Popište základní principy objektově orientovaného jazyka. Uveďte příklady a diskutujte odchylky od důsledné implementace objektových principů. Posuďte vliv na efektivnost programátorské práce a kvalitu výsledného produktu.

Předpoklady: Pracujete na projektu vývoje IS objektově-orientovaným způsobem a právě tvoříte plán tohoto projektu. V rámci toho se rozhodujete o příslušném nástroji CASE. Zákazník požaduje, aby byla specifikace systému provedena jazykem UML, protože slyšel, že je to oborový standard. CASE, který podporuje Vaší metodiku, používá jinou notaci.

Zadání:

• Rozhodněte se, zda bude nutné změnit metodiku podle OMG, nebo se naopak přizpůsobit.
• Co sdělíte svému zákazníkovi?
• Proč, podle vašeho názoru, společnost OMG nechce přiznat specifikaci jazyka UML metodický obsah a tvrdí, že to není nic víc, nežli specifikace jazyka? Je vůbec možné úplně oddělit jazyk od metodiky?

• používání abstrakce - objekty v IS reprezentují zjednodušené objekty reality - mají pouze atributy a metody významné pro běh/používání toho IS. Rozdělení systému (aplikace) do různě abstraktních vrstev přispívá k mentální zvládnutelnosti problému.
• existence objektů - objekt je uzavřená struktura, má svojí z vnější neviditelnou paměť (atributy, data), své metody, které s tou pamětí vykonávají nějakou činnost, může obsahovat další objekty a umí přijímat a zpracovávat zprávy z vnějšku. Objekt má svou identitu, existenci (může existovat více objektů se stejnými hodnotami atributů a metodami, a přece jsou to dva odlišné objekty).
• definování tříd objektů - třída je abstrakcí objektů se stejnými vlastnostmi (atributy, metodami). Objekty téže třídy mají stejný sémantický význam. Třída je jakási šablona pro tvorbu objektů - hovoří se pak o objektu třídy, o instanci.
• zapouzdření - data a funkce jsou spojeny do jediné entity, jsou chráněna před zásahem zvenčí, a jejich vnitřní struktura tak navenek nikoho nezajímá (nemusí a nemůže zajímat).
• ukrývání implementace - tím, že jsou metody zapouzdřeny v objektu, lze měnit jejich implementaci bez dopadu na okolí, nebo třeba vytvořit třídy simulující určitou činnost. Příklad: třídě pro odesílání emailů řekneme co a kam má poslat, ale nezajímá nás, jakým způsobem a prostředky to udělá. Simulační třída může třeba maily jen ukládat do logu a nic ve skutečnosti neposílat.
• komunikace objektů - aby mohly objekty komunikovat musí na sebe mít referenci (ukazatel). I tak má přístup jen k rozhraní objektu, zbytek je díky zapouzdření a ukrytí implementace nedostupný. tedy Objekty zpřístupňují jen to, co je nezbytně nutné pro vzájemnou komunikaci.
• dědičnost - znovupoužitelnost na úrovni deklarace třídy. Tzv. dceřinná třída (nebo potomek) může dědit metody a atributy od své rodičovské třídy (předka). K tomu může přidat nové metody, nebo změnit metody rodiče (překrytí, předefinování) - tzv. pozdní vazba, kdy se vazby (děděné metody, atributy) spojí až v okamžiku běhu aplikace. Lze tak znovupoužít (svým způsobem centralizovat) chování, které je společné více třídám.
• polymorfismus - různé třídy mají stejné metody, se stejnými parametry a stejným sémantickým smyslem, ovšem jinou implementací. Zjednodušuje a zpřehledňuje to pochopení a samotné programování. Například: File→delete(), Directory→delete(), Email→delete(), Note→Delete().

• díky zapouzdření může být objekt odpovědný za svůj vnitřní stav a hlídat jeho konzistenci (povolené stavy a jejich změny)
• znovupoužitelnost zdrojového kódu, ale i částí analýzy a návrhu - prozstřednictvím tříd, komponent …
• znovupoužitelnost vede k úspoře při vývoji, změnách a opravách, zvyšuje přehlednost/srozumitelnost systému

• Zatímco funkce ve strukturovaném programování jsou bezestavové – závisí na vstupu a výstupu, objekty mají vlastní paměť a jsou stavové.

Základní principy:

Každý objekt ale ví čí je a jakého je typu. Každý objekt může používat metody a data předka, pokud nejsou označeny jinak. Lze i obráceně – volat metody potomka předkem – abstraktní metody. Objekty komunikují – mají standardní rozhraní, přes které si mohou předávat zprávy. Polymorfismus – princip možnosti volání stejných metod potomka, které ale u různých tříd potomků dělají něco jiného – přirovnání k vypínači světla a vypínači na sporáku. Znovupoužitelnost je další vlastností OOP. Prakticky všechny vytvořené entity – pokud je nepsalo pako – jsou znovupoužitelné v jiné aplikaci, verzi, atd. Znovupoužitelnost lze využít vytvořením instance nebo děděním.

Rozhraní.

Statické a dynamické metody a data – statické jsou spustitelné nezávisle od existence instance metody, dynamické nikoliv – je třeba vytvořit instanci. Např. v Javě mohou být součástí jedné třídy obě, ale nemohou si vzájemně šahat na data.

Serializace objektů – vyjadřuje princip spojení kódu s daty. Pokud je objekt serializovatelný, „ví“ jakým způsobem uložit svůj stav a jak jej načíst zpět.

Objektová architektura je úzce spjata s architekturou komponentní, nicméně nesouvisejí spolu přímo (komponenty mohou být používány i strukturovaně, i když je to trochu přes ruku.)

Výjimky v objektovém přístupu – některé jazyky hybridní (ObjectPascal), některé se snaží o úplnou objektovost – Java, C#. Stejně se jim to moc nedaří – Java – existence primitivních typů, C# to samé + existence struktur, polí, logických a binárních operátorů.

Efektivnost programátorské práce v OOP je vysoká – problém se dá velmi dobře členit do samostatných jasně ohraničených součástí. Dá se používat jiných, už hotových částí kódu nebo je modifikovat (ve strukturovaném programování lze prakticky pouze využívat knihovní funkce – všechno nebo nic). Udržování vnitřní konzistence pomocí zapouzdření vede k omezení rizika chyb. Na druhou stranu mají objekty větší systémovou režii a to jak co do použití paměti, tak i do rychlosti zpracování.

Jednak existují metodiky, které UML využívají jako jazyk pro vyjádření svých postupů (UP, RUP), ale především UML je pouze syntaxe k vizualizaci nějakého stavu – i když každý její element obsahuje jisté metodické postupy. UML je ale nezávislé na metodice, pomocí které se modeluje.