Введение в объектно-ориентированное программирование

Описание объектов

Объект — это тип данных, поэтому он определяется в разделе описания типов. В других языках объектный тип называют классом. Объект похож на тип record, но кроме полей данных в нем можно описывать методы. Методами называются подпрограммы, предназначенные для работы с полями объекта. Внутри объекта описываются только заголовки методов.

type имя = object
    [ private ]
        описание полей
    [ public ]
        заголовки методов
    end;

Поля и методы называются элементами объекта. Их видимостью управляют директивы private и public. Ключевое слово private ( закрытые ) ограничивает видимость перечисленных после него элементов файлом, в котором описан объект. Действие директивы распространяется до другой директивы или до конца объекта. В объекте может быть произвольное количество разделов private и public. По умолчанию все элементы объекта считаются видимыми извне, то есть являются public ( открытыми ). Этим Паскаль отличается от других, более современных языков программирования.

Поля объекта описываются аналогично обычным переменным: для каждого поля задается его имя и тип. Тип может быть любым, кроме типа того же объекта, но может быть указателем на этот тип. Значения полей определяют состояние объекта.

При определении состава методов исходят из требуемого поведения объекта. Каждое действие, которое должен выполнять объект, оформляется в виде отдельной процедуры или функции. Рассмотрим в качестве примера объект, моделирующий персонаж компьютерной игры.

type monster = object
        procedure init(x_, y_, health_, ammo_ : word);
        procedure attack; 
        procedure draw; 
        procedure erase; 
        procedure hit;
        procedure move(x_, y_ : word);
     private
        x, y         : word;
        health, ammo : word;
        color        : word;
     end;

В этом объекте пять полей данных. Поля x и y представляют собой местоположение объекта на экране, health хранит состояние здоровья, ammo — боезапас, а color — цвет. Поля описаны в разделе private, так как эта информация относится к внутренней структуре объекта.

Допустим, что нашему герою придется перемещаться по экрану, атаковать другие объекты и терять при этом здоровье и оружие. Каждому действию соответствует свой метод. Методы описаны в разделе public (по умолчанию), потому что они составляют интерфейс объекта.

Вся внешняя информация, необходимая для выполнения действий с объектом, должна передаваться методам в качестве параметров. Параметры могут иметь любой тип, в том числе и тип того же объекта. Имена параметров не должны совпадать с именами полей объекта.

Описание методов (текст подпрограмм) размещается вне объекта в разделе описания процедур и функций, при этом имени метода предшествует имя объекта, отделенное точкой, например:

procedure monster.init(x_, y_, health_, ammo_ : word);
begin
    x := x_; y := y_;
    health := health_;
    ammo   := ammo_;
    color  := yellow;
end;
procedure monster.draw;
begin
    setcolor(color);    outtextXY(x, y, '@');
end;

Перед использованием объект требуется инициализировать, то есть присвоить начальные значения его полям и, возможно, выполнить другие подготовительные действия. В документации Borland Pascal процедуре инициализации объекта рекомендуется давать имя init.

Обратите внимание, что поля объекта используются внутри методов непосредственно, без указания имени объекта.

Процедура draw предназначена для вывода изображения объекта на экран. Для простоты примем, что изображение монстра представляет собой просто символ "собаки" @.

Методы представляют собой разновидность подпрограмм, поэтому внутри них можно описывать локальные переменные. Принцип здесь точно такой же, как и при написании обычных подпрограмм: если переменная используется для временного хранения данных только внутри метода, ее следует описывать в этом методе как локальную.

Как правило, поля объекта объявляют как private, а методы как public, однако это не догма. Если поле объекта представляет собой свойство, которое концептуально входит в интерфейс объекта, и пользователь должен иметь право устанавливать и получать его без каких-либо ограничений, логично поместить его в раздел public. И наоборот: если метод предназначен только для вызова из других методов, его лучше скрыть от посторонних глаз в разделе private.

Для реализации принципа инкапсуляции, то есть ограничения видимости элементов, объекты обычно описывают в модулях. Тип объекта определяется в интерфейсном разделе модуля, а тексты методов объекта — в разделе реализации.

Объекты можно описать и в разделе реализации модуля. Они подчиняются тем же ограничениям, что и любые другие типы, определенные в этом разделе. Объект, определенный в интерфейсном разделе модуля, может иметь потомков, определенных в разделе реализации. Если модуль В использует модуль А, в модуле В могут определяться потомки любых объектов, описанных в интерфейсном разделе модуля А.

Описание объекта monster в модуле приведено в пример 6.1.

unit monsters;
interface
uses Graph;
type monster  = object
        procedure init(x_, y_, health_, ammo_ : word);
        procedure attack; 
        procedure draw; 
        procedure erase; 
        procedure hit;
        procedure move(x_, y_ : word);
    private
        x, y         : word;
        health, ammo : word;
        color        : word;
end;
implementation
{ ----------------------- реализация методов объекта monster  ------------------- }
procedure monster.init(x_, y_, health_, ammo_ : word);
begin
    x := x_; y := y_;
    health := health_;
    ammo   := ammo_;
    color  := yellow;
end;
procedure monster.attack; { ------------------------------- monster.attack ------ }
begin
    if ammo = 0 then exit;
    dec(ammo); setcolor(color); outtextXY(x + 15, y, 'ба-бах!');
end;
procedure monster.draw;   { ------------------------------- monster.draw -------- }
begin 
    setcolor(color); outtextXY(x, y, '@'); 
end;
procedure monster.erase;  { ------------------------------- monster.erase ------- }
begin 
    setcolor(black); outtextXY(x, y, '@'); 
end;
procedure monster.hit;    { ------------------------------- monster.hit --------- }
begin
    if health = 0 then exit;
    dec(health);
    if health = 0 then begin color := red; draw; exit; end;
    attack;
end;
procedure monster.move(x_, y_ : word); { ------------------ monster.move -------- }
begin
    if health = 0 then exit;
    erase; x := x_; y := y_; draw;
end;
end.

Для стирания изображения объекта с экрана от выводится поверх старого цветом фона (метод erase ). Перемещение объекта (метод move ) выполняется путем стирания на старом месте и отрисовки на новом.

Атака (метод attack ) реализована схематично: если имеется ненулевой боезапас, он уменьшается на единицу, после чего выводится диагностическое сообщение. Если объект атакован (метод hit ), он теряет единицу здоровья, но атакует в ответ, а при потере последней единицы здоровья выводится на экран красным цветом. Объект, потерявший в сражении все здоровье, двигаться и атаковать не может.