OOP

Question 1

OOP paradigma - koncepty

Answer 1

Abstrakce - objekty
Zapouzdření
Polymorfismus
Dědičnost
Jsou to generická řešení

Question 2

Objekt v OOP

Answer 2

Autonomní a výpočetně úplná entina

Každý objekt má identitu, která je nezávisla na atributech

Je to základní jednotka modularity a struktury objektově orientovaného programu

Question 3

Abstrakce

Answer 3

Schopnost programu zjednošuit některé aspekty informací či vlastností objektů

Vytváření abstrakce - skrývání detailů do černé skříňky (blackbox), pro okolí je definována jen svým rozhraním, přes které komunikuje s okolím

Míra abstrakce - Jak moc je vzdálená funkčnost černé skříňky od reality

Question 4

Zapouzdření

Answer 4

Zajišťuje (na úrovni sémantiky jazyka), že uživatel nemůže měnit interní stav objektů libovolným způsobem, ale musí k tomu využít poskytované rozhraní

Question 5

Polymorfismus

Answer 5

Využívá mechanismus zasílání zpráv.

Stejnou zprávu lze zaslat různým objektům.

protokol umožňuje individuální reakci (invokaci různýh metod) v právě v zavislosti na tom, jakému objektu se zpráva zasílá.

Určení reakce na zprávu:
-statická - urči se při překladu (brzká vazba)

-dynamická - určí se za běhu programu (pozdní vazba)

může zaslání stejné zprávy objektu ve stejné proměnnépři provádění stejné části kódu vyvolat během různých kontextů(časových bodů, obsahů proměnných či instančních proměnných,hodnot parametrů) rozdílné reakce (invokovat různé metody).

Question 6

Dědičnost

Answer 6

Způsob jak implementovat ssdílené chování.

Nové objekty mohou sdílet a rozšiřovat chování těch, které už existují bez nutnosti vše implementovat.

V praxi použitá ke dvěma účelům:

1. k indikace, že nové chování specializuje jiné chování
2. sdílení kódu

Question 7

Identita

Answer 7

Porovnává zda jsou objekty totože. Tedy zda se jedná o stejný objekt. (Podle self parametru)

Question 8

Shoda

Answer 8

Porovnání na základě obsahu (rovnost atributů)

Question 9

Minimální model výpočtu

Answer 9

Obsahuje dvě základní sémantické konstrukce

přířazení
Zasílání zpráv

Question 10

Minimální model výpočtu - přiřazení

Answer 10

Přířazení objektu do proměnné. Místo objektu se může pracovat s referencí nebo ukazatelem na daný objekt

Question 11

Minimální model výpočtu - zasílání zprávy objektu

Answer 11

Samotná zpráva obsahuje kromě svého identifikátoru (jména) také argumenty a parametr self,this (implicitní, nebo explicitní).

Reakce na zprávy jsou nejčastěji implemntovány pomocí stejně pojmenovaných metod.

Funguje jak klasická funkce. Po vykonání metody to prostě skočí ven a něco to vrátí (možná)

Question 12

Situace které mohou nastat po obdržení zprávy příjemcem

Answer 12

1. Objekt nalezne metodu ve své implementaci a zavolá ji
2. Objekt sice hledanou metodu neobsahuje, ale obsahuje ji jeden z jeho rodičovských objektů. (Směrování zpráv) Zavolá se
3. Implementaci metody neobsahuje ani objekt ani žádný z jeho rodičovských oebjektů. Pak nastává výjimka, že daná metoda nebyla nalezena (Ve staticky typovaných už při překladu, jinak u intepretovaných to je až v průběhu)

Question 13

Výhody OOP

Answer 13

Abstrakce
Přirozenější práce s moduly
Jednodušší dekompozice problémů
Udržovatelnost a rozšiřitelnost
Znovupoužitelnost

Question 14

Nevýhody OOP

Answer 14

Složitá sémantika
nemožnost porušovat koncepci zapouzdření
Pomalejší kód
paměťová režie na objekty

Question 15

Třída

Answer 15

Šablona pro tvorbu instancí . Stará se o správu protokolu objektu, směrování zpráv a obsahuje implementace některých metod

V některých jazycích (čistých oop) mají i třídy svoje třídy (Metatřídy) Třídou k metatříde je už samotná metatřída

Question 16

Instance třídy

Answer 16

Objekt, který obsahuje naplněné instanční proměnné a odkaz na třídu ze které vznikl (typová informace)

Bezprostředně po vytvoření objektu je ještě prázdný. (Nemá inicializované data). K tomu slouží konstruktor (Hodně jazyků dodržuje to, že jméno konstruktoru odpovídá jménu třídy, nebo má předem definované jméno (python __init__()).

