Введение в объектно-ориентированный дизайн с Java

Тимур Машнин, 2022

Эта книга ориентирована на тех, кто уже знаком с языком программирования Java и хотел бы углубить свои знания и изучить объектно-ориентированный анализ и проектирование программного обеспечения. Вы познакомитесь с основными принципами и паттернами объектно-ориентированного дизайна, используемыми при разработке программных систем Java. Вы научитесь моделировать системы Java с помощью UML диаграмм, познакомитесь с основными понятиями и принципами объектно-ориентированного подхода, изучите порождающие, структурные и поведенческие шаблоны проектирования. Вы узнаете, как создавать модульное, гибкое и многоразовое программное обеспечение, применяя объектно-ориентированные принципы и шаблоны проектирования.

Принцип Абстракции в UML

При проектировании здания архитекторы создают эскизы, чтобы визуализировать и экспериментировать с различными проектами.

Эскизы быстро создаются и интуитивно понятны для представления дизайна клиенту, но эти эскизы недостаточно подробны для строителей.

Когда архитекторы общаются с людьми, которые будут строить здание, они предоставляют подробные чертежи, которые содержат точные измерения различных компонентов.

Эти дополнительные детали позволяют строителям точно построить то, что предлагает архитектор.

Для программного обеспечения, разработчики используют технические диаграммы, называемые UML диаграммами, для выражения своих проектов.

Напомним, что для концептуального дизайна мы использовали CRC-карточки, которые аналогичны эскизам архитекторов для визуализации и экспериментов с различными проектами.

Карточки CRC хороши только для прототипирования и моделирования проектов на более высоком уровне абстракции.

Однако, для реализации, нужна техника, которая больше похожа на план.

Диаграммы классов UML позволяют представить дизайн более подробно, чем карточки CRC, но это представление будет все еще визуальным.

Диаграммы классов намного ближе к реализации и могут быть легко преобразованы в классы в коде.

Принцип абстракции дизайна представляет собой идею упрощения концепции в области задачи до ее сути в каком-то контексте.

Абстракция позволяет лучше понять концепцию, разбив ее на упрощенное описание, которое игнорирует несущественные детали.

Вы можете сначала применить абстракцию на уровне дизайна, используя диаграммы классов UML, а затем преобразовать дизайн в код.

Итак, как например, класс продуктов питания выглядел бы в диаграмме классов?

Это представление диаграммы класса продуктов питания.

Каждый класс в диаграмме классов представлен полем.

И каждая диаграмма разделена на три секции, как в CRC-карточке.

Верхняя часть — это имя класса.

Средняя часть — это раздел свойств.

И это эквивалентно переменным-членам в классе Java, и эта часть определяет атрибуты абстракции.

И, наконец, нижняя часть — это раздел операций, который эквивалентен методам в классе Java и определяет поведение абстракции.

Свойства, которые эквивалентны переменным-членам Java, состоят из имени переменной и типа переменной.

Типы переменной, как и в Java, могут быть классами или примитивными типами.

Операции, эквивалентные методам Java, состоят из имени операции, списка параметров и типа возвращаемого значения.

Теперь, если мы сравним карточку CRC с нашей диаграммой классов, вы можете заметить, как некоторые из обязанностей карточки превратились в свойства в диаграмме классов.

Некоторые из них стали операцией.

Конечно, вы можете использовать CRC-карточки для абстрагирования объекта, но тут возникают двусмысленности, которые препятствуют программисту перевести CRC-карточку в код.

Одна из двусмысленностей заключается в том, что CRC-карточка не показывает разделения между свойствами и операциями.

Все они перечислены вместе.

Теперь, когда у нас есть представление диаграммы классов, давайте реализуем его в код Java.

Диаграммы классов очень близки к реализации, что делает перевод на Java очень простым.

Имя класса в диаграмме превращается в класс в Java.

Свойства в диаграмме классов превращаются в переменные-члены.

И, наконец, операции превращаются в методы.

Преобразование кода в диаграмму классов также является простым.

Несмотря на дополнительные подробности, которые может предоставить диаграмма классов, CRC-карточки успешно используются для имитации и прототипирования различных конструкций.

А тот факт, что они далеки от кода, заставляет вас сосредоточиться на задаче, а не на реализации.

С другой стороны, диаграммы классов намного ближе к коду, и вы можете четко передать свой технический дизайн разработчикам.

Но поскольку вам нужно указать специфичные для кода вещи, такие как списки параметров и возвращаемые значения, диаграммы классов слишком детализированы для концептуального дизайна.

Детали будут отвлекать и отнимать много времени, при создании первоначальных проектов.