آموزش جاوا - قسمت اول

1395/4/17 محمد چنگانی 21489

سلام
بنده چنگانی هستم. با آموزش برنامه سازی جاوا در خدمتتون هستم.
امیدوارم که بتونم کمکی به دوستان بکنم و اموزش خوبی داشته باشیم.
قبل از اینکه شروع به آموزش جاوا کنیم، لازمه یک جلسه در مورد اصول شی‌گرایی صحبت کنیم که بین تمامی زبان‌های برنامه نویسی (زبان‌های شی‌گرا) مشترک هستند. این جلسه خیلی خلاصه در مورد این ۴ اصل صحبت می‌کنیم. جلسات اموزشی ما هم بر اساس همین ۴ اصل ادامه پیدا می‌کنه. فقط این جلسه مرور خیلی سریعی بر روی این اصول داریم، بنابراین اگه این جلسه خیلی متوجه نشدین نگران نباشید.
هدف این کلاس این نیست که فقط یاد بگیریم چطوری با جاوا برنامه بنویسیم، قرار هست یاد بگیریم چطور به صورت شی‌گرا فکر کنیم و با زبان جاوا پیاده‌سازی کنیم.
در کنار اموزش سعی میکنم پایان هر جلسه چند مورد از قواعد نگارشی استاندارد جاوا رو هم بگم که با استاندارد نویسی جاوا هم آشنا بشیم.
این جلسه پس مفاهیم شی‌گرایی رو به صورت مختصر توضیح میدیم و از جلسه بعدی میریم سراغ خود جاوا
بریم سراغ برنامه نویسی شی‌گرایی یا Object-oriented programming
OOP چیست؟
اگه بخواهیم خیلی ساده توضیح بدم، یک نوع روش برنامه نویسی هست که در آن برنامه نویس از اشیا و ایده‌های جهان واقعی استفاده میکنه و اصول برنامه‌نویسی شی‌گرا هم از جهان واقعی گرفته شده‌اند.
نکته‌ای که هست اینکه به همون اندازه که یک طراحی شی‌گرای خوب باعث کاهش پیچیدگی و مدل کردن ساده مسئله هست، یک طراحی نامناسب با استفاده از OOP یه فاجعه رو به وجود میاره. پس یه طراحی خوب لازم هست.
این نکته رو هم بگم که اصلا دنبال این نیستیم که شی‌گرایی محض داشته باشیم، ولی هدف اصلی ما این هست که ۴ اصل اساسی شی‌گرایی رو در کنار هم در پیاده‌سازی استفاده کنیم.
اما این ۴ اصل:
اصول برنامه نویسی شی گرا (oop)
۱-تجرید یا انتزاع (Abstraction)
۲-کپسوله سازی (Encapsulation)
۳-ارث‌بری (Inheritance)
۴-چند‌ریختی (Polymorphism)
شاید در مورد این اصول خیلی شنیده باشید و استفاده هم بکنید ولی گفتنش خالی از لطف نیست
۱-تجرید یا انتزاعی (Abstraction)
در oop ما سه مفهوم کلاس (class) و موجودیت (Object) و نمونه (instance)
همه موجودیت ها در یک الگو شی‌گرا باید به صورت انتزاع یا abstract باشه. یعنی اینکه توی دنیای واقعی همچین موجودیتی وجود نداشته باشه و فقط توی ذهن ما باشه.
مثلا انسان، کاربر، کتاب.
در واقع وقتی شما کلمه انسان رو می‌شنوید یه مدلی توی ذهنتون شکل میگیره که دارای یه سری خصیصه (attribute) و توانایی (method) هست ولی شخص خاصی توی ذهنتون نیست. در واقع شما دارین به صورت انتزاعی فکر می‌کنید. هدف در شی‌گرایی این هست که این مفهوم و طرز فکر را پیاده سازی کنیم.

