Теория и методика изучения основ объектно-ориентированного программирования в школьном курсе информатики

Блок try .except

Блок try .except применяется для реакции на конкретную исключительную ситуацию (приложение 8).

Если при выполнении операторов, расположенных в разделе try, не возникает исключительная ситуация, то обращения к разделу except вообще не происходит. Если же в разделе try возникает исключительная ситуация, то управление сразу передается разделу except. Раздел except содержит

набор операторов on .do, определяющих реакцию на исключительные ситуации. Между ключевыми словами on и do указывается имя класса исключительной ситуации. Оператор, расположенный после слова do, предназначен для ее обработки (после обработки исключительной ситуации управление не передается назад в раздел try).

Блок try .finally

Блок try .finally используется в тех случаях, когда необходимо выполнить некоторые действия даже в случае возникновения исключительной ситуации (например, освободить занятую память).

В данной конструкции сначала выполняются операторы, расположенные в разделе try. Если при их выполнении не возникло исключительной ситуации, то выполняются операторы, расположенные в разделе finally. Если же при выполнении операторов в разделе try возникает исключительная ситуация, то управление сразу передается первому оператору раздела finally.

Эта конструкция не обрабатывает исключительную ситуацию, а лишь служит для защиты выделенных ресурсов, позволяя освободить их даже в случае возникновения исключительной ситуации.

Исключительную ситуацию можно программно вызвать с помощью специального оператора raise.

Основные концепции объектно-ориентированного программирования

Объектно-ориентированное программирование базируется на трех основных принципах: инкапсуляции, наследовании и полиморфизме.

Изучение принципов является обязательным элементом курса.

1. Инкапсуляция

Инкапсуляция – это комбинирование данных с процедурами и функциями, которые манипулируют этими данными. Данные и методы используются для определения содержания и возможностей объекта. Например, окружность описывается координатами центра и радиусом (данные). Кроме того, над окружностью можно проделывать различные действия (методы): вычислять ее длину и площадь ограниченного ею круга, проверять находится ли некоторая точка внутри данной окружности и т.п

Поля и методы, входящие в состав класса, называются членами класса. Для работы с классом необходимо создать его экземпляр, то есть описать в разделе var переменную данного объектного типа.

Доступ к полям класса производится точно так же, как и доступ к полям записи, с помощью одного из двух способов:

указания имени соответствующего поля после имени экземпляра класса через точку;

использования оператора with.

Аналогичным образом производится и вызов методов.

Инкапсуляция позволяет обеспечить защиту данных от внешнего вмешательства или неправильного использования. Такая возможность обеспечивается разделением доступа к данным и методам объекта, которые могут обладать различной степенью доступности: от общедоступных до таких, которые доступны только из методов самого объекта. Обычно открытые члены класса используются для того, чтобы обеспечить контролируемый интерфейс с его закрытой частью.

2. Наследование

Наследование – это возможность использования уже определенных классов для построения иерархии классов, производных от них. Новый, или производный, класс может быть определен на основе уже имеющегося (базового) класса. При этом новый класс сохраняет все свойства старого: данные объекта базового класса включаются в данные производного объекта, а методы базового класса могут быть вызваны для объекта производного класса, причем они будут выполняться над данными включенного в него объекта базового класса. Иначе говоря, новый класс наследует как данные старого класса, так и методы их обработки.

Например, на основе класса, описывающего объект «окружность», можно создать класс, описывающий объект «кольцо». Причем часть свойств и методов у этих объектов будет общей: координаты центра, радиус внешней окружности, метод расчета длины внешней окружности. Поэтому при объявлении класса «кольцо» не нужно заново описывать эти свойства и методы.

В объявлении класса TRing указываются функции расчета площади кольца и определения попадания некоторой точки с заданными координатами внутрь кольца. Хотя имена этих методов совпадают с именами соответствующих методов для класса TCircle, их реализация должна быть иной, так как они применяются к разным геометрическим фигурам. Если имена методов, объявляемых в дочернем классе, совпадают с именами полей или методов родительского класса, то говорят, что они перекрываются. В зависимости от типа методов результаты перекрытия методов будут различными. Тип метода определяется служебным словом после объявления метода.

3. Полиморфизм

Полиморфизм дает возможность определения единственного имени для действия (процедуры или функции), применимого одновременно ко всем объектам иерархии наследования, причем для каждого объекта учитываются особенности реализации данного действия.

На практике это означает способность объектов выбирать метод, исходя из типа данных. Например, ранее мы рассмотрели пример класса TCircle и дочернего от него класса TRing. Согласно правилу соответствия типов, принятому в Object Pascal, переменные дочернего класса всегда совместимы с переменными класса-предка, причем совместимость односторонняя: переменной класса-предка можно присвоить значение переменной дочернего класса, но не наоборот. Таким образом, если имеется какая-либо процедура, для которой формальным параметром является переменная класса TCircle, то в данную процедуру можно передать в качестве фактического параметра переменную типа TRing. Причем классы TCircle и TRing имеют методы с одинаковым названием, но по-разному выполняемые. Концепция полиморфизма подразумевает, что внутри процедуры будут вызываться методы, соответствующие не типу формальной переменной, а типу реально переданной переменной.

Реализация концепции полиморфизма означает, что можно создать общий интерфейс для группы близких по смыслу действий. Достоинством полиморфизма является то, что он помогает снижать сложность программ, разрешая использование единого интерфейса для единого класса действий.

Программирование на языке Object Pascal

В данном параграфе рассматривается язык Object Pascal, используемый в системе визуального программирования Delphi фирмы Borland.

Object Pascal обеспечивает значительно более высокую скорость разработки программ за счет обнаружения на этапе компиляции программы ряда ошибок, которые компилятор языка C++ пропускает без предупреждения. В то же время Object Pascal в полной мере реализует концепции объектно-ориентированного программирования, в чем практически не уступает C++.

Язык Object Pascal является строгим языком, что во многом обусловлено учебным характером его предшественника языка Pascal.

1. Структура программы в Object Pascal

Программа, написанная на языке Object Pascal, состоит из ряда разделов (или блоков). Начало каждого раздела указывается с помощью специальных зарезервированных слов. В общем виде программа Object Pascal имеет следующий вид: