ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 31.03.2021
Просмотров: 6834
Скачиваний: 51
381
Рис. 3.19.
Основные подклассы класса «Набор»
(* - абстрактные классы, экземпляры которых не создаются)
В системе SmallTalk существует два типа объектов:
1) объекты с поименованными переменными (переменные с именами);
2) объекты с индексируемыми переменными (состоят из N объектов; при описании класса,
которому принадлежит такой объект, указывается только одна именованная переменная, осталь-
ные N-1 индексируются и доступ к ним осуществляется посылкой сообщения "вПозиции: индекс",
а не указанием имен).
Объекты с индексируемыми переменными также могут иметь поименованные переменные
экземпляра.
Набор
- это группа связанных между собой объектов. Классы наборов определяют различ-
ные структуры данных для хранения произвольных объектов. Основные подклассы класса «На-
бор» представлены на рис.3.19.
Полиморфизм
проявляется в том, что одно и то же сообщение может посылаться разным
объектам, и понимают они его каждый по-своему. Это увеличивает наглядность программ, по-
скольку не надо беспокоиться о случайном совпадении имен сообщений, как это имеет место с
именами функций в традиционных языках.
Классы также являются объектами. Таким образом, классам тоже можно посылать сообще-
ния. Поскольку сообщение, посылаемое экземпляру, анализируется этим классом, то логично
предположить, что сообщение, посылаемое классу, анализировалось его классом. Мы получили
единый механизм вызова сообщений, обеспечивающий ясность программ.
Класс класса называется
метаклассом.
Классам присваиваются имена, а метаклассам - нет.
Для каждого класса существует один метакласс (рис. 3.20).
Между метаклассами тоже существует иерархия, образованная тем же отношением «супер-
класс - подкласс». Иерархия классов и иерархия метаклассов изоморфны друг другу.
382
Рис. 3.20. Классы и метаклассы
В ряде случаев необходимо работать с объектами, обладающими свойствами пересечения
некоторых классов, но не включения, т.е.:
Класс А не является подклассом класса В
Класс В не является подклассом класса А Пересечение
А и В не пусто.
В таком случае создается специальный суперкласс обоих классов, описывающий их общую
часть. Этот суперкласс называют абстрактным классом. Он не создает своих экземпляров, а только
служит для наследования общих методов.
Рекурсии.
Как и в других языках, ориентированных на обработку символов и нашедших
применение в создании систем искусственного интеллекта, в SmallTalk важную роль играет рекур-
сия. Рассмотрим пример определения рекурсивного метода, вычисляющего числа Фибоначчи:
Фибоначчи
"выдать N чисел Фибоначчи, где N - объект-адресат"
сам<3
еслиИстина: [^
1]
еслиЛожь : [^ (сам - 1) фибоначчи + (сам - 2) фибоначчи ]
Классическим примером задачи, требующей рекурсии, является задача о Ханойских баш-
нях. Имеется три штырька. На штырьке №1 расположены кольца разного диаметра в порядке убы-
вания их размера снизу вверх. Требуется переложить кольца со штырька №1 на штырек .№2, поль-
зуясь штырьком .№3 как промежуточным, таким образом, чтобы кольца на штырьке №2 распола-
гались в порядке убывания их диаметра снизу вверх и чтобы в процессе перекладывания кольцо
большего размера никогда не накладывалось на кольцо меньшего диаметра.
Данная задача решается рекурсивно.
а) Базис.
Если кольцо одно, то надо просто переложить это кольцо с х на у.
б) Рекурсия.
Если число колец равно
k,
то надо переложить со штырька х на штырек z
k-
1 колец, затем
переложить самое большое
k-e
кольцо на у и переложить все остальные
k-
1 колец со штырька z на
у.
Объект-адресат в нашем случае - целое число (количество колец). (Следовательно, данный
метод будет принадлежать классу целых чисел.)
Объекты-параметры - символы '1', '2', '3' (информация: с какого штырька
на какой надо пе-
реложить кольцо, а какой использовать как дополнительный).
Результат - надписи на экране о последовательности выполнения данной
задачи
.
