برنامه‌نویسی شی گرا چیست؟
برنامه‌نویسی شی گرا (OOP) یک رویکرد برنامه‌نویسی است که بر اساس ایدهٔ اینکه هر چیز در دنیا به شکل یک شیء تصور می‌شود، طراحی شده است. در این روش، هر شیء دارای ویژگی‌ها و عملیات است که با یکدیگر ارتباط دارند. به عبارت دیگر، OOP به ما این امکان را می‌دهد که برنامه‌ها را به شیء‌های مستقل تقسیم کرده و از آن‌ها در ساختار برنامه استفاده کنیم. این روش باعث می‌شود که برنامه‌نویسی ساده‌تر و قابل‌فهم‌تر شود و همچنین از قابلیت باز استفاده بالا برخوردار باشد.
مفهوم برنامه‌نویسی شی گرا
برنامه‌نویسی شی گرا یک رویکرد بسیار قدرتمند و انعطاف‌پذیر است که در توسعه نرم‌افزارها و برنامه‌های مختلف مورداستفاده قرار می‌گیرد. با استفاده از این رویکرد، برنامه‌نویسان می‌توانند اجزای مختلف برنامه را به صورت کلاس‌ها تعریف کرده و سپس از این کلاس‌ها برای ایجاد آبجکت‌های مختلف و مدیریت آن‌ها استفاده کنند.
هر آبجکت دارای ویژگی‌ها و عملکردهای خاص خود است که می‌تواند با استفاده از متدهای تعریف شده در کلاس مربوطه تغییر یابد. این رویکرد به برنامه‌نویسان کمک می‌کند تا کد نوشته شده توسط آن‌ها قابلیت تجدیدپذیری، انعطاف‌پذیری و قابلیت توسعه را داشته باشد که این امر می‌تواند به بهبود کیفیت و عملکرد برنامه کمک کند.
به عنوان مثال در دنیای بازی‌های ویدئویی، اسلحه می‌تواند به عنوان یک کلاس در نظر گرفته شود و به عنوان یک شیء، مانند AK-47 که از این کلاس ایجاد شده است و دارای ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود، مانند تعداد گلوله‌ها، تعداد شلیک در ثانیه، رنگ، وزن و بسیاری از ویژگی‌های دیگر است.
آموزش برنامه نویسی با بهترین قیمت
شی گرایی چه تاریخچه‌ای دارد؟
در آغاز دوران محاسبات، برنامه‌نویسی تنها به نوشتن کد با زبان ماشین محدود بود. زبان ماشین شامل دستوراتی در قالب اعداد ۰ و ۱ بود که برای ماشین‌ها و پردازنده‌ها نوشته می‌شد. توسعه نرم‌افزار و برنامه‌های کامپیوتری با استفاده از زبان ماشین بسیار دشوار بود و این باعث شد تا زبان‌های برنامه‌نویسی جدیدی به نام زبان‌های اسمبلی ظهور کنند.
این زبان‌ها به دلیل شباهت دستوراتشان به زبان انگلیسی، فهم آن‌ها را آسان‌تر کرد. زبان‌های اسمبلی برای طراحی ریزپردازنده‌ها استفاده می‌شدند و با اختراع ریزپردازنده‌ها، استفاده از آن‌ها در صنعت به شدت افزایش یافت، اما این زبان‌ها مناسب طراحی نرم‌افزارهای کاربردی امروزی نبودند و این باعث شد که رویکردهای برنامه‌نویسی ساختاریافته و رویه گرا در دهه ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰ معرفی شوند.
برنامه‌نویسی ساختاریافته چه رویکردی دارد؟
برنامه‌نویسی ساختاریافته به‌عنوان یکی از رویکردهای مهم در برنامه‌نویسی شناخته می‌شود که بر مبنای تقسیم برنامه به قسمت‌های کوچک‌تر به نام ماژول‌ها و استفاده از توابع برای انجام وظایف مختلف برنامه است.