Pro tuto operaci existuje klíčové slovo new, které bere jako parametr jméno třídy a případný seznam parametrů předaných konstruktoru

Question 17

Kopírování objektů

Answer 17

Deep copy - Překopírují se i obsahy objektů na které se referencuje

Shallow copy - zkopíruje objekt, i s referencemi (tzn. reference jsou stejné jako u kopírovaného objektu)

Question 18

Rušení objektů v paměti

Answer 18

Automaticky - Garbage collector (nemožnost využití v realtime systémech, žere paměť) Pokud ztratím reference na objekt, dealokuje ho. Nedealokuje sockety ani file descriptory! Může se definovat tzv. finalizace, která zajistí úklid objektu před dealokací (To jestli se zavolá je na jazyku) Java, Python

Manuálně - destruktor. Programátor si nadefinuje úklid funkce. Po zavolání destruktoru se provede úklid a objekt se vymaže v paměti

Question 19

Dědičnost tříd

Answer 19

Znovupoužití definované třídy pro specifictější verzi třídy (typu)

Zajištění zpětné kompatibility

Dědí se atributy, ale i metody, včetně jejich implementace. (Tady vznikají problémy metod stejných jmen s jinou implementací při vícenasobce)

Question 20

Klasifikace dědičnosti tříd

Answer 20

Jednoduchá dědičnost

Vícenasobná dědičnost

Question 21

Jednoduchá dědičnost

Answer 21

Každý potomek má nejvýše jednoho přímého předka (rodiče) Java, SmallTalk, C#

Question 22

Vícenásobná dědičnost

Answer 22

Třída může dědit od více přímých předků (více jak jednoho)

Question 23

Problémy vícenasobné dědičnosti

Answer 23

Konfilkty a Duplikace jmen členů různých předků (Které jméno vybrat?) C++ virtual to řeší. (Nejčastěji se zakazuje jejich výskyt)
Vytvoření optimálního a nejpoužitelnějšího algoritmu pro vyhledávání metod, které mají reagovat na zaslanou zprávu (Nutnost průchodu orientovaným grafem místo stromu)

Question 24

Dědičnost rozhraní

Answer 24

Interface - Definuje seznam nějakých metod nutných v potomkovi implementovat. (můžeme dědit interfacy, pak musíme implementovat metody všech interfacu)

Question 25

Typy, podtypy, nadtypy

Answer 25

Pokud bereme třídu jako typ
V případě předka hovoříme o nadtypu
V případě potomka o podtypu

Question 26

Nějaké kecání k instancím

Answer 26

atributy a metody obsažené v instanci jsou instanční

atributy a metody obsažené ve třídě jsou třídní. Třídní metody jsou reakce na zprávy zaslané třídám.

instance v sobě má jenom svoje atributy jako data, jinak se na svoje instanční metody odkazuje do třídy.

Question 27

Čistě objektové jazyky

Answer 27

čistě objektové, všechno je objekt,komunikace přes zprávy, nepoužívají jiné paradigmata

Obsahuje metatřídy. Kde třída je speciální instance metatřídy

Question 28

Hybridně objektové jazyky

Answer 28

Používají OOP ještě s jinými paradigmaty, nejcasteji imperativnimi strukturovanumi (C++, java,).

Třída je tady případ heterogenní sturktury

Dva podpříklady:
Existence kořenové třídy (Java (Object), C# (Object) od které jsou všechny ostatní odvozené

žádná kořenová třída (C++)

Definice třídních proměnných a metod je v tomto případě zapisována přímo do definice třídy a označena předepsaným klíčovým slovem static (Proto se potom třídním proměnným a třídním metodám říka statické)

Question 29

Vyžadovaná dědičnost

Answer 29

Je-li instance třídy nebo z ní zděděné třídy vyžadována na místě parametru metody, mluvíme o vyžadované dědičnosti. (Zpravidla potřebná u staticky typovaných jazyků)

Jednoduše pokud potřebuju objekt A jako parametr ve funkci a objekt B z něj dědí, můžu tam dosadit oba

Question 30

Skutečný podtyp

Answer 30

Nejpřímočařejší kontrola existence požadovaných metod (přip. atributů) v kontrétním dosazovaném typu. (tzn. je tu ta metoda? je? tak ook) Není potřeba aby byla zděděná. Opravdu kontroluje jen přítomnost implementace!!!

