Книга: Технологии программирования

8.8.2. Шаг 1. Выделение понятий и установление основных связей между ними

Выделение объектов производится во время процесса мысленного представления системы. Часто это происходит как цикл вопросов "что/кто". Команда программистов определяет: что требуется делать? Это немедленно приводит к вопросу: кто будет выполнять действие? Теперь программная система в значительной мере становится похожей на некую организацию. Действия, которые должны быть выполнены, присваиваются некоторому программному объекту в качестве его обязанностей.

Понятия (объекты) соответствуют порождающим классам и могут иметь форму в виде имен существительных и, как экзотика, глаголов и имен прилагательных.

Часто говорят, что понятия в форме имен существительных играют роль классов и объектов, используемых в программе. Например: трактор, редуктор, гайка, редактор, кнопка, файл, матрица. Это действительно так, но это только начало.

Глаголы могут представлять операции над объектами или обычные (глобальные) функции, вырабатывающие новые значения, исходя из своих параметров, или даже классы. В качестве примера можно рассматривать манипуляторы, предложенные А. Кенигом. Суть идеи манипулятора в том, что создается объект, который можно передавать куда угодно и который используется как функция. Такие глаголы, как "повторить" или "совершить", могут быть представлены итеративным объектом или объектом, представляющим операцию выполнения программы в базах данных.

Даже имена прилагательные можно успешно представлять с помощью классов. Например, такими классами могут быть: "хранимый", "параллельный", "регистровый", "ограниченный", — а также классы, которые помогут разработчику или программисту, задав виртуальные базовые классы, специфицировать и выбрать нужные свойства для классов, проектируемых позднее.

Все классы можно условно разделить на две группы: классы из предметной (прикладной) области и классы, являющиеся артефактами реализации или абстракциями периода реализации.

Классы из предметной (прикладной) области — непосредственно отражают понятия из прикладной области, т. е. понятия, которые использует конечный пользователь для описаний своих задач и методов их решения.

Лучшее средство для поиска этих понятий/классов — грифельная доска, а лучший метод первого уточнения — беседа со специалистами в области приложения или просто с друзьями. Обсуждение необходимо, чтобы создать начальный словарь терминов и понятийную структуру.

Главное в хорошем проекте — прямо отразить какое-либо понятие "реальности", т. е. уловить понятие из области приложения классов, представить взаимосвязь между классами строго определенным способом, например с помощью наследования, и повторить эти действия на разных уровнях абстракции.

Классы, являющиеся артефактами реализации или абстракциями периода реализации, — это те понятия, которые применяют программисты и проектировщики для описания методов реализации:

• классы, отражающие ресурсы оборудования (оперативная память, механизмы управления ресурсами, дисковое пространство);

• классы, представляющие системные ресурсы (процессы, потоки ввода-вывода);

• классы, реализующие программные структуры (стеки, очереди, списки, деревья, словари и т. п.);

• другие абстракции, например элементы управления программой (кнопки, меню и т. п.).

Хорошо спроектированная система должна содержать классы, которые дают возможность рассматривать систему с логически разных точек зрения.

Пример:

1) классы, представляющие пользовательские понятия (например, легковые машины и грузовики);

2) классы, представляющие обобщения пользовательских понятий (движущиеся средства);

3) классы, представляющие аппаратные ресурсы (например, класс управления памятью);

4) классы, представляющие системные ресурсы (например, выходные потоки);

5) классы, используемые для реализации других классов (например, списки, очереди);

6) встроенные типы данных и структуры управления.

В больших системах очень трудно сохранять логическое разделение типов различных классов и поддерживать такое разделение между различными уровнями абстракции. В приведенном выше перечислении представлены три уровня абстракции:

(1+2) — представляет пользовательское отражение системы;

(3+4) — представляет машину, на которой будет работать система;

(5+6) — представляет низкоуровневое (со стороны языка программирования) отражение реализации.

Чем больше система, тем большее число уровней абстракции необходимо для ее описания и тем труднее определять и поддерживать эти уровни абстракции. Отметим, что таким уровням абстракции есть прямое соответствие в природе и в различных построениях человеческого интеллекта. Например, можно рассматривать дом как объект, состоящий из атомов; молекул; досок и кирпичей; стен, пола и потолков; комнат.

Пока удается хранить раздельно представления этих уровней абстракции, можно поддерживать целостное представление о доме. Однако если смешать их, возникнет бессмыслица.

Взаимоотношения, о которых мы говорим, естественно устанавливаются в области приложения или (в случае повторных проходов по шагам проектирования) возникают из последующей работы над структурой классов. Они отражают наше понимание основ области приложения и часто являются классификацией основных понятий. Пример такого отношения — машина с выдвижной лестницей есть грузовик, есть пожарная машина, есть движущееся средство.

Оглавление книги