindi, la classe genitore non erediterà mai nulla dalla classe figlia. Tuttavia, le classi figlie ereditano sia gli attributi che i comportamenti dalle classi padre, a seconda della natura di tali attributi e comportamenti (pubblici o privati). L'ereditarietà è un modo per riutilizzare il tuo programma e può aiutarti a rendere l'intero codice sorgente più breve e molto più comprensibile. Ma devi ricordare che non dovresti andare in giro ad aggiungere livelli dopo livelli di ereditarietà se non è necessario.

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Polimorfismo

Il polimorfismo è uno dei tanti importanti concetti OOPS in Python e Java, che essenzialmente si occupa di molte diverse possibili implementazioni di qualsiasi unità eseguibile e di tutte le sottili differenze che si verificano in background senza rendere l'utente consapevole di tali modifiche. Il polimorfismo rende più facile l'estensione dei programmi per computer con oggetti specializzati senza alcuna difficoltà.

Ad esempio, se desideri scrivere un pezzo di testo su carta, puoi usare una penna, un pennarello, un pastello o persino una matita. Tutto ciò di cui hai bisogno è qualcosa che possa stare nella tua mano e aiutarti a creare simboli mentre lo premi contro un foglio. Quindi, l'atto di scrivere ti aiuterà a creare simboli su carta, mentre lo strumento di cui hai bisogno dipende dalla tua scelta.

In questo senso, l'ereditarietà è un modo per il programma di ottenere il polimorfismo, in cui l'implementazione personalizzata del metodo sovrascrive il comportamento definito nella classe ereditata. Questo processo è noto anche come polimorfismo in fase di esecuzione o override del metodo. Esiste un'altra forma di polimorfismo, nota anche come sovraccarico del metodo. In questo, l'ereditarietà non entra affatto in scena. Nell'overload del metodo, il nome del metodo viene mantenuto lo stesso, mentre gli argomenti nel metodo differiscono in base all'attività da eseguire.

Insomma

Con ciò, arriviamo alla fine della nostra discussione sui concetti OOPS in Java . Quanto discusso finora pone tutte le basi necessarie per iniziare con la programmazione orientata agli oggetti senza preoccuparsi di nulla. Devi implementare la discussione e provare le cose sul campo; dopo tutto, la programmazione è tutta una questione di pratica e perseveranza.

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