Duck typing

Question 31

Staticky typovaný jazyk

Answer 31

Určuje množinu operací, které objekt podporuje, již v době překladu programu.

Question 32

Dynamicky typovaný jazyk

Answer 32

Kontroluje množinu operací, které objekt kkontorluje až za běhu

Question 33

Redefinice metody

Answer 33

Možnost jazyka definovat novou specifičtější implementaci metody nadtřídy v podtřídě.

Obohacuje možnosti polymorfismu

Některé jazyky umožňují zakázat redefinici.

Příjemce zprávy nemusí být vždy instance třídy, která metodu definuje, ale klidně instance jejího potomka

Question 34

Přístup k metodě rodiče po redefinici

Answer 34

Jednoduchá dědičnost - klíčová slova base a super. Přetypuje náš objekt tak, aby se tvářil jako instance rodičovské třídy.

Vícenásobná dědičnost - Musí se specifikovat konkrétní třída. Podle jména

Question 35

časná vazba

Answer 35

Při překladu lze odhadnout s jakým typem objektu se bude pracovat

Question 36

Dynamická vazba (pozdní vazba)

Answer 36

Konrkétni implementaci metody objektu lze zjistit až za překladu pomocí tzv. VMT (tabulky virtuálních metod), které vznikají při překladu. Každá instance třídy pak obsahuje VMT, kde jsou konkrétní metody, které se použijí.

U dynamicky typovaných jazyků jsou všecnhy metody virtuální. Všechny objekty totiž obsahují reference na třídu, jíž je objekt instancí, nikoliv pouze data a odkaz na vmt. Metody se pak vyhledávájí přímo v těchto třídách.

Question 37

Prototypově orientované jazyky (beztřídní jazyky)

Answer 37

Nejsou tady třídy, ale pouze objekty. Nerozlišujeme mezi instancemi.(Objekty jsou unkkátní), které obsahují nestatické proměnné. Každý objekt může obsahovat jak členské proměnné, tak metody. Tyto složky objektů se označují jako sloty

Question 38

Sloty

Answer 38

Skládají se ze jména a odkazu na jiný objekt

Mohou být datové (Odkazují se na objekt)
Metodové (odkazují na objekty metody)
Rodičovské (delegují se na ně zprávy, kterým objekt nerozumí, např. parent *)

Question 39

Sdílené chování - Klonování

Answer 39

Vytváření kopií existujících objektů. Implicitně se provádí metodou mělkého kopírování. (budou se přepisovat zároveň)

V praxi je vhodné sdílené chování příbuzných definovat pouze na jednom místě. (Tady to můžeme dělat tak, že všechny objekty budou delegovat své přijaté zprávý na stejné objekty)

Question 40

Sdílené chování - Rušení

Answer 40

Garbage collector

Question 41

Delegace

Answer 41

Proces podobný obyčejnému zaslání zprávy. Ale.

Pokud se zpráva deleguje dál. Odkaz na příjemce zprávy zůstává stejný

Question 42

Rodičovský slot

Answer 42

Pokud je objektu poslaná zpráva a ten ve svých slotech nenalezne žádný vhodný, provede delegaci zprávy na objekty označené jako rodičovské sloty (parent*) a tak dál, dokud to nenajde.

Příjemce pořád zůstává stejné

Question 43

Rysy

Answer 43

Objekty, které obsahují pouze metody. (Pro sdílení)

Instanciace je pak simulována klonováním objektů, jejichž rodičovské sloty odkazují tyto rysy.

Nahrazujeme tím dědičnost.

Některé jazyky dovolují umístit více rodičkovských slotů (obdoba vícenásobné dědičnosti)

Question 44

Prototypově založené jazyky- Dynamická dědičnost

Answer 44

Jelikož data v rysech lze měnit, jde toto realizovat. Tzn. Můžeme měnit metody za běhu v rysu a tak i metody pro ostatní objekty.

