Языки программирования

Что такое объектно-ориентированные языки программирования?

Объектно-ориентированное программирование, также часто называемое ООП, является одной из самых популярных форм программирования.

ООП позволяет разработчикам опираться на ранее написанный код и имеет другие возможности и преимущества, которые делают его любимым для разработчиков. Что такое объектно-ориентированные языки программирования? Несколько примеров включают Java, Python, C# и многие другие.

В этой статье я расскажу, что такое объектно-ориентированное программирование, почему оно так популярно, все важные вещи, которые вам нужно знать об этой парадигме программирования, и лучшие языки объектно-ориентированного программирования, которые вы, возможно, захотите изучить.

Что такое язык программирования?

Прежде чем перейти к объектно-ориентированному программированию, давайте начнем с уточнения терминов: что такое язык программирования в целом?

Вот самое базовое определение: язык программирования — это набор правил, которые преобразуют строки в различные виды машинного кода. По сути, это набор инструкций, переданных компьютеру для выполнения.

Каждый язык программирования — например, Java, Python, JavaScript и т.д. — имеет свой собственный набор правил, синтаксис и структуру.

Вы пишете код на языке программирования в текстовом редакторе или IDE. Затем этот исходный код компилируется в машинный язык, который может быть понят компьютером.

Что такое объектно-ориентированное программирование?

Теперь, когда вы знаете, что такое язык программирования, что означает объектно-ориентированное программирование?

Объектно-ориентированное программирование (ООП) — это парадигма программирования (она же определенный подход к программированию), которая опирается на классы и объекты.

  • Классы — это шаблоны, которые помогают в создании программного обеспечения.
  • Объекты — это структуры данных, которые содержат как данные (свойства или атрибуты), так и код (процедуры или методы). Объект — это, по сути, конкретный экземпляр класса. Он содержит собственную копию каждого свойства, определенного в классе, и каждый метод выполняется независимо на этом объекте.

Объектно-ориентированное программирование против функционального программирования против процедурного программирования

Существуют и другие виды языков программирования, которые не являются объектно-ориентированными. Два основных других типа — это функциональное программирование и процедурное программирование.

  • Объектно-ориентированное программирование против функционального программирования (ФП): ФП создает чистые функции, в отличие от концепций общего состояния, как ООП. Оно использует условные выражения и рекурсию для выполнения вычислений. ФП использует фиксированную структуру данных, в то время как ООП — переменную. Примеры функциональных языков включают Lisp, Scala, Erlang, Haskell и Clojure.
  • Объектно-ориентированное программирование против процедурного программирования: При процедурном программировании вы решаете проблемы, начиная с верхней части кода и заканчивая нижней. В отличие от ООП, в нем данные и методы рассматриваются как две разные сущности. К процедурным языкам относятся BASIC, C, FORTRAN и Pascal.

Принципы объектно-ориентированного программирования

Существует четыре принципа объектно-ориентированного программирования, которые также иногда называют четырьмя «столпами» ООП. Давайте рассмотрим их!

  • Инкапсуляция: Объединение данных и методов в единое целое (известное как объект). Это часто используется для того, чтобы скрыть состояние объекта от других объектов и разработчика. Цель этого — сохранить определенную информацию в безопасности, так как это, по сути, ограничивает прямой доступ к некоторым компонентам объекта.
  • Абстракция: Скрывает часть сложности и ненужной информации от пользователей, чтобы уменьшить сложность программирования. По сути, вам не нужно понимать все то, что происходит за кулисами, чтобы написать код.
  • Наследование: Позволяет определенным классам находиться под зонтиком других классов (родительский и дочерний класс). Позволяет повторно использовать код.
  • Полиморфизм: Позволяет объектам принимать различные формы. Делает код более гибким.

По мере знакомства с ООП вы начнете лучше понимать преимущества таких принципов объектно-ориентированного программирования, как эти.

Плюсы и минусы ООП

Объектно-ориентированные языки программирования могут быть не лучшим вариантом в каждом отдельном случае, но они могут быть отличным выбором для самых разных проектов и случаев использования.

Преимущества объектно-ориентированного программирования

  • Многоразовость и модульность: Вы можете написать одну функцию, которую можно использовать снова и снова благодаря полиморфизму и абстракции. Разбиение на объекты и классы.
  • Высокая степень безопасности: Безопасность встроена благодаря инкапсуляции. Например, другие методы и классы по умолчанию не могут получить доступ к приватным данным.
  • Простота сопровождения кода: Исправлять функции вместо того, чтобы вручную исправлять или изменять тонны кода.
  • Возможность одновременной разработки кода: Части программ могут разрабатываться отдельно друг от друга, что облегчает разработку кода в больших командах разработчиков программного обеспечения.
  • Быстрая разработка: Существующие библиотеки объектов ООП уже доступны, поэтому вам не придется изобретать велосипед.

Минусы/ограничения объектно-ориентированного программирования

Сложность программирования: Поскольку ООП настолько масштабируемо, оно может создать тонну беспорядочного, ненужного кода.