Следовательно, вызов метода будет осуществляться следующим образом:
<число> ханойС: '1' на: '2' через:
'3'
Реализация метода ханойС: х на: у через: z может быть следующей:
383
ханойС: х на: у через: z
"головоломка 'Ханойские башни""
сам=1
еслиИстина: [СистемнаяИнформация поместитьВсеПоследующие:
'Переложить со штырька',х,'на штырек',у;символВК.]
еслиЛожь: [(сам - 1) ханойС: х на: z через: у
СистемнаяИнформация поместитьВсеПоследующие:
'Переложить со штырька',х,'на штырек',у;символВК.]
(сам - 1) ханойС: z на: у через: х]
Контрольные вопросы и задания
1. Какие методологии могут
быть использованы при проектировании программных систем?
2. В чем состоит смысл объектно-ориентированной методологии проектирования про-
грамм?
3. Каковы
основные шаги разработки программы в объектно-ориентированной методоло-
гии?
4. Как описываются объекты в Турбо-Паскале?
5. В чем отличие методов объектов от обычных процедур? Как методы задаются?
6. Что такое инкапсуляция, наследование и полиморфизм? Приведите примеры.
7. Каково назначение и возможности объектно-ориентированной оболочки Turbo-Vision?
8. Охарактеризуйте основные объекты и методы Turbo-Vision.
9. В чем состоят отличия визуального объектного программирования от более традицион-
ного?
10. Каковы концепции, положенные в основу языка SmallTalk?
11. Какие типы сообщении возможны в языке SmallTalk?
12. Охарактеризуйте основные встроенные в SmallTalk классы.
13. Какие управляющие конструкции существуют в языке SmallTalk?
14. Как определяются новые методы? объекты?
15. Как организуется рекурсия в программах на SmallTalk?
384
385
Дополнительная литература к главе 3
1.
Абрамов С. А.
и др. Задачи по программированию. - М.: Наука, 1988.
2.
Абрамов В. Г., Трифонов
Н.П.
,
Трифонова Г.Н
. Введение в язык Паскаль. - М.:
Наука,1988.
3.
Алексеев В.Е.
и др. Вычислительная техника и программирование. Практикум по про-
граммированию. - М.: Высшая школа, 1991.
4.
Братка И.
Программирование на языке Пролог для искусственного интеллекта.-М: Мир,
1990.
5.
Брукс Ф.П.
Как проектируются и создаются программные комплексы. /Очерки по сис-
темному программированию/. - М.: Наука, 1979.
6.
Буч Г.
Объектно-ориетированное программирование с примерами применения. - Киев:
Диалектика, 1992.
7.
Ван Тассел Д.
Стиль, разработка, эффективность, отладка и испытание программ.-М.:
Мир,1981.
8.
Вирт
Н
. Алгоритмы и структуры данных. - М.: Мир, 1989.
9.
Bupт
Н
. Алгоритмы + структура данных = программы. - М.: Мир, 1985.
10.
Герман О. В.
Введение в теорию экспертных систем и обработку знаний. -Минск, Ди-
зайн-ПРО, 1995.
11.
Гудман
С,
Хидетниеми С.
Ведение в разработку и анализ алгоритмов. - М.:
Мир,1981.
12.
Дантеманн Д., Мишел Д., Тейлор Д.
Программирование в среде Delphy. -Киев: НИПФ-
ДиаСофтЛтд., 1995.
13.
Дарахавелидзе
П
.,
Марков Е.
Delphy - среда визуального программирования. -СПб.:
BVH-Санкт-Петербург, 1996.
14.
Дайтибегов Д.М., Черноусое Е.А.
Основы алгоритмизации и алгоритмические языки. -
М.: Финансы и статистика, 1992.
15
. ДжонсЖ.,Харроу К.
Решение задач в системе Турбо-Паскаль. - М.: Финансы и стати-
стика,1991.
16.
Дмитриева М.В., Кубенский А.А.
Элементы современного программирования.-С.-Пб.:
Изд-во С.-П. университета, 1991.