Question 45

Prototypy - problém s instančními proměnnými (Jsou součástí samostnatných objektů)

Answer 45

Některé jazyky instanční proměnné přidávají do objketu a naplňují je standardním hodnotami v konstruktoru rysu. (Javascript)

Doplnění rysu o další objekt obsahující sloty instančních proměnných s implicitními hodnotami a ve svém rodičovském slotu obsahuje rys. (Nová instance se pak tvoří kopírováním této šablony)

Question 46

Prototyp

Answer 46

šablona instance

Question 47

Klasifiikace jazyků

Answer 47

Podle určování typů při zápisu programů

Podle doby vytvoření vazby proměnné na typ

Podle způsobu typové kontroly

Podle důkladnosti typové kontroly

Question 48

Klasifikace jazyků podle určování typů pří zápisu programu

Answer 48

beztypové - pouze teoretické jazyky, nemají typ, s hodnotami v proměnných se nijak nepracuje (sigma kalkul)

netypované - ve zdrojáku není určení typ, interpret-kompilátor zajišťuje implcitní typové konverze automaticky (Python, php)

Typované - typ je určen ve zdrojáku. Typ může být určen buď explicitně (provázáním typu s proměnnou ve zdrojíku) nebo dovozením (typová inference) kde je výsledný typ odvozen z typu operandů a samotných operací

Question 49

Klasifikace jazyků podle doby vytvoření vazby proměnné na typ

Answer 49

staticky typované - před během programu, tj. v době návrhu kompilátoru, nebo kompilace. Buď explicitní, nebo implicitní

Dynamicky typované - typ je učen až za běhu programu (Python, Smalltalk)

Question 50

Klasifikace jazyků podle způsobu typové kontroly

Answer 50

statická typová kontrola - většina typových kontrol prováděna během překladu (variantní kontroly prováděné dynamicky za běhu C,c++, pascal)

dynamická typová kontrola - veškeré typové kontroly mohou být prováděny až za běhu. Pomalejší. (Python, JS,Smalltalk)

Question 51

Klasifikace jazyků podle důkladnosti typové kontroly

Answer 51

Toto kritérium kategorizuje především typované jazyky se statickou typovou kontrolou.

Silně typované jazyky - skoro nejsou povoleny typové konverze

Slabě typované jazyky - možnost po úspěšné kompilaci dojít k typové chybě . C/C++ umožňují nekontrolvat typy parametrů funcí/metod

Question 52

Vlastnosti třídních jazyků (Hybridních)

Answer 52

Řízení toku programu (podmínky,větení, výrazy, klíčová slova), složitější syntaxe a sémantika

Jmenné prostory - Zabraňují kolizím tříd se stejným jménem.

Modifikátory viditelnosti - Umožňuje konfigurovat přístup k různým entitám jazyka a podrpobněji konfigurovat koncept zapouzdření. (Nejčastěji se takto ovlivňují atributy a metody)

Přetěžování metod (overloading) umožňují definovat ve třídě více metod se stejným jménem. Podmínkou je, že se musí lišit v typech nebo počtu parametrů

Vícenásobná dědičnost (Python, C++)

Rozhraní -S jistými omezeními nahrazuje vícenásobnou dědičnost.

Question 53

Jaké jsou modifikátory viditelnosti?

Answer 53

Private - soukromý - atributy či metody jsou přístupné pouze z metod stejné třídy

Protected - atributy či metody jsou dostupné pouze z metod stejné třídy a děděných podtříd

veřejný - atributy či metody jsou dostupné odkudkoliv

Question 54

Rozhraní

Answer 54

Schéma které deklaruje seznam metod (jména, parametry, návratové typy) a případně i několik nadrozhraní. Použití rozhraní na jistou třídu pak vynucuje implemntaci všechno metod uvedných v rozhraní a všech jeho nadrozhraních

Question 55

Výjimky

Answer 55

Mechanismus popisující šíření informace o chybě, způsub zastavení/přeskočení výpočtu a umožňuje provést ošetření chyby až za samotným algoritmem a tím zlepšit čitelnost kódu a samotného algoritmu. Umožňuje spuštění finalizační sekce, jejíž provedení je garantováno i v případě vyvolání vyjímky

Nejčastěji ve formě try-catch-finally.

Při vyvolání výjimky uvnitř try-bloku (raise, nebo throw) je proveden skok na začátek catch-bloku a na jeho formální parametr je navázán vzniklý objekt výjimky. V catch-bloku je potřeba zjistit, jaké třídy je výjimka, abychom věděli, jak s ní naložit. Používáme ji i ve strukturovaných/modulárních jazycích, nebo deklarativních (Haskell)

Question 56

Šablony

Answer 56

Umožňuje parametrizaci definic datových typů (potažmo i tříd). V definici nového šablonovéh typu potom daný parametr využíváme jako proměnnou, která obsahuje identifikaci jiného typu.

Mohou být implementovány v zásadě třemi způsboy.

staticky (šablona je zpracváná a využívana pouze při kompilaci c++)

Dynamicky (Nejčastěji pomocí vrituálních funkcí)

ad hoc (