Программы, управляемые событиями.
Введение
Тема 5. Объектно ориентированное программирование
По мере развития средств визуального отображения информации и управления работой программы, обеспечиваемых графическим режимом, возрастал объем программ и росли затраты на создание программ, увеличивалось количество данных и количество подпрограмм, обрабатывающих эти данные. Разобраться какие подпрограммы обрабатывают те или иные данные становилось все труднее (обычно в программах данные и подпрограммы располагаются в различных местах: информация о типах данных в разделе TYPE, переменные - в разделе VAR, а действия над данными - в разделе операторов).
Замечание. Совокупность средств для интерактивного взаимодействия пользователя с программой на ЭВМ принято называть интерфейсом.
Развитие средств интерактивного взаимодействия привело к пересмотру идеологии построения главной программы. Если раньше программа имела строго фиксированный алгоритм и от пользователя требовалось только ввести в определенный момент времени исходные данные и получить результаты после выполнения программы, то использование интерактивного режима позволило строить программы, алгоритм выполнения которых стал определяться пользователем.
Все это привело к двум новым концепциям в программировании:
- появлению программ, управляемых событиями;
- появлению метода объектно-ориентированного программирования.
В программах, написанных для традиционного метода выполнения (не интерактивных) всегда можно, посмотрев на текст программы, сказать какой оператор будет выполняться следующим. В интерактивных программах с графическим интерфейсом порядок выполнения тех или иных функций определяет пользователь. Только ему известно какую кнопку или клавишу он нажмет в тот или иной момент времени. Внедрение графического интерфейса в программы потребовало новой организации не только программы но и операционной системы.
В WINDOWS принято программу для решения той или иной задачи называть приложением. При запуске приложения выполняется инициализация его и открывается окно этого приложения и затем программа ждет сообщения о событии. Одновременно может быть открыто несколько окон одного или нескольких приложений (но активным в конкретный момент времени может быть только одно окно). Для каждого экземпляра открытого приложения ОС организует очередь сообщений. Принципы обработки сообщений в Windows приведены на рис.5.21.1.
Рис.5.21.1
Всякое изменение состояния системы называется событием. Например, нажатие клавиши на клавиатуре, щелчок кнопкой мыши на кнопке нарисованной на экране- это события.
Каждому событию в WINDOWS соответствует сообщение. Сообщение состоит из кода сообщения и параметров сообщения. Источниками сообщений являются драйверы устройств (клавиатуры, мыши,....); ядро Windows; само приложение (всего порядка 200 сообщений).
Ядро Windows берет очередное сообщение, анализирует его и передает в очередь сообщений соответствующего приложения.
Приложение извлекает сообщение из своей очереди с помощью функции GetMessage и передает его процедуре DispatchMessage, выполняющей функцию диспетчеризации сообщения (направляет сообщение в соответствующую оконную функцию). Такая комбинация функций называется циклом обработки сообщения.
Всякое приложение состоит из главной программы и набора подпрограмм (расположенных в модулях). Задача главной программы приложения обработать сообщение и определить какие подпрограммы должны выполняться для обработки данного события. Набор возможных событий и сообщений заранее известен, поэтому главная программа для всех приложений имеет один и тот же алгоритм.
Фактически главная программа содержит три части:
инициирующую часть;
цикл обработки сообщений;
деинициирующую часть.
Алгоритм, реализующий эти три функции для всех программ один и тот же, поэтому можно сделать одну главную программу для различных приложений, а программисту необходимо придумать и записать процедуры только обработчиков событий.
5.2. Основные принципы ООП.
Исторически сложилось так, что программирование возникло и развивалось как процедурное программирование. Процедурное программирование предполагает, что основой программы является алгоритм - процедура обработки данных.
Объектно-ориентированное программирование (ООП) - это не язык программирования, это метод разработки программ, в основе которого лежит понятие объекта как некоторой структуры, описывающей объект реального мира, его свойства и поведение. (иначе - ООП - это метод программирования, позволяющий рассматривать концептуальную модель как набор объектов).
ООП представляет собой новый этап развития современных концепций построения языков программирования. В этой методологии получили дальнейшее развитие принципы структурного программирования - структуризация программ и данных, модульность и т.д., а также новые подходы к созданию программ.
Суть ООП заключается в следующем.
В основе ООП лежит использование нового типа данных, который объединяет в себе поля данных (они могут принимать различные значения) и подпрограммы для обработки этих данных.
Данные могут быть связаны между собой в структуры имеющие иерархические свойства, причем в общем случае у каждого уровня иерархии может быть один или несколько родитель и много потомков.
Потомки могут наследовать свойства родителей, что позволяет использовать уже готовые подпрограммы с верхних уровней.
Преимущества ООП в полной мере проявляются при разработке достаточно сложных программ. Главными преимуществами ООП являются следующие:
-использование более естественных с точки зрения повседневной практики понятий, простота введения новых понятий в результате чего программы легче читать и понимать;
- упрощение разработки многократно используемых компонентов приложений;
- сокращение размера программ за счет того, что наследуемые свойства и действия не требуется описывать многократно;
- возможность создания библиотек классов, что позволяет существенно снизить затраты на разработку программы;
- сравнительно простая возможность внесения изменений (добавление или удаление функциональных возможностей) в программу без изменения уже написанных частей, используя свойства наследования и полиморфизма;
- возможность разделения доступа к различным объектам программы;
- локализация описания данных и подпрограмм для описания этих данных в одном месте, что упрощает понимание и создание программы.
Основные принципы ООП были сформулированы в начале 80 - х годов. Эти принципы в настоящее время реализованы в нескольких языках программирования. При этом объектно-ориентированные языки программирования строились на основе известных алгоритмических языков( Турбо Паскаль, Си, Бейсик).
Дальнейшим развитием объектно-ориентированных языков программирования являются языки, использующие так называемую технологию "визуального программирования" (ЯВП).
В ЯВП имеется широкий набор визуальных компонентов (формы, кнопки, поля и т.п.) которые можно просто перетаскивать с панели на рабочее поле проекта (эти компоненты называются визуальными потому, что они отображаются на специальной панели в виде пиктограмм и видны на рабочем поле при создании программы.). При перетаскивании компонента в программу автоматически встраивается соответствующий программный код. Использование языков визуального программирования позволяет существенно повысить производительность труда программиста.