  • Может быть неэффективным: Имеет тенденцию использовать больше процессора, чем другие виды программирования.
    Может создавать медленно работающие программы: По сравнению с процедурными
  • программами, ООП-программы могут работать медленнее.
  • Требуется много предварительного планирования: Прежде чем приступать к кодированию, необходимо разработать четкий план и стратегию, поскольку в противном случае программа может стать беспорядочной и раздутой.

Объектно-ориентированные языки программирования

Поскольку концепции объектно-ориентированного программирования на самом деле просто описывают категорию кодирования, давайте погрузимся в более конкретные вопросы. Что такое объектно-ориентированные языки программирования?

Скорее всего, вы узнаете некоторые (или даже все) из приведенных ниже названий — даже если вы никогда не знали, что это объектно-ориентированные языки программирования!

Python

Самый популярный язык программирования №1 по состоянию на январь 2023 года, Python известен тем, что его легко изучить, но он чрезвычайно мощный.

Поскольку это язык общего назначения, его можно использовать практически для всего, что угодно, что делает его отличным первым языком для начинающих программистов, специалистов по анализу данных, инженеров-робототехников, веб-разработчиков, инженеров DevOps и многих других.

Java

Java является третьим по популярности языком программирования по состоянию на апрель 2022 года и насчитывает более 9 миллионов пользователей по всему миру.

Java используют компании всех форм и размеров, включая такие гиганты, как Google и Amazon. Он очень универсален, а также быстр и прост в программировании.

C++

Разработанный как расширение языка программирования C, C++ в основном добавляет возможности объектно-ориентированного программирования к C. Он поднялся до топ 4 самого популярного языка программирования в мире.

Это язык общего назначения, поэтому его можно использовать для кодирования игр, программной инженерии, разработки браузеров, операционных систем, приложений и т.д.

C#

Разработанный как расширение языка C, C# является объектно-ориентированным языком программирования, который компилируется в байт-код, а не в машинный код. Обычно используется во внутренних или корпоративных приложениях, а не в коммерческом программном обеспечении.

Ruby

Ruby — это объектно-ориентированный язык сценариев, который особенно распространен в веб-разработке. Это интерпретируемый язык, как Python, а не компилируемый, как C или C++.

Он также может использоваться для автоматизации, инструментов командной строки, DevOps и многого другого. В настоящее время он занимает 15 место среди самых популярных языков программирования.

PHP

Популярный скриптовый язык общего назначения, который особенно подходит для веб-разработки. PHP используется на 77,5% всех веб-сайтов, чей язык программирования на стороне сервера нам известен, и в настоящее время он занимает 10 место среди самых популярных языков.

TypeScript

Сильно типизированный язык программирования, созданный на основе JavaScript. Не так популярен, как другие языки, занимает 43 место по популярности. Традиционно JavaScript является динамически типизированным (например Python), но TypeScript строго определяет, что может содержать данная переменная.

Objective-C

Objective-C — это объектно-ориентированный язык программирования общего назначения, используемый для разработки приложений для iOS. Самый популярный язык #17.

К другим объектно-ориентированным языкам относятся: R, Swift, Visual Basic.NET, Scala, Perl и другие.

Часто задаваемые вопросы об объектно-ориентированном программировании

Концепции объектно-ориентированного программирования не всегда легко уложить в голове, поэтому давайте закончим с ответами на часто задаваемые вопросы.

Для чего лучше всего подходит объектно-ориентированное программирование?

Поскольку ООП позволяет разбивать программы на мелкие проблемы, которые легко решаются, его можно использовать для самых разных проектов. Оно особенно хорошо для больших, сложных приложений, которые необходимо часто обновлять, но может использоваться и для небольших хобби-проектов, которые вы создаете только для себя. Он очень универсален.

Единственный случай, когда вы можете захотеть использовать функциональное программирование, например, если вам нужно выполнить множество различных операций над одним и тем же набором данных (математические вычисления, искусственный интеллект и т.д.).

Нужно ли мне изучать объектно-ориентированный язык программирования?

Стоит ли вам изучать объектно-ориентированный язык или нет, зависит в основном от ваших целей. Но изучение языка ООП часто является разумным шагом, поскольку они очень популярны и востребованы. Многие из самых популярных языков программирования являются объектно-ориентированными.

Какой объектно-ориентированный язык программирования мне следует изучать?

Самое замечательное в кодировании то, что, выучив один язык, часто легче выучить другой. Поэтому не стоит слишком сильно давить на себя, чтобы сразу выбрать «правильный» язык.

Тем не менее, чтобы сузить круг выбора, подумайте о своих карьерных целях. Например, если у вас есть компания, в которой вы мечтаете работать, каков ее технологический стек? Какой язык наиболее востребован в вашем регионе? Над какими проектами вы хотите работать?

Независимо от того, какой язык вам подходит — объектно-ориентированный, функциональный или процедурный (или вы смешиваете и комбинируете их!), ознакомьтесь с другими нашими руководствами по техническим навыкам, которые подскажут вам правильный путь!