Признаки объектов

Кроме имени в сообщении об объекте человек может подробно перечислить его признаки: свойства, действия, поведение, состояния.

Свойства объектов отвечают на вопросы: «Чем может отличаться один объект от другого?», «Что может измениться у объекта при выполнении действия?».

Например, собаки могут отличаться друг от друга окрасом, города — численностью населения, реки — длиной; при редактировании документа его размер может уменьшиться, при нагревании воды увеличивается её температура.

Каждое свойство определяется некоторой величиной и тем значением, которое она принимает. Примеры величин: цвет, материал, форма, длина. Примеры значений: красный, железный, прямоугольный, 2 м.

В таблице 1 приведены объекты, их свойства, а также величины и значения величин, соответствующие этим свойствам.

Возможности объекта обозначаются именами действий, отвечающими на вопросы: «Что он может делать?» (активное действие) или «Что с ним можно делать?» (пассивное действие).

Например, далматин бегает, операционная система управляет работой компьютера, воздушный шар можно надуть, файл — переименовать, модифицировать, удалить и т. д.

Чтобы описать поведение объекта, нужно не просто назвать имена действий, а составить пошаговое описание каждого действия, свойственного этому объекту.

Без этого информация об объекте будет неполной. Ведь действие с одним и тем же именем различные объекты могут совершать по-разному.

Например, птицы, воздушные шары и вертолёты неодинаково летают, а действие «строить» человек по-разному выполняет с домами, мостами и тоннелями.

Говоря о состоянии объекта, человек называет или подразумевает определённое сочетание всех или некоторых свойств этого объекта.

Например, под хорошей погодой человек может понимать определённую температуру воздуха (тепло), отсутствие сильного ветра (тихо) и осадков (солнечно). Когда с объектом выполняется действие, его состояние изменяется. Например, с воздушным шариком можно связать величины «объём» (в литрах), «высота» (в метрах над Землёй) и «поврежденность» (наличие дырок). Когда воздушный шар надувают, изменяется его объём. Во время полёта шара будет увеличиваться высота, на которой он находится. А когда шарик лопнет и упадёт, изменятся значения сразу всех трёх величин.

Источник

Объекты

Как мы знаем из главы Типы данных, в JavaScript существует 8 типов данных. Семь из них называются «примитивными», так как содержат только одно значение (будь то строка, число или что-то другое).

Объекты же используются для хранения коллекций различных значений и более сложных сущностей. В JavaScript объекты используются очень часто, это одна из основ языка. Поэтому мы должны понять их, прежде чем углубляться куда-либо ещё.

Объект может быть создан с помощью фигурных скобок <…>с необязательным списком свойств. Свойство – это пара «ключ: значение», где ключ – это строка (также называемая «именем свойства»), а значение может быть чем угодно.

Мы можем представить объект в виде ящика с подписанными папками. Каждый элемент данных хранится в своей папке, на которой написан ключ. По ключу папку легко найти, удалить или добавить в неё что-либо.

Пустой объект («пустой ящик») можно создать, используя один из двух вариантов синтаксиса:

Обычно используют вариант с фигурными скобками <. >. Такое объявление называют литералом объекта или литеральной нотацией.

Литералы и свойства

При использовании литерального синтаксиса <. >мы сразу можем поместить в объект несколько свойств в виде пар «ключ: значение»:

В объекте user сейчас находятся два свойства:

Можно сказать, что наш объект user – это ящик с двумя папками, подписанными «name» и «age».

Мы можем в любой момент добавить в него новые папки, удалить папки или прочитать содержимое любой папки.

Для обращения к свойствам используется запись «через точку»:

Значение может быть любого типа. Давайте добавим свойство с логическим значением:

Для удаления свойства мы можем использовать оператор delete :

Имя свойства может состоять из нескольких слов, но тогда оно должно быть заключено в кавычки:

Последнее свойство объекта может заканчиваться запятой:

Это называется «висячая запятая». Такой подход упрощает добавление, удаление и перемещение свойств, так как все строки объекта становятся одинаковыми.

Есть ещё один способ сделать константами свойства объекта, который мы рассмотрим в главе Флаги и дескрипторы свойств.

Квадратные скобки

Для свойств, имена которых состоят из нескольких слов, доступ к значению «через точку» не работает:

Для таких случаев существует альтернативный способ доступа к свойствам через квадратные скобки. Такой способ сработает с любым именем свойства:

Сейчас всё в порядке. Обратите внимание, что строка в квадратных скобках заключена в кавычки (подойдёт любой тип кавычек).

Квадратные скобки также позволяют обратиться к свойству, имя которого может быть результатом выражения. Например, имя свойства может храниться в переменной:

Здесь переменная key может быть вычислена во время выполнения кода или зависеть от пользовательского ввода. После этого мы используем её для доступа к свойству. Это даёт нам большую гибкость.

Запись «через точку» такого не позволяет:

Вычисляемые свойства

Мы можем использовать квадратные скобки в литеральной нотации для создания вычисляемого свойства.

По сути, пример выше работает так же, как и следующий пример:

…Но первый пример выглядит лаконичнее.

Мы можем использовать и более сложные выражения в квадратных скобках:

Квадратные скобки дают намного больше возможностей, чем запись через точку. Они позволяют использовать любые имена свойств и переменные, хотя и требуют более громоздких конструкций кода.

Подведём итог: в большинстве случаев, когда имена свойств известны и просты, используется запись через точку. Если же нам нужно что-то более сложное, то мы используем квадратные скобки.

Свойство из переменной

В реальном коде часто нам необходимо использовать существующие переменные как значения для свойств с тем же именем.

В примере выше название свойств name и age совпадают с названиями переменных, которые мы подставляем в качестве значений этих свойств. Такой подход настолько распространён, что существуют специальные короткие свойства для упрощения этой записи.

Вместо name:name мы можем написать просто name :

Мы можем использовать как обычные свойства, так и короткие в одном и том же объекте:

Ограничения на имена свойств

Как мы уже знаем, имя переменной не может совпадать с зарезервированными словами, такими как «for», «let», «return» и т.д.

Но для свойств объекта такого ограничения нет:

Иными словами, нет никаких ограничений к именам свойств. Они могут быть в виде строк или символов (специальный тип для идентификаторов, который будет рассмотрен позже).

Все другие типы данных будут автоматически преобразованы к строке.

Например, если использовать число 0 в качестве ключа, то оно превратится в строку «0» :

Как мы видим, присвоение примитивного значения 5 игнорируется.

Мы более подробно исследуем особенности свойства __proto__ в следующих главах Прототипное наследование, а также предложим способы исправления такого поведения.

Проверка существования свойства, оператор «in»

В отличие от многих других языков, особенность JavaScript-объектов в том, что можно получить доступ к любому свойству. Даже если свойства не существует – ошибки не будет!

Также существует специальный оператор «in» для проверки существования свойства в объекте.

Обратите внимание, что слева от оператора in должно быть имя свойства. Обычно это строка в кавычках.

Если мы опускаем кавычки, это значит, что мы указываем переменную, в которой находится имя свойства. Например:

Это когда свойство существует, но содержит значение undefined :

В примере выше свойство obj.test технически существует в объекте. Оператор in сработал правильно.

Цикл «for…in»

К примеру, давайте выведем все свойства объекта user :

Обратите внимание, что все конструкции «for» позволяют нам объявлять переменную внутри цикла, как, например, let key здесь.

Упорядочение свойств объекта

Упорядочены ли свойства объекта? Другими словами, если мы будем в цикле перебирать все свойства объекта, получим ли мы их в том же порядке, в котором мы их добавляли? Можем ли мы на это рассчитывать?

Короткий ответ: свойства упорядочены особым образом: свойства с целочисленными ключами сортируются по возрастанию, остальные располагаются в порядке создания. Разберёмся подробнее.

В качестве примера рассмотрим объект с телефонными кодами:

Если мы делаем сайт для немецкой аудитории, то, вероятно, мы хотим, чтобы код 49 был первым.

Но если мы запустим код, мы увидим совершенно другую картину:

Термин «целочисленное свойство» означает строку, которая может быть преобразована в целое число и обратно без изменений.

