Язык программирования Python

Python проектировался как объектно–ориентированный язык программирования. Это означает (по Алану Кэю, автору объектно–ориентированного языка Smalltalk), что он построен с учетом следующих принципов:

1. Все данные в нем представляются объектами.

2. Программу можно составить как набор взаимодействующих объектов, посылающих друг другу сообщения.

3. Каждый объект имеет собственную часть памяти и может состоять из других объектов.

4. Каждый объект имеет тип.

Все объекты одного типа могут принимать одни и те же сообщения (и выполнять одни и те же действия).

Язык Python имеет достаточно мощную, но, вместе с тем, самобытную поддержку объектно–ориентированного программирования. В этой лекции ООП представляется без лишних формальностей. Работа с Python убеждает, что писать программы в объектно–ориентированном стиле не только просто, но и приятно.

Примечание:

К сожалению, большинство введений в ООП (даже именитых авторов) изобилует значительным числом терминов, зачастую затемняющих суть вопроса. В данном изложении будут употребляться только те термины, которые необходимы на практике для взаимопонимания разработчиков или для расширения кругозора. Так как в разных языках программирования ООП имеет свои нюансы, в скобках иногда будут даваться синонимы или аналоги того или иного термина.

Примечание:

ОО программирование — это методология написания кода. Здесь не будет подробно рассматриваться объектно–ориентированный анализ и объектно–ориентированное проектирование, которые не менее важны как стадии создания программного обеспечения.

Основные понятия

При процедурном программировании программа разбивается на части в соответствии с алгоритмом: каждая часть (подпрограмма, функция, процедура) является составной частью алгоритма.

При объектно–ориентированном программировании программа строится как совокупность взаимодействующих объектов.

С точки зрения объектно–ориентированного подхода, объект — это нечто, обладающее значением (состоянием), типом (поведением) и индивидуальностью. Когда программист выделяет объекты в предметной области, он обычно абстрагируется (отвлекается) от большинства их свойств, концентрируясь на существенных для задачи свойствах. Над объектами можно производить операции (посылая им сообщения). В языке Python все данные представлены в виде объектов.

Взаимодействие объектов заключается в вызове методов одних объектов другими. Иногда говорят, что объекты посылают друг другу сообщения. Сообщения — это запросы к объекту выполнить некоторые действия. (Сообщения, методы, операции, функции–члены являются синонимами).

Каждый объект хранит свое состояние (для этого у него есть атрибуты) и имеет определенный набор методов. (Синонимы: атрибут, поле, слот, объект–член, переменная экземпляра). Методы определяют поведение объекта. Объекты класса имеют общее поведение.

Объекты описываются не индивидуально, а с помощью классов. Класс — объект, являющийся шаблоном объекта. Объект, созданный на основе некоторого класса, называется экземпляром класса. Все объекты определенных пользователем классов являются экземплярами класса. Тем не менее, объекты даже с одним и тем же состоянием могут быть разными объектами. Говорят, что они имеют разную индивидуальность.

В языке Python для определения класса используется оператор class:

class имя_класса(класс1, класс2, ...):

 # определения методов

Класс определяет тип объекта, то есть его возможные состояния и набор операций.

Абстракция и декомпозиция

Абстракция в ООП позволяет составить из данных и алгоритмов обработки этих данных объекты, отвлекаясь от несущественных (на некотором уровне) с точки зрения составленной информационной модели деталей. Таким образом, программа подвергается декомпозиции на части «дозированной» сложности. Отдельный объект, даже вместе с совокупностью его связей с другими объектами, человеком воспринимается легче (именно так он привык оперировать в реальном мире), чем что–то неструктурированное и монотонное.