Инкапсуляция, туындау және полиморфизм

2.2 Инкапсуляция, туындау және полиморфизм

Бұл тілде көптеген кластар бар (300 – ге жуық ), олар Delphi ортасын қолданатын бағдарламашыға арналып Object Pascal тілінің құрауыштарымен - Inprise International фирмасының қызметкерлерінің көмегімен құрылған.

Программист, бағдарламаны құра отырып өзінің пайдаланушы класын құрады. Мұндай кластар не айқын емес құрылады, онда программист Delphi ортасының көрнекілік құралдарын қолданады, ал кластың мәтінін Delphi өзі құрастырады, немесе айқын, онда программист кластың кодын Object Pascal тілінің құралдарымен өзі жазады.

Жаңа класс басқа қарапайым кластың негізінде құрылады. Ол үшін кластың тақырыбында оның аталық класын көрсету керек. Жаңа кластың тақырыбының синтаксисі мынандай түрде болады:

мұнда className – жаңа кластың аты; ancestorClass – аталық кластың аты. Жаңа класс автоматты түрде өзінің аталық класының өрісін, әдісін және қасиеттерін иемденеді және өзінің өрісі, әдісі және қасиеттерімен толықтырылады. Кластың бұл қасиеті туындау деп аталады. Туындаудың көмегімен қарапайымнан қиынға өту әдісі арқылы, қандай болса да қиын дәрежедегі класты құруға болады. Қарапайым класс болып TObject табылады, ол өріс пен қасиеттен тұрмайды, бірақ кластың данасын құратын, жоятын, осы класқа қызмет көрсету және бағдарламаны қалыпты функциялауға арналған қандай да әдістердің жиынынан тұрады. Осының негізінде барлық аталық класқа ортақ кластың туындау ағашы құрастырылады. Мысалы:

Кейде аталық класта сипатталған әдістер қандай да бір себепке байланысты ұрпақ класты қанағаттандырмайды. Мұндай жағдайда ұрпақ класта аталық класта жазылғандай атпен әдіс құруға болады, бірақ жұмыс істеу принципі басқадай болады. Осыдан екі класта да бір атпен әртүрлі әдістер әрекет жасайтын болады. Полиморфизм бұл біратты әдістерді жариялауға мүмкіндігі бар туыс кластардың қасиеті.

2.3 Кластың синтаксисі

ClassName = class (AncestorClass)

MemberList

end;

мұнда ClassName – кластың аты; class – кілттік сөз; AncestorClass – аталық кластың типі; MemberList – өрістер, әдістер және қасиеттердің тізімі. Төменде TForm1 класынан тұратын main модулінің мәтіні көрсетілген.

Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics,

Controls, Forms, Dialogs;

type

TForm1 = class(TForm) { TForm1 класын жариялау}

Button1: TButton; {өріс}

Button2: TButton; {өріс}

L1: TLabel; {өріс}

L2: TLabel; {өріс}

Form1: TForm1;

i: Integer;

implementation

{$R *.dfm}

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject); {әдістің сипатталынуы}

begin

L1.Caption:= DateTimeToStr(Date);

L2.Caption:= TimeToStr(Time);

end;

procedure TForm1.FormActivate(Sender: TObject); {әдістің сипатталынуы}

begin

i:=125;

2.4 Кластың өрістері

TChildClass = class(TObject) { TChildClass класын жариялау}

FOne: integer; {бүтін типтің өрісі}

FTwo: String; {жолдық типтің өрісі}

FThree: TObject; { TObject класс өрісінің типі}

end;

Ерер арғы тегі TObject класы болса, онда тақырыпта оны түсіруге болады.

Инкапсуляция принципі бойынша өрістерге қатынау кластың әдістері мен қасиеттерінің көмегімен жүзеге асырылады. Сонымен бірге Object Pascal - да өрістерге тікелей қатынауға да мүмкіндік берілген. Өріске қатынау үшін құрамды ат жазу қажеттігі туады, ол нүкте арқылы ажыратылған кластың аты мен өрістің атынан тұрады, мысалы:

MyObject : TChildClass;

MyObject := 16;

MyObject := ’Некоторое строковое значение’;

end;

Ұрпақ – класының өзінің арғы – тегінің барлық өрістеріне қатынауға мүмкіндігі бар, бірақ оларға қол жеткізу мүмкін емес болғандықтан, оларды анықтауға болмайды. Мысалы:

TPredok = class {арғы тек класын жариялау}

Value: Integer;

end;

TPotomok = class(TPredok) {ұрпақ класын жариялау}

Value: String; {туындау өрісінің қабысуы}

end;

var

My1: TPredok; {класс айнымалысын жариялау (My1 –айнымалы-объект)}

My2: TPotomok; {класс айнымалысын жариялау (My2 – айнымалы-объект)}

begin

My1 := TPotomok.Create; { TPredok класының объектісін құрады }

My2 := TPotomok.Create; { TPotomok класының объектісін құрады}

My1.Value := 'Hello!'; {қате, TPredok өрісінің типі емес}

My2.Value := 'Hello!'; {дұрыс, Value: String өрісі жұмыс істейді}

My2.Value := 8; {қате: Value: Integer өрісі қалқаланған}

Бұл мысалда екі класс сипатталған: TPredok – арғы тек және TPotomok – ұрпақ кластары. Әр класс біратты әртүрлі типті Value өрісінен тұрады.

