Objektno Programiranje

Predavanja

Problemi strukturirane metodologije

Strukturirano programiranje je imalo takoreći „ugrađenu naprslinu“. Ovakav način dekompozicije je u

stvari dekompozicija alogoritma, ali se onda postavlja pitanje šta je sa strukturama podataka? Ova metodologija
to ne rešava. To je u stvari osnovni problem ove metodologije, to što se bavi samo dekompozicijom

alogoritama. Iz toga proističe poblem

kompaktibilnosti. To je problem koji nastaje kada neki tim radi na

rešavanju problema i jedan programer pravi ulazni potprogram ( npr. unos matrice i mora da je sažme da bi
stala u memoriju ), a neki drugi programer koji radi sa drugim potprogramom ne koristi istu strukturu podataka
( npr. inverziju kompletne a ne sažete matrice ) i tu nastaje problem. Ovaj problem se vidi tek kod velikih
projekata kada i mali problem može da ima katastrofalne posledice. Tj

u opštem slučaju nema garancije da će se

za različite potprograme koristiti iste strukture podataka.

Drugi problem jeste problem kontinuiteta ( proširivosti ). Svaki softver se vremenom proširuje i

nadograđuje

da bi opstao

na tržištu. Strukturirano programiranjene garantuje da će softver biti proširiv tj. ne

rešava ga uopšte jer je vrlo teško raditi izmene kod alogoritamsko orijentisanih programa, za razliku od unosa
izmena u strukturu podataka.

Treći problem je problem mogućnosti višestruke upotrebe. On nastaje kada hoćemo neke potprograme

da koristimo uvek kada nam zatrebaju tj. hoćemo da oni budu univerzalni. Načini na koji su organizovane
biblioteke potprograma je postao ograničenje u radu sa potprogramima. Zahtev za višekratnom upotrebom je

zahte

vao i određene izmene i proširenja potprograma kada hoćemo da ih koristimo. Ovo dvoje se jednim

imenom naziva modularnost

. Ona se pojavljuje na svakom koraku programiranja. Naročito se to primećuje kod

korisničkog interfejsa jer sva dugmad su 99% ista po i

zgledu koda, tj. suštinski se razlikuje samo njihova funkcija.

Zato mi samo kod dugmadi u stvari menjamo njihovu funkciju jer bi njihovo pravljenje piksel po piksel bilo
veoma teško. Ovaj problem dugmadi je nerešiv sistemom biblioteka.

Objektno programiranje

Zbog predhodnih problema

moralo je doći do izmena u metodologiji

i to u obliku objektne metodologije i

objektnog programiranja. Ono je mnogo savršenije od predhodne dve vrste i bazira se na logoco ljudskog uma.

Neki smatraju da je ono počelo 1967. sa člankom Dahla u knjizi „Strukturirano programiranje“. Stvarni početak

je odložen do kraja 70-

ih godina kada ne njegovo uvođenje bilo neminovno.

Objektni programer počinje sa softverskim modelovanjem. Prvo se ustanovi domen problema kome

pripada naš problem i pravi se njegov model. Problem sata koji uvek radi je karakteristika objektnog

programiranja i samo ono nudi rešenje tog problema. O programer uočava

entitete i povezuje ih u klase

entiteta

i tek onda ih softverski modeluje. U problemu Ax=b uočavamo tri

entiteta: A,b,x. Sada se modeluju ove

klase entiteta ( primer je dat na ad-hok jeziku ):

Naziv: Matrica
Podaci: m,n,P
Operacije:

Učitati

    Invertovati
    Prikazati
    Transponovati
    Pomnožiti SL ( vektorom )
    Pomnožiti SD ( vektorom

)

Naziv: Vektor
Podaci: k,V
Operacije:

Učitati

    Prikazati
    Moduo
    .
    .
    .