پس تا اینجا موجودیت‌های سیستم ما همیشه انتزاعی هستند. هر موجودیت یک کلاس هست ولی هر کلاس یک موجودتی نیست. بعضی از کلاس‌ها برای این ساخته ‌می‌شوند که ابزاری در اختیار ما بگذارن. مثلا کلاس‌های utils یا کلاس math و … .
توی یک سیستم ما میتونیم nتا موجودیت داشته باشیم. ما میتونیم از هر‌کدوم از این موجودیت‌ها به هر تعداد نمونه داشته باشیم. مثلا از موجودیت انسان می‌تونیم نمونه محمد، علی و… را داشته باشیم. دقت کنید برعکس موجودیت که انتزاعی بودند نمونه‌ها باید واقعی باشند و بتونیم به یک عامل واقعی نسبت بدیم.
۲- کپسوله‌سازی(Encapsulation)
این مفهوم خیلی خیلی نزدیک به مفهوم جعبه‌سیا (black box) هست. در واقع ما باید موجودیت‌ها یا کلاس‌ها رو به نحوه‌ای پیاده سازی کنیم که فقط ورودی و خروجی‌ها برای اعضای بیرونی قابل نمایش باشند و اعضای داخلی کلاس محافظت شوند.
برای مثال یک اتومبیل رو فرض کنید، همه ما میدونیم این اتومبیل داری فرمان و گاز و … هست و میدونیم در صورت استفاده از اون‌ها چه اتفاقاتی رخ می‌دهد ولی اینکه این اتفاقات چطوری انجام می‌شود اطلاع نداریم. مثلا اگه گاز بدهیم می‌دونیم ماشین جلو میرود ولی اینکه چه اتفاقاتی می‌افتد تا ماشین جلو برود نمی‌دادیم و برای ما هم مهم نیست.
در واقع در طراحی موجودیت‌ها و کلاس‌ها هم باید به این نکته توجه کرد که باید چندین لایه از این کپسوله سازی رعایت شود و فقط اجزایی قابل دسترسی از بیرون باشند که نیاز هست و سایر اجزا محدود شوند. که تعریف این سطح دسترسی در جاوا به صورت public یا private یا protected و یا محدویدت در سطح یک پکیج ایجاد میکنیم.
کپسوله سازی این کمک رو میکنه که بدون متوجه شدن از پیچیدگی های بخش‌های مختلف بتونیم از اون‌ها استفاده کنیم. کپسوله سازی می‌تونه تا چندین لایه انجام شود و هرچه بیشتر شود به اصطلاح گفته میشود ماژولارتر می‌شود.
۳-ارث‌بری (Inheritance)
توضیحات این قسمت به موقع خودش کامل گفته میشه فقط این مورد رو در مورد ارث‌بری باید بدونیم اینکه ارث‌بری با اهداف زیادی اضافه شده ولی مهمترین اون‌ها به این برمیگرده که قابلیت سلسه‌مراتب بین موجودیت‌ها را به ما می‌دهد. مورد بعدی اینکه قابلیت بازنویسی یک موجودیت را به ما می‌دهد. که کامل این دو مورد و موارد دیگه بحث می‌شود.
۴- چند‌ریختی (Polymorphism)
این مورد هم شبیه مورد ارث‌بری در زمان خودش به طور کامل توضیح داده می‌شه فقط اگه بخواهیم توضیح مختصری بدیم اینکه این قسمت تاکید بر روی این داره که ما به موجودیت‌ها و کلاس‌ها قابلیت بدیم. یعنی اینکه مثلا بگوییم این موجودیت قابلیت A را دارد ولی اینکه چگونه آن را انجام می‌دهد مد نظر ما نباشد و هر نمونه می‌تواند به هر نحوه‌ای این قابلیت A را پیاده‌سازی کند ولی همه این نمونه‌ها قابلیت A را دارا می‌باشند.
مثلا یک انسان، پرنده و یک خزنده را در نظر بگیرین. همه قابلیت حرکت کردن را دارند ولی نحوه پیاده‌سازی آن‌ها متفاوت هست. انسان راه می‌رود، پرنده پرواز می‌کند.
این مفهوم همان چند ریخته‌گی هست که یه قابلیت به چند شکل ظاهر می‌شود. البته این یک نمود از چندریختگی هست که بیشتر در موردش صحبت میشه.
تا اینجا ما چهار اصل شی‌گرایی رو گفتیم
که در همه زبان‌های شی‌گرا یکسان هست
در جلسه‌ای بعدی نحوه پیاده‌سازی و استفاده از این اصول رو میگیم
امیدوارم که این جلسه که بیشتر توضیح بود و کدنویسی نداشت خسته کننده نبوده باشه
از جلسه بعدی وارد کد میشیم

دانلود PDF قسمت اول آموزش جاوا

کلمات کلیدی