Основы объектно-ориентированного программирования
Атрибуты и подпрограммы
Любой абстрактный тип данных и POINT в частности характеризуется набором функций, описывающих операции применимые к экземплярам АТД. В классе, реализующем АТД, функции становятся компонентами (features) - операциями, применимыми к экземплярам класса.
В лекции 6 было показано, что в АТД существуют функции трех видов: запросы (queries), команды (commands) и конструкторы (creators). Для компонентов классов необходима дополнительная классификация, основанная на том, каким образом реализован данный компонент - в пространстве или во времени (by space or by time). (См. "Категории функций", лекция 6)
Пример координат точки отчетливо демонстрирует эту разницу. Для точек доступны два общепринятых представления - в декартовых или полярных координатах. Если для представления выбрана декартова система координат, то каждый экземпляр класса содержит два поля представляющих координаты x и y соответствующей точки:
Рис. 7.2. Представление точки в декартовых координатах
Если p1 является такой точкой, то получение значений x и y сведется просто к просмотру соответствующих полей данной структуры. Однако определение значений ? и ? требует вычисления выражения v(x2 + y2) для ? и arctg (y/x) для ? (при условии ненулевого x).
Использование полярной системы координат (рис. 7.3) приводит к противоположной ситуации. Теперь ? и ?доступны просто как значения полей, а определение x и y возможно после простых вычислений (? cos?, ? sin?, соответственно).
Рис. 7.3. Представление точки в полярных координатах
Приведенный пример указывает на необходимость рассмотрения компонентов двух видов:
- Некоторые компоненты представлены в пространстве и, можно сказать, ассоциируются с некоторой частью информации каждого экземпляра класса. Они называются атрибутами (attributes). Для точки, представленной в декартовых координатах, атрибутами являются x и y, а в полярных координатах в роли атрибутов выступают rho и theta.
- Другие компоненты представлены во времени, и для доступа к ним требуется описать некоторые вычисления (алгоритмы), применимые далее ко всем экземплярам данного класса.
В дальнейшем они называются подпрограммами или методами класса (routines). В декартовом представлении точек - rho и theta это подпрограммы, а x и y выступают в качестве подпрограмм при использования полярных координат.
Вторая категория - подпрограммы - нуждается в дальнейшей дополнительной классификации. Часть подпрограмм возвращает результат, и их называют функциями (functions). В приведенном примере функциями являются x и y в представлении в полярных координатах, в то время как rho и theta - функции в декартовых координатах, все они возврвщают результат типа REAL. Подпрограммы, не возвращающие результат, соответствуют командам в спецификации АТД и называются процедурами (procedures). Например, класс POINT содержит процедуры translate, rotate и scale.
| Не следует путать понятие "функция", обозначающее в классах программу, возвращающую результат, с использованным ранее толкованием функции как математического описания операций АТД. Эта досадная путаница понятий обусловлена устоявшейся терминологией в математике и программировании. |
Рис. 7.4. Классификация компонентов класса по их роли
Эта классификация является внешней, основанной на том, каким образом данный компонент выглядит для использующего его клиента.
Можно предложить другую, внутреннюю классификацию, использующую в качестве основного критерия способ реализации компонента в классе:
Рис. 7.5. Классификация компонентов класса по способу реализации