Matrica A;
Vektor x,b;

A.Učitati

b.Učitati

A.Invertovati
X=A.Pomnožiti SD ( b )
x.Prikazati

Ključni deo objektnog programiranja je da u podacima ne stoje samo osobine entiteta već i operacije nad

tim entitetom. Kada se završi rad sa jednom k

lasom počinje rad na drugoj klasi i tek kada ovo sve završi

programer se vraća na početni proble

m. Ova krat

koća glavnog programa ( treća kolona u primeru ) je u stvari

karakteristična za objektno programiranje. Znači ovde osim podataka uviđamo i operacije. Objektno
programiranje je podešeno tako da više nikada ove klase nećemo pisati već ih možemo uvek koristit

Nasleđivanje

je mehanizam C++ kojim omogućava dopunjavanje i prilagođavanje klasa našim potrebama tj.

možemo klase da prilagodimo našim potrebama bez da remetimo izvorni kod te klase. Kod objektnog

programiranja objekti međusobno vrše interakciju. Deo

klase naziva se objekat ili instanca klase. U

predhodnom primeru objekti su A i x,b. Klasa i objekat stoje u istom odnosu kao i tip i promenljiva.

Temelji objektnog programiranja

Objektna metodologija kao i svaka druga metodologija stoji na određenim principima tj. ima određene

osnove. Ona se zasniva na nekoliko osnovnih principa koji su bili poznati čak i pre objektnog programiranja

rudimentalnom obliku, samo što tada nisu igrali bitnu ulogu u izradi softvera. Osnovni elementi objektnog
programiranja su: apstrakcija i skrivanje informacija, inkapsulacija i modularnost

, polimorfizam, veze između

klasa a posebno nasleđivanje.

Apstrakcija ili apstrahovanje je veoma opšti postupak, na kome je zasnovana naša logika, poznat i

hiljadama godina pre nastanka objektne metodologije i predstavlja izdvajanje odnosno uočavanje

bitnog i

zanemarivanje nebitnog

. Postoji i u strukturnom programiranju gde svaki obučen programer vidi potprograme

kao apstraktne elemente.

Skrivanje informacija

je odavno jedan od ključnih principa objektnog programiranja. On podrazumeva da

klijentu ne treba da budu poznati detalji realizacije programa jer on može tada da zloupotrebi naš kod u neke
svrhe da bi, kada iza

đe novija verzija, nastao veliki problem. Npr. kod starije verzije nekih programskih

prevodioca mogli su se upotrebiti neki trikovi koji će olakšati prevođenje programa. I programeri koji su navikli

na korištenje tih trikova bili su u teškoj poziciji kada

je nadograđen softver koji je onemogućavao te trikove.

Inkapsulacija

je tehnika kojom se pri realizaciji objedinjavaju deskriptivne i dinamičke osobine modela

entiteta ( u našem slučaju objekata ) poštujući pri tome princip skrivanja informacija.

Modularnost je tehnika razlaganja složenog softverskog sistema u domenu implementacije na

jednostavnije elemente koje imaju unutrašnju logku. Ona je bila poznata i kod procedurnog programiranja kao
skup servisa namenjenih korisnicima ( biblioteke ). Sama modularnos

t predstavlja mogućnost proširivosti i

višekratne upotrebe i to je ključna stvar u objektnom programiranju.

Polimorfizam ( poli – više, morfe – oblik )

je osobina, ili pak mogućnost, da se softverska komponenta

ponaša zavisno od konteksta ili okolnosti. Tako se polimorfno mogu ponašati objekti, promenljive pa i funkcije.
Tako se na primer ponaša C-ova znakovna promenljiva kada se pojavljuje u kontekstu ’a’+1 i tada se ponaša kao

celobrojna promenljiva. Za ostvarenje polimorfizma uvek mora postojati određen

preduslov koji je u

prethodnom slučaju ugrađen u C, tj. znakovna promenljiva je podtip celobrojnog tipa.

Veze između klasa

su u okviru problema gde postoji više klasa veoma bitna komponenta jer egzistira

veliki broj međuzavisnih klasa. Vezama se ostvaruje uređenje apstrakcija. Najveću važnost ima nasleđivanje

tj.

izvođenje klase iz klase. Nasleđivanje predstavlja prenošenje osobina jedne klase na drugu uz mogućnost
dopune i modifikacije bez izmene izvornog koda prve klase. Ono omogućuje npr. da osnovnoj f

unkciji tastera,

koja je ista za sve, dodamo i novu, nama potrebnu, funkciju bez menjanja njegovog koda.

Objekat i klasa

Postoji mnogo de

finicija i klasa i objekata ali jedno što im je zajedničko jeste da kažu da su klasa i objekat

u stvari pojmovi. Pojam je po svojoj prirodi misao o bitnim karakteristikama predmeta kojih mi u realnosti
prepoznajemo. To je ono što mi u stvari modelujemo. Najbitniji pojmovi u programiranju jesu pojam za stvar,

proces, osobinu i na kraju pojam za odnos. Takođe veoma bitna stvar jesu i odnosi među pojmovima. Pojam

može biti individualni ili opšti ( klasni ) pojam.

Logika se bavi opštim, bitnim osobinama problema, ali mi sa stanovišta programiranja ih možemo

posmatrati konkretnije jer ih vezujemo samo za pitanje problema i ne idemo ka univerzalijama. Od problema do
problema mi posmatramo druge karakteristike koje su nam u tom trenutku relevantne. Tako se svi autori slažu
da su najbitnije osobine objekta: indentitet, stanje i ponašanje.

Svaki objekat poseduje sopstvenu memoriju sastavljenu od drugih objekata ( i drugih

promenljivih u hibridnim jezicima ). Objekti ne smeju deliti memoriju. Pokazivači npr. utič

u na

deljenje memorije od strane objekata.

Svaki objekat pripada nekoj klasi.

Svi objekti iste klase primaju iste poruke. Ovaj princip potiče iz definicionog zahteva da svi objekti

iste klase imaju isto ponašanje.

Programski jezik C++

Programski jezik C++

se pojavio u periodu između 1980 i 1984 godine, kao o

bjedinjeno proširenje, ili kako

neki kažu

pojačanje programskog jezika C. Bjarne Stroustrup je u stvari tvorac C++. Stvaranje ovog programskog

jezika imalo je i retroaktivno dejstvo na C, tako da C i C++ fakt

ički predstavljaju jedan jezik.

Definisanje klase u C++

Kada je u pitanju objektno programiranje najvažniji pojam oko koga se sve vrti jeste pojam klase i njihova

izgradnja. C++ za stvaranje klase ima posebnu naredbu

class

koja je

slična

struct

naredbi. Ovaj primer

pokazuje uopšten prikaz izgleda definicije klase:

efinicija se deli na dva dela, sastoji se od zaglavlja i tela modula tako

da se deklaracija funkcija-

članova nalazi u zaglavlju, a definicija u

telu.

Bitno je napomenuti da po završetku deklarisanja klase mora

da stoji

„;“

inače nam kompajler neće prijaviti grešku vezanu za

liniju

već

spisak grešaka u linijama koje slede. Takođe postoji i jedno

pravilo da se imena funkcija, klasa i objekata pišu takozvanom kamel

notacijom tj da se ime svake nove reči u nazivu piše velikim slovom
pazeći pri tome

da je početno slovo za sva imena malo

osim za ime

klase koje počinje velikim početnim

slovom. Ova notacija je u Javi obavezna dok je u C++ stvar navike.

Definisanje klase pokazaćemo sada na

primeru dekartove tačke. Pravimo klasu Point i tokom

njenog definisanja mi tražimo način da je napravimo što

univerzalnijom da bi je i posle nas programeri mogli koristiti ukoliko im zatreba.

Kao prvo osobine tačke jesu njene koordinate pa njih definišemo kao prodatak

član. Ali pored ovog

deskriptivnog dela

objektni programer definiše i operacije nad tom tačkom. Pri pisanju metoda mi imamo

potpunu slobodu ali moramo da pazimo da repertoar bude dovoljan tj ni premali ni preveliki. Jer ako je metoda

premalo naićićemo na

problem da će nam neka operaci

ja u sklop

u rada sa tačkom zatreba

a mi je nećemo imati

tada na raspolaganju. Ovo shvatanje koliko metoda nam je potrebno dolazi sa iskustvom. Prvo zadajemo
vrednost za x i y tj objekat

dovodimo u neko početno stanje. Objekat je sintaksno vrlo sličan promenljivoj

. Kada

naredba u programu Point a,b počne da se izvršava zauzimaju se memorijske lokacije za objekte a i b sa po dve
double promenljive. Metoda setPoint se vrši nad objektom i postavlja određene vrednosti za promenljive x i y.
Sledeća metoda getX služi da se očita abscisa. Ona vraća kao rezultat x koordinatu. Analogno tome funkcioniše i

funkcija getY. Sada sledi metoda distance koja je u stvari prototip funkcije koja je definisana van klase.

Takođe

dodela objekta objektu kao b=a je moguća između objekata iste

klase.

class ImeKlase {

//podaci-

članovi

//objekti-

članovi

//funkcije-

članovi

};
ImeKlase::imeFunkcije {