Тема 4.2. Инкапсуляция.

Тип лекции: текущая

План:

1. Понятие инкапсуляции. Одним из главных свойств ООП является инкапсуляция - замыкание в общей оболочке (Object…end) всех составляющих описания. При этом поля оказываются глобальными для методов данного объекта, т.к. у полей и методов общая область действия, то совпадение имен полей и формальных параметров методов не допустимо. Блоки-методы вынесены за описание типа объект. Имена блоков-методов, принадлежащих разным типам могут совпадать. Даже при совпадении имен заголовки методов будут различны, т.к. состоят из префикса (имени типа) и имени метода. Доступ к полям объектов из вне можно принудительно ограничивать. Для этого группа полей в описании объекта заключается в скобки Private Public. После этого поля окажутся доступными лишь методам данного модуля.

Описание объекта (как и всех прочих типов) должно содержаться в разделе описаний. Данные, которые содержит объект, называются полями объекта. Описание простейшего объектного типа очень похоже на описание записи; только вместо одного зарезервированного слова (RECORD) используется другое (OBJECT).

Type

Dot = object

a, b : integer;

end;

Этот объектный тип, содержащий два поля, представляет собой точку на экране с координатами a и b.

• Помимо данных в виде полей (которые могут принадлежать любому типу, в том числе и объектному), объект также может содержать подпрограммы, описывающие действия, допустимые над этими полями. Такие подпрограммы называются методами. Метод имеет доступ к полям объекта, не нуждаясь в передаче их ему в качестве параметров. Свойство объектов содержать в себе не только данные (поля), но и описание действий, допустимых над этими данными (методы), называется инкапсуляцией.

При этом непосредственно в описании объекта имеются только заголовки подпрограмм, а тело каждой подпрограммы задается отдельно. Вернемся к типу Dot из предыдущего примера. Вот как выглядит описание этого объектного типа, дополненное необходимыми методами (описание полей всегда должны предшествовать заголовкам методов).

Type

Dot=object

a, b : integer;

procedure Init (x, y : integer) ;

procedure Show;

procedure Hide;

procedure Move (Da, Db : integer)

end;

{--------------------------------------------------------}

procedure Dot.Init;

begin

a := x; b := y

end;

{--------------------------------------------------------}

procedure Dot.Show;

begin

PutPixel (a, b, White)

end;

{-------------------------------------------------------}

procedure Dot.Hide;

begin

PutPixel (a, b, Black)

end;

{-----------------------------------------------------}

procedure Dot.Move;

begin

Hide;

a:=a+Da; b:=b+Db;

Show

end;

В этом примере объект содержит четыре метода. Метод Init инициализирует объект (т.е. присваивает точке на экране некоторые начальные значения). Методы Show и Hide «зажигают» и «гасят» точку на экране. Наконец, метод Move перемещает точку по экрану.

После того как объектный тип объявлен, ничто не мешает создавать переменные этого типа, или, следуя терминологии ООП, экземпляры объекта. Это могут быть как статистические переменные, объявленные в разделе описания переменных, так и динамические, созданные с помощью стандартной процедуры New .

Var

Dot1 : Dot;

Здесь объявлена (статистическая) переменная Dot1 (или экземпляр объекта), принадлежащая типу Dot. После того как экземпляр объекта создан, его поля становятся доступны для методов, хотя к полям объекта возможен и непосредственный доступ – как к полям записи (этого Turbo Pascal не запрещает). Для этого чтобы непосредственно применить к полю объекта какую-либо стандартную подпрограмму, достаточно воспользоваться его составным именем – указать идентификатор объекта и (через точку) идентификатор этого поля. Однако такой подход был бы отступлением от принципов объектно-ориентированного программирования (ООП). ООП при манипулировании полями объекта предполагает использование только его методов.

Dot1.Init (100,100);

Dot1.Show;

Dot1.Move (50, 50);

Так же как и к записям, к объектам применим оператор WITH.

with Dot1 do begin

Init (100, 100);

Show;

Move (50, 50)

end;

Представленные выше две последовательности операторов эквивалентны.

Полный текст программы, с фрагментами которой мы только что имели дело, представлен ниже. Данная программа отображает на экране светящуюся точку (пиксель). Кроме того, отображаемую точку можно перемещать по экрану в четырех направлениях с помощью соответствующих клавиш-стрелок.

Пример

program ObjDot;

uses crt, graph;

type

Dot = object

a, b : integer;

procedure Init (x, y : integer);

procedure Show;

procedure Hide;

procedure Move (Da, Db : integer)

end;

{------------------------------------------------------}

procedure Dot.Init;

begin

a : =x; b :=y

end;

{-----------------------------------------------------}

procedure Dot.Show;

begin

PutPixel (a, b, White)

end;

{------------------------------------------------------}

procedure Dot.Hide;

begin

PutPixel (a, b, 0)

end;

{------------------------------------------------------}

procedure Dot.Move;

begin

Hide;

a :=a+Da; b :=b+Db;

Show

end;

{-------------------------------------------------------}

var i, j, k, Err : integer;

a : char;

Dot1 : dot

{------------------------------------------------------}

begin {тело программы}

i : detect;

InitGraph (i, j, ‘ ‘);

Err :=GraphResult;

if Err <> grOK then

writeLn (GraphErrorMsg (Err))

else

begin

Dot1.Init (GetMaxX div 2, GetMaxY div 2)

Dot1.Show;

while KeyPressed do a:=ReadKey;

repeat

begin

a:=ReadKey;

case ord (a) of

72: Dot1.Move (0, -5);

80: Dot1.Move (0, 5);

77: Dot1.Move (5, 0);

75: Dot1.Move (-5, 0)

end

end;

until a = chr (27)

end

end.

В программе объявлен уже знакомый нам объект Dot, содержащий два поля: a и b, которые определяют положение точки на экране, а также четыре метода: Init, Show, Hide и Move.

Далее следует раздел описания переменных, в котором среди прочих переменных объявлен экземпляр объекта Dot1. Тело программы начинается с операторов, обеспечивающих переход в графический режим.

Далее следует оператор REPEAT, выявляющий нажатие определенной клавиши. Оператор CASE здесь содержит четыре варианта, которые соответствуют четырем клавишам-стрелкам. Каждый из упомянутых вариантов вызывает метод Move с фактическими параметрами, обеспечивающими перемещение светящейся точки в нужном направлении и на определенном расстоянии – на пять пикселей.

Условием завершения цикла, организованного с помощью оператора REPEAT, является нажатие клавиши, генерирующей скэн-код 27 (это клавиша <Esc>). На этом завершает работу и вся программа в целом.

Перечень источников:

1. Ахо Альфред В., Хопкрофт Джон, Ульман Джеффри Д. Структуры данных и алгоритмы: Пер. с англ.: Уч.пос.- М.: Издательский дом “Вильямс”, 2000.-324 с.

2. Бауэр Ф.Л., Гооз Г. Информатика. Вводный курс: В 2 ч.- М.:Мир, 1990.-543с.

3. Вирт Н. Алгоритмы + структуры данных = программы.- М.: Мир, 1985. (Алгоритмы и структуры данных.- М.: Мир, 1989.) (Алгоритмы и структуры данных. – СПб.: Невский Диалект, 2001. (2-е изд., испр.))