این رویکرد تا حد زیادی به بهبود خوانایی و درک برنامه کمک می‌کند و در نتیجه نوشتن کدهای تمیزتر و کاهش احتمال خطاها را فراهم می‌کند. از طرفی، تأکید این رویکرد بر مفهوم و کاربرد توابع به نوشتن کدهای قابل توسعه و قابل مدیریت کمک می‌کند؛ بنابراین، استفاده از برنامه‌نویسی ساختاریافته برای پروژه‌های بزرگ نرم‌افزاری، به عنوان یک انتخاب مناسب واقع می‌شود. از جمله زبان‌هایی که از این رویکرد استفاده می‌کنند، می‌توان به زبان‌های برنامه‌نویسی C و پاسکال اشاره کرد.
برنامه‌نویسی رویه گرا چه رویکردی دارد؟
رویکرد برنامه‌نویسی رویه گرا یا Top-Down به عنوان یک روش ساختاری برای توسعه نرم‌افزارها شناخته می‌شود. در این رویکرد، برنامه‌نویسی از بالا به پایین انجام می‌شود، به این معنی که ابتدا از یک مفهوم کلی شروع می‌شود و سپس به تفاصیل و جزئیات آن می‌پردازد. زبان‌های برنامه‌نویسی مختلفی از جمله بسیک، کوبل و فورترن از این رویکرد پشتیبانی می‌کنند. این رویکرد معمولاً برای پروژه‌هایی با حجم متوسط و بزرگ مناسب است، اما یکی از نقاط ضعف آن، کاهش سطح امنیت برنامه است. به طور کلی، رویکرد برنامه‌نویسی رویه گرا با رویکرد بالا به پایین یکی از روش‌های معتبر برای توسعه نرم‌افزارها است.
با توجه به مشکلات دو رویکرد برنامه‌نویسی ساختار یافته و رویه گرا، یک رویکرد نو و جذاب به نام برنامه‌نویسی شی گرا به وجود آمد. این رویکرد بر مفاهیم دنیای واقعی، به خصوص داده‌ها تمرکز دارد. در این رویکرد، ساختاری ارائه شده که امکان دسترسی از خارج به داده‌ها را ندارد که این باعث افزایش امنیت برنامه می‌شود. در ادامه، به توضیح رویکرد شی گرایی و اجزای اصلی آن می‌پردازیم.
مفهوم شی گرایی چیست؟
برنامه‌نویسی شی گرا یک رویکرد محبوب در طراحی نرم‌افزار است که بر اصول اشیا و تعاملات بین آن‌ها تمرکز دارد. در این روش برنامه‌نویسی، داده‌ها به صورت اشیا (Objects) مدل‌سازی می‌شوند و هر شی دارای ویژگی‌ها (Properties) و روال‌های (Procedures) خاص خود است. یک کلاس (Class) به عنوان الگوی اصلی برای ایجاد اشیا در نظر گرفته می‌شود و تعاملات بین اشیا از طریق متدها (Methods) انجام می‌شود.
از زاویه‌ای دیگر، این رویکرد شی گرایی به برنامه‌نویسان این امکان را می‌دهد که با تعریف اشیای مختلف، سیستم نرم‌افزاری خود را مدل‌سازی کنند. هر شیء ساخته شده، یک بخش خاص از نرم‌افزار را بازنمایی می‌کند. این رویکرد، با استفاده از مؤلفه‌ها و اصول خود، امکان پیاده‌سازی ماهیت‌های دنیای واقعی در برنامه‌نویسی را فراهم می‌کند.
شی در برنامه‌نویسی شی گرا به چه معناست؟
شی گرایی به عنوان یکی از مفاهیم پیچیده برنامه‌نویسی، نیازمند درک و یادگیری مفاهیم ابتدایی است. برای توضیح این مفهوم، می‌توان از مثال خودرو استفاده کرد. در این مثال، خودرو به عنوان یک مفهوم کلی در نظر گرفته می‌شود که دارای ویژگی‌هایی مانند نام، رنگ، سال تولید و تعداد چرخ‌ها است. این ویژگی‌ها در شی گرایی به عنوان “مشخصه” شناخته می‌شوند.