То есть, «49» – это целочисленное имя свойства, потому что если его преобразовать в целое число, а затем обратно в строку, то оно не изменится. А вот свойства «+49» или «1.2» таковыми не являются:

…С другой стороны, если ключи не целочисленные, то они перебираются в порядке создания, например:

Таким образом, чтобы решить нашу проблему с телефонными кодами, мы можем схитрить, сделав коды не целочисленными свойствами. Добавления знака «+» перед каждым кодом будет достаточно.

Теперь код работает так, как мы задумывали.

Итого

Объекты – это ассоциативные массивы с рядом дополнительных возможностей.

Они хранят свойства (пары ключ-значение), где:

Чтобы получить доступ к свойству, мы можем использовать:

В JavaScript есть много других типов объектов:

Объекты в JavaScript очень мощные. Здесь мы только немного углубились в действительно огромную тему. Мы будем плотно работать с объектами и узнаем о них больше в следующих частях учебника.

Задачи

Привет, object

Напишите код, выполнив задание из каждого пункта отдельной строкой:

Источник

ООП – Организация Освобождения Палестины.
Аббревиатура.

Резонный вопрос – почему так поздно приступаем к знакомству с ООП? Я тоже считаю, что некоторые главы книги только бы выиграли от их изложения в объектно-ориентированной нотации. Но, сказавши «а», следовало бы сказать и «б», т.е. пришлось бы полностью изложить принципы ООП, а это было бы не совсем правильно:

эта технология ориентирована на создание уже достаточно больших проектов, хотя отдельные части проекта (например, методы классов) все равно разрабатываются в рамках традиционной технологии структурного программирования. Поэтому, на мой консервативный взгляд, чтобы почувствовать преимущества технологии ООП, надо иметь опыт разработки проектов определенной сложности в традиционной технологии;

многие механизмы объектно-ориентированного Си прекрасно иллюстрируются средствами классического Си, чтобы понимать первое, нужно знать второе;

все предыдущие главы иллюстрированы небольшими по объему программами, для которых объектно-ориентированная нотация (именно как для примеров) не обязательна;

ООП – это постановка процесса программирования «с ног на голову», (или с головы на ноги), а это лучше сделать не в середине изложения материала;

И, наконец, такой «монстр» как Си++, пытающийся сочетать в себе все и вся, имеет не совсем удобную, излишне открытую и довольно громоздкую объектно-ориентированную нотацию. Поэтому данный материал следует рассматривать как приглашение к знакомству с тотальными средами ООП, например, Java или C#.

10.1 Объекты и классы

Объект, метод, класс: определения и свойства

«Классами называются большие группы людей, различающиеся по их месту в исторически определен­ной системе общественного производства, по их отношению) к средствам произ­водства, по их роли в общественной организации труда, а следователь­но, по способам получения и размерам той доли общественного богатства, которой они располагают» Ленинское определение классов.

Строго говоря, реализовать идеи ООП можно в классической среде программирования, соблюдая дух, а не букву технологии. Например, библиотека функций, работающая на общую структуру данных, может в первом приближении считаться классом.

Прописные истины объектно-ориентированного подхода

Объектно-ориентированный подход не ограничен синтаксисом. Следует соблюдать не только букву, но и дух ООП. Но даже в самой реализации понятий класса и объекта в языке программирования имеется много очевидных, но не всегда упоминаемых вещей, которые следует помнить. Попробуем их здесь перечислить.

для каждого объекта создается экземпляр данных;

методы класса, с которыми работает объект, представляют собой единственный экземпляр программного кода в сегменте команд, который одинаково выполняется для всех объектов (разделяется ими);

при вызове метода объект, для которого он выполняется, идентифицируется указателем текущего объекта this, задающим контекст текущего объекта.