Ары қарай var-секциясында әртүрлі class типті екі айнымалы - My1 және My2 жарияланған. Бір қарағанда My1:= TPotomok.Create объектісінің оператор – конструкторы TPotomок типті My1 объектісін құруы мүмкін (оны құруға жады бөледі). Бірақ My1 басқа типті болғандықтан , ол олай емес. Осы себептен конструктор аталық типті объект құрады, яғни TPredok типті объект. Енді келтірілген мысалдардағы бірнеше операторлардағы қателердің көзі түсінікті болды.

2.5 Кластың әдістері

TMyClass = class(TObject) {класты жариялау}

...

procedure DoSomething; {DoSomething әдісін жариялау}

...

DoSomething әдісіне сипаттама кейінірек модульдің implementation секциясында келтірілуі керек, мысалы:

...

Әдіске қатынағанда құрамды атты немесе With операторын қолдануға болады, мысалы:

TChildClass = class(TObject) {класты жариялау}

...

function FirstFunc(x:real):real;

procedure SecondProc;

...

...

MyObject : TChildClass;

y : real;

begin

...

y := MyObject.FirstFunc(3.14); //құрамды аттың көмегімен: класс . әдіс

...

With MyObject do // сол қатынау

begin // With опреаторының көмегімен

SecondProc;

y := FirstFunc(3.14);

end;

...

Класта анықталған әдістер статикалық, виртуальды, динамикалық және абстрактілі болуы мүмкін. Методтың типі оның ұрпақтарымен қалқалану механизмі арқылы анықталады.

Біратты әдістер ұрпақтарда мысалда көрсетілгендей өрістердің қалқалануы сияқты қалқаланады . Мұндай қалқалау статикалық деп аталады. Статикалық әдістер үшін қалқалау компилятор арқылы жүзеге асырылады. Үнсіздікпен класта сипатталған барлық әдістер статикалық болып табылады.

Мүмкіндікті кеңейту үшін жиі динамикалық қалқалау қолданылады. Ол үшін аталық әдіс dinamic (динамикалық әдіс) немесе virtual (виртуальды әдіс) директивасынан тұруы керек, ал ұрпақ класта қалқалау әдісі - override директивасынан тұруы керек. Мысалы:

TFigure = class

TRectangle = class(TFigure)

TEllipse = class(TFigure)

Бұл мысалда TFigure аталық класының Draw виртуальды әдісі жарияланған және екі біратты әдіс TRectangle және TEllipse ұрпақ класына қатысты жарияланған. Соңғылары қалқаланумен жарияланған (override).

Мұндай жариялау керекті мақсатқа жету мақсатында әдістерді қалқалауға мүмкіндік береді:

var

Figure: TFigure;

Figure := TRectangle.Create; // кластың данасын құру

Figure.Draw; // TRectangle.Draw әдісін шақыру

Figure.Destroy; // класс данасын жою

Figure := TEllipse.Create; // класс данасын құру

Figure.Draw; // TEllipse.Draw әдісін шақыру

Figure.Destroy; // класс данасын жою

end;

Семантикалық виртуальды және динамикалық әдістер біркелкі жұмыс істейді. Айырмашылығы тек виртуальды әдіс уақытты үнемдеу көз қарасында өте тиімді (есептеу жылдамдығын тиімдейді), ал динамикалық әдіс оперативтік жадыны рациональды қолдануға мүмкіндік береді (сәйкес келетін бағдарламалық кодтың өлшемін тиімдейді). Динамикалық және виртуальды әдістер статикалық әдістен ерекшелігі мынада , аталық әдістер мен ұрпақтар әдістерінің орын ауыстыруы бағдарламаның орындалу барсыныда жүзеге асырылады.

Класта әдіс abstract директивасының көмегімен абстрактілі болып жариялануы мүмкін. Мұндай әдіс виртуальды немесе ддинамикалық әдіс болуы мүмкін, бірақ басқа әдістерден айырмашылығы implementation секциясында өзінің коды болмауы мүмкін. Ол класта анықталады, бірақ ешқандай әрекеттен тұрмайды, ешқашан шақырылмайды және ұрпақтар класында қайтадан анықталуы керек. Абстрактілі әдістен тұратын класс абстрактілі класс деп аиалады. Мұндай кластар мен әдістер ұрпақтар әдістеріне қатынау тәсілін инкапсуляция жасайды, бірақ өздері ештеңе істемейді, мысалы:

procedure DoSomething; virtual; abstract;

Қалқаланбаған абстрактілі әдіске қатынау орындалу уақыты туралы қатені шақырады (run time error), мысалы:

TClass1 = class(TClass0)

...

procedure Paint; virtual; abstract;

end;

TClass2 = class(TClass1)

...

procedure Paint; override;

end;

var

jClass1: TClass1;

jClass2: TClass2;

begin

jClass1.Paint; // абстрактілі әдіске қатынау дұрыс емес

jClass2.Paint; // дұрыс

...