خودرو دارای عملکردهایی نظیر روشن شدن، حرکت کردن و توقف کردن است که به عنوان “متد” شناخته می‌شوند. به عنوان مثال، بنز و کامیون به عنوان نمونه‌های مختلف از مفهوم خودرو در نظر گرفته می‌شوند که هرکدام دارای ویژگی‌ها و عملکردهای مخصوص به خود هستند. این مثال به برنامه‌نویسان کمک می‌کند تا مفهوم شی گرایی را بهتر درک کنند و از آن در برنامه‌نویسی بهره ببرند.
مفهوم مشخصه در برنامه‌نویسی شی گرا
متغیرها یا ویژگی‌ها، اطلاعات مهمی را ارائه می‌دهند که به ما کمک می‌کنند تا شی‌ها را شناسایی و مدیریت کنیم. این مشخصه‌ها می‌توانند به صورت متنوعی مانند اعداد، رشته‌ها، بولین‌ها و غیره باشند. با استفاده از این مشخصه‌ها، می‌توانیم اطلاعات مربوط به یک شی را ذخیره و به آن‌ها دسترسی پیدا کنیم. برای مثال، در یک برنامه مدیریت فروش، مشخصه‌های محصولات می‌توانند شامل نام، قیمت، تعداد موجودی و سایر ویژگی‌های مربوط به محصول باشند. به این ترتیب، با استفاده از متغیرها، می‌توانیم اطلاعات موردنیاز را به راحتی مدیریت کنیم و به شیوه‌ای سازماندهی شده دسترسی پیدا کنیم.
مفهوم متد در شی گرایی
متدها یکی از اصول اساسی برنامه‌نویسی شیءگرا هستند که به برنامه‌نویسان کمک می‌کنند تا کد خود را به صورت منظم و سازماندهی شده بنویسند. این متدها به صورت توابعی تعریف می‌شوند که عملی را انجام می‌دهند و می‌توانند اطلاعاتی را در خروجی بازگردانند یا اطلاعات مربوط به شیء را تغییر دهند. یکی از مزایای استفاده از متدها این است که اگر خطایی در یکی از متدها وجود داشته باشد، به راحتی می‌توان آن را پیدا کرد و اصلاح کرد.
اصول شی گرایی چه معنایی دارد؟
برنامه‌نویسی شی گرا یک رویکرد برنامه‌نویسی است که بر اصول اصلی شی گرایی تأکید دارد. این اصول شامل کپسوله‌سازی، انتزاع، وراثت و پلی‌مورفیسم هستند. اصل کپسوله‌سازی به معنای محافظت از داده‌ها و اطلاعات درون یک شیء است و این امکان را فراهم می‌کند که تغییرات درون شیء بدون تغییر در کدهای دیگر اعمال شود. اصل انتزاع به معنای مخفی کردن جزئیات پیاده‌سازی و ارائه یک رابط کلی برای استفاده‌کننده است.
اصل وراثت به معنای ارث‌بری و انتقال ویژگی‌ها و رفتارهای یک شیء به شیء دیگر است و اصل پلی‌مورفیسم به معنای این است که یک عملیات می‌تواند برای انواع مختلف شیء‌ها به صورت متفاوت عمل کند. این اصول کلیدی در برنامه‌نویسی شی گرا به تدریج بهبود و توسعه می‌یابند و برنامه‌نویسان را در طراحی و توسعه نرم‌افزارهای پیچیده کمک می‌کنند.
رویکرد شی گرایی چه مزایا و معایبی دارد؟
بر خلاف سایر رویکردهای برنامه‌نویسی، رویکرد شی گرا دارای مزایای فراوانی است که در ادامه به آن‌ها اشاره خواهیم کرد:
ویژگی «ماژولار بودن» (Modularity)
استفاده از ساختار برنامه‌نویسی ماژولار، امکان تقسیم برنامه به بخش‌های کوچک‌تر و پیاده‌سازی هر بخش در قالب توابع مختلف را فراهم می‌کند. در رویکرد شی گرایی، با استفاده از اصل کپسوله‌سازی، می‌توان بهره‌وری بیشتری از برنامه‌نویسی ماژولار به دست آورد. این رویه باعث می‌شود توسعه نرم‌افزار توسط گروه‌های مختلف سازمان بهبود یابد و عیب‌یابی قطعات کد به صورت سریع‌تر و بهتری انجام شود.
قابلیت استفاده مجدد از کدها
با اعمال اصل ارث‌بری، می‌توان به راحتی از تکرار کد در برنامه جلوگیری کرد و از آن به عنوان یک قطعه کد قابل استفاده در پروژه‌های مختلف برنامه‌نویسی، بهره برد. این رویه زمینه‌ای برای افزایش بهره‌وری و کارآمدی در توسعه نرم‌افزارها فراهم می‌کند.
افزایش میزان بهره‌وری
دو مبحث مهم در شی گرایی؛ یعنی ارث‌بری و کپسوله‌سازی، به برنامه‌نویسان این امکان را می‌دهند که به راحتی از قطعه کدهایی که به صورت توابع و کلاس‌ها نوشته شده‌اند، استفاده کنند. این باعث افزایش سرعت توسعه پروژه‌های نرم‌افزاری می‌شود و برنامه‌نویسان را در این مسیر کمک می‌کند.
قابلیت به‌روزرسانی و مقیاس‌پذیری آسان
برنامه‌نویسی شی گرا، با ارائه چهار اصل منحصربه‌فرد، این امکان را به ما می‌دهد که برنامه‌ها را به‌راحتی به‌روز کنیم و هر بازه از نرم‌افزار را جداگانه گسترش دهیم.
افزایش سطح امنیت برنامه‌نویسی
ترکیب کپسوله‌سازی و انتزاع در رویکرد شی گرایی، باعث می‌شود کدهای برنامه از دسترس کاربران خارجی محافظت شوند و به آسانی قابل دسترسی نباشند.
انعطاف‌پذیری بالا
استفاده از چندریختی در شی گرایی به ما این امکان را می‌دهد که یک متد با نام یکسان را به گونه‌ای ایجاد کنیم که بسته به نیازهای کاربر، عملکرد متفاوتی داشته باشد.
هرچند شی گرایی به لحاظ برخی مزایا جذابیت‌های فراوانی دارد، اما نباید از معایب آن نیز غافل شد:
- حجم کدهای نوشته شده در پروژه‌هایی با استفاده از شی گرایی بیشتر است.
- تنها برخی از زبان‌های برنامه‌نویسی از شی گرایی استفاده می‌کنند.
- از شی گرایی نمی‌توان در تمامی پروژه‌ها استفاده کرد.
- زمان زیادی برای تشخیص اشیا در پیاده‌سازی پروژه‌های شی گرا نیاز است.
جمع‌بندی
شی گرایی یک رویکرد برنامه‌نویسی است که بر اصول مبتنی بر اشیا و ارتباطات بین آن‌ها تمرکز دارد. در این رویکرد، هر شیء یا اشیا مختلف به عنوان موجودیت‌های مستقل و مجزا در نظر گرفته می‌شوند که ویژگی‌ها و عملیات خاص خود را دارند. این اشیا می‌توانند از نوع‌های مختلفی مانند کلاس‌ها، شیء‌ها، متدها و خصوصیات باشند. با استفاده از این مفهوم، برنامه‌نویسان قادرند به صورت سازمان یافته و منطقی، کدهای خود را بنویسند و به راحتی قابلیت تغییر و توسعه آن‌ها را افزایش دهند.
.svg)
دیدگاه شما