Таким образом, связка «объект-метод» преобразуется в традиционную последовательность действий: «вызов функции – метода класса с фактическим параметром – указателем на текущий объект».

public: void F() < a++; >// void A::F(A *this) < this->a++; >

если элементы данных класса имеют взаимосвязанные значения, то класс должен поддерживать установленные для них соглашения;

если объект данных класса ссылается на внешние структуры данных, то при синтаксическом копировании объекта необходимо обеспечить независимость связанной структуры данных в объекте-копии (создать ее копию или обеспечить разделение – см. «конструктор копирования»;

если объект содержит идентификаторы каких-либо внешних ресурсов (например, номер коммуникационного порта), то действия класса должны быть аналогичными.

рис. 101-1. Объект: граница ответственности транслятора и программы

double * pd ; // Внутренняя СД – дин. массив коэффициентов

public : void add ( double D 2[], int n 2)<> // Нарушение закрытости – параметр – внутренняя СД

void add ( poly & T )<> // Правильно: параметр – объект того же класса

По отношению к методам это означает, что интерфейс класса (набор методов) должен быть максимально разнообразен, методы должны сочетаться в любых комбинациях, давая широкое разнообразие возможностей работы с объектом.

Полезный совет: желательно избегать многообразия форм представления внутренних данных объекта. Чем их меньше, тем проще обеспечить его целостность и корректность. Например, лучше иметь фиктивный динамический массив, чем NULL-указатель. В примере с классом степенного полинома «пустой» полином лучше представить динамическим массивом с единственным нулевым коэффициентом.

double * pd ; // Внутренняя СД – дин. массив коэффициентов

public : poly () < n =0; pd = NULL ; >// Нежелательно: NULL – отсутствие массива

«Ложась спать, программист ставит рядом два стакана: один полный – если захочет пить, и один пустой – если не захочет». Анекдот в тему.

// Класс степенного полинома – заголовок класса (объявление)

int n; // степень полинома

double *pd; // динамический массив коэффициентов

double & get ( int k ); // получение ссылки на коэффициент

void add ( poly & T ); // сложение объектов (1=1+2)

void mul ( poly & T ); // умножение объектов объектов (1=1+2)

Целостность объекта. Конструктор. Деструктор

Требование целостности и корректности объекта означают, что объект – это нечто большее, чем просто переменная. При создании переменной ее инициализация вовсе не обязательна, в то время как создание объекта должно сопровождаться установлением его начального состояния (инициализация данных, резервирование памяти, ресурсов, установление связей и т.д.). Аналогичные обратные действия необходимо выполнить при его уничтожении перед освобождением памяти. С этой целью в классе вводятся специальные методы – конструкторы и деструктор. Их имена совпадают с именем класса. Конструкторов для данного класса может быть сколь угодно много, они отличаются формальными параметрами, деструктор же всегда один и имеет имя, предваренное символом «

«. Если конструктор имеет формальные параметры, то в определении переменной-объекта после ее имени должны присутствовать в скобках значения фактических параметров.

// Класс степенного полинома – конструкторы и деструктор

int n; // степень полинома

double *pd; // динамический массив коэффициентов

n=0; // с нулевым коэффициентом

n=m; // с нулевыми коэффициентами

load(n0,p); > // используется вспомогательный метод load

load(T.n, T.pd); > // (конструктор копирования)

Момент вызова конструктора и деструктора определяется временем создания и уничтожения объектов:

В Си++ возможно определение массива объектов класса. При этом конструктор и деструктор автоматически вызываются в цикле для каждого элемента массива и не должны иметь параметров. При выполнении оператора delete для указателя на массив объектов его необходимо предварять скобками.

poly a,b(6), c (3, D ); // Статические объекты – конструкторы

// пустой полином, заданной размерности и из массива

poly *p,* q ; // Указатели на объект

poly c,d( c ); // Автоматические объекты

p = new poly ; // Динамический объект

q = new poly [ n ]; // Динамический массив объектов

delete p; // Уничтожение динамического объекта

delete [] q ; // Уничтожение динамического массива объектов

> // Уничтожение автоматических объектов

Замечание: процесс конструирования «вложен» в процесс выделением памяти под переменную. Конструктор вызывается сразу же после выделения памяти, а деструктор – перед ее освобождением.

A(int a1) // Конструктор

Класс – структурированный тип с ограниченным доступом

«Настоящий» классы в Си++ отличается от структурированного типа одной единственной мелочью: в классе вводятся ограничения доступа. Естественно, это синтаксические ограничения, и при желании их можно исключить простым редактированием заголовка класса. Это «дисциплинирующие» ограничения, позволяющие установить зоны ответственности программистов – разработчика класса и пользователя класса, обеспечить необходимую закрытость.

В процессе программирования класса участвуют два действующих лица с различной компетенцией: разработчик класса, пишущий его внутренний код, и пользователь класса – программист, создающий объекты этого класса и вызывающий для них его методы. Но ограничения касаются не самих программистов, а кода, который они создают. Внутреннее программирование класса – это разработка программного кода, который находится в теле разрабатываемого класса (точнее, в теле его методов). Внешнее программирование – это разработка кода вне тела проектируемого класса, который создает объекты класса, работает с данными этих объектов и вызывает методы.

Формально класс отличается от структурированного типа ключевым словом class (вместо struct ) и наличием двух областей доступа в теле класса:

закрытая (личная) часть, допускает только внутреннее программирование и закрыта при доступе через объект вне класса. По правилам синтаксиса закрытая часть начинается сразу же вслед за заголовком класса. Она также может быть обозначена меткой private;

открытая (общая) часть класса допускает любой доступ, в том числе и внешний. Она всегда явно обозначается меткой public.

// Класс степенного полинома

int n; // степень полинома

double *pd; // динамический массив коэффициентов

public:… // метка открытой части

Другие варианты размещения данных и методов в личной и общей части класса встречаются реже, но тоже обоснованы:

в общей части класса могут быть размещены данные, изменение которых пользователем класса не может привести к катастрофическим последствиям (например, цвет фигуры). Естественно, что класс будет учитывать изменение этих данных только при вызове методов (например, при перерисовке фигуры);

в личной части класса может быть размещен внутренний метод, необходимый для работы самого класса. Это могут быть вспомогательные действия, вынесенные за пределы конкретных методов, либо такие операции, корректное выполнение которых требует дополнительных действий.

Иногда требуется ввести исключения из правил доступа, когда некоторой функции или классу требуется разрешить доступ к личной части объекта класса. Тогда в определении класса, к объектам которого разрешается такой доступ, должно быть объявление функции или другого класса как «дружественных». Это согласуется с тем принципом, что сам класс определяет права доступа к своим объектам «со стороны».

Объявление дружественной функции представляет собой прототип функции, переопределяемой операции или имя класса, которым разрешается доступ, предваренное ключевым словом friend.

// Классы и функции, дружественные классу A

int x; // Личная часть класса

. // Все «друзья» имеют доступ к x

friend void C::operator+( А &);

«Друг – это тот, кто имеет исключительное право лезть тебе в душу (личную часть) в любое время».

Возвращаясь к классу полиномов, сразу же заметим, что в нем можно по большей части обойтись без дружественности. Закрытость же касается только данных (размерность и указатель на динамический массив), а также методов, связанных с управлением динамической памятью при изменении размерности полинома.

Задача управления динамической памятью должна быть решена раз и навсегда в начале проектирования класса, чтобы в дальнейшем к ней не возвращаться. Удобнее всего сделать это в виде внутренних методов управления размерностью объекта. Предпочтительнее также создавать дополнительные локальные объекты требуемой размерности, нежели создавать в явном виде динамические структуры данных.

// Класс степенного полинома

int n; // степень полинома

double *pd; // динамический массив коэффициентов

void load(int n0, double p[])<

n=n0; // закрытый метод загрузки массива

double *pd1=new double[n1+1];

for (; i n 1; i ++) pd 1[ i ]=0;// прописать старшие коэффициенты нулями

delete []pd; // удалить старый массив

pd=pd1; // считать новый за старый

> // память не перераспределяется

public :… // метка открытой части

Рассмотрим еще один метод, интересный с точки зрения требований закрытости. Метод возвращает ссылку на выбранный коэффициент полинома, что позволяет работать с ним как по чтению, так и по записи. Хотя это «приоткрывает» доступ к внутренним данным объекта, но реальное использование этой ссылки «во вред объекту» и доступ через нее к другим коэффициентам требует большого искусства и не может быть произведено несознательно (по ошибке). Поэтому такую операцию можно считать безопасной.

// Класс степенного полинома

int n; // степень полинома

double *pd; // динамический массив коэффициентов

if ( k k > n ) return foo ; // на «левую» статическую переменную

Взаимодействие данных и алгоритма в ООП

В технологии ООП взаимоотношения данных и алгоритма имеют более регулярный характер: во-первых, класс объединяет в себе данные и методы (функции). Во-вторых, схема взаимодействия функций и данных принципиально иная. Метод (функция), вызываемый для одного объекта, как правило, не вызывает другую функцию непосредственно. Для начала он должен иметь доступ к другому объекту (создать, получить указатель, использовать внутренний объект в текущем и т.д.), после чего он уже может вызвать для него один из известных методов. Следовательно, структура программы определяется взаимодействием объектов различных классов между собой, а процесс выполнения программы выражается фразой «объект-метод-объект».

рис.101-4. Программирование в цепочке «объект-метод-объект»

Особенности модульного проектирования в технологии ООП

· заголовочный файл не должен содержать конструкций языка, порождающих программный код, он должен целиком состоять из определений типов, объявлений переменных и функций и заголовка класса;

· в заголовке класса может присутствовать объявление метода – заголовок со списком типов параметров (прототип), ограниченный точкой с запятой. Это означает, что в заголовочнике упоминается только факт его наличия (с заданным именем и интерфейсом). Тогда в файле тела класса должно быть определение метода, содержащее его заголовок и тело. Заголовок повторяет объявление с одним маленьким отличием: имя метода дается в полной форме в виде имя_класса::имя_метода;

· файл тела класса должен подключать свой заголовочный файл директивой include ;

· для того, чтобы другой класс или main могли создавать объекты некоторого класса и применять к ним методы, необходимо подключать заголовочный файл директивой include ;

· все имена заголовочных файлов и файлов тела класса должны быть включены в проект;

int a; // Данные класса

void add ( A &); // Объявление (прототип) метода

A mul ( A &); // Объявление (прототип) метода

Естественно, никто не запрещает «свалить все классы в одну кучу», не используя проекта. Для небольших программ это простительно, но не эстетично.

Лабораторный практикум

1. Правильная дробь, представленная целой частью, числителем и знаменателем.

4. Целое положительное число, представленное в виде массива его простых множителей (произведение которых дает это число).

5. Целое положительное число, представленное в виде массива остатков от деления на первые n 6. Вектор на плоскости, представленный в полярной системе координат (длина, угол поворота).

8. Матрица переменной размерности, представленная динамическим массивом указателей на строки матрицы (линейные динамические массивы).

9. Матрица переменной размерности, представленная динамическим массивом, в котором строки матрицы расположены последовательно друг за другом.

10. Разреженная матрица переменной размерности, ненулевые коэффициенты представлены динамическим массивом с элементами (x,y,v) координаты, значение.

11. Разреженная матрица переменной размерности, ненулевые коэффициенты представлены односвязным списком с элементами (x,y,v) координаты, значение.

12. Разреженная матрица переменной размерности, ненулевые коэффициенты представлены двусвязным циклическим списком с элементами (x,y,v) координаты, значение.

13. Множество, элементами которого являются целые числа. Операции объединения и пересечения множеств, добавления элемента, проверки на вхождение, разности множеств.

14. Целые произвольной длины со знаком во внешней форме представления в виде строки цифр в прямом коде. Знак представлен отдельным элементом данных.

15. Целые произвольной длины со знаком во внешней форме представления в виде строки цифр в прямом коде. Знак представлен старшей цифрой (0 /1).

16. Целые произвольной длины со знаком во внешней форме представления в виде строки цифр в дополнительном коде.

17. Целые произвольной длины во внутреннем двоичном представлении (динамический массив байтов) в прямом коде. Знак представлен отдельным элементом данных.

18. Целые произвольной длины во внутреннем двоичном представлении (динамический массив байтов) в дополнительном коде.

Источник