Әрбір класс екі ерекше әдістен тұрады – конструктор және деструктор. Конструктор объектіні құру және оны инициализациялау үшін тағайындалған. Мәселен, Object Pascal тілінде объект динамикалық құрылым болып табылады және айнымалы-объект берілгендерден емес оларға сілтемеден тұрады. Конструктор объектіні динамикалық жадыда үлестіреді және объектінің өрісіне алғашқы мәнін меншіктейді. Соған байланысты тізбектелген типтің өрісі алғашқы мән ретінде 0 – ді алады, жолдық тип ретінде – бос жол, нұсқағыш өрістер - nil мәнін, таңдау - өрісі - Unassigned мәнін алады. Одан басқа, конструктор динамикалық жады бөлінгеннен кейін құрылған объектіге сілтемені Self айнымалысына орналастырады. Барлық класс үнсіздікпен Self айнымалысынан тұрады, ол автоматты түрде класта жарияланады.

Конструктор мен деструктор процедура болғанымен де, олар арнайы резервтелген сөздермен жарияланады. Конструктор constructor сөзімен, ал деструктор – destructor сөзімен жарияланады.

TSample = class

Text: String;

constructor Create; // кластың данасын құру

destructor Destroy; // кластың данасын

end;

Өріске, қасиеттерге және әдістерге қатынамас бұрын, ең алдымен оларды құру керек. Объектіні құру үшін ең алдымен объектінің класына конструктор-әдісін қолдану қажет:

MyObject: TSample;

MyObject := TSample.Create;

...

end;

Егер ұрпақтар класы құрылып жатса және оны құру кезінде аталық класта жоқ кейбір қосымша әрекеттерді іске асыру көзделсе, онда алдымен өзінің аталығының конструкторын шақыру керек, ал содан кейін барып қосымша әрекеттерді іске асыру қажет. Арғы тектің өрістеріне қатынауды қамтамасыз ету үшін, конструкторда алдын – ала арғы тек класының объектісін құру қажет. Аталық кластың кез – келген қалқаланған әдісін шақыруды резервтелген inherited (иемденген) сөзінің көмегімен іске асырады. Мысалы:

TShape = class(TGraphicControl)

FPen: TPen;

FBrush: TBrush;

procedure PenChanged(Sender: TObject);

procedure BrushChanged(Sender: TObject);

public {сыртқы жариялау}

constructor Create(Owner: TComponent); override;

destructor Destroy; override;

...

Width := 65; // TGraphicControl иемденген қасиетін өзгерту

Height := 65;

FPen := TPen.Create; // class TPen типі бар жеке өрісті құру

FPen.OnChange := PenChanged;

FBrush := TBrush.Create; // class TBrush типі бар жеке өрісті құру

FBrush.OnChange := BrushChanged;

end;

Кейбір қарапайым кластар конструкторды немесе деструкторды жарияламай – ақ, құрылуы немесе жойылуы мүмкін. Мысалы, класс TObject, класының ұрпағы болып келсе, онда мұнда Constructor мен Destructor - ды жариялаудың қажеті жоқ:

TClassy = class;

...

var

Classy: TClassy;

...

Classy:= TClassy.Create; {объектіні құру}

Classy:= TClassy.Free; {объектіні жою}

Тілде бір класс аралығында бір атпен бірнеше әдісті жариялау мүмкіндігі бар. Осыдан кез – келген осындай әдіс қайта іске қосылатын болуы керек (overload директивасы). Компилятор мұндай әдістерді өзінің тиімді формальды параметрлерінің жиынымен идентификациялайды. Сол атпен пайда болған әдіске Delphi компиляторының реакциясын орындатпау үшін, әрбір осындай әдісті reintroduce директивасымен белгілеп қою керек.Ары қарай implementation секциясында осындай барлық әдістердің қодтарын енгізу керек. Мысалы:

type

TClassy = class;

Procedure HH(i, j: byte; var s: String); reintroduce; overload;

Procedure HH(q: String); reintroduce; overload;

Procedure HH(a: array of Integer); reintroduce; overload;

end;

...

...

S:=IntToStr(i + j);

 

procedure TClassy.HH(q: String);

Label2.Caption:= q;

 

procedure TClassy.HH(a: array of Integer);

Label1.Caption:= IntToStr(a[6] + a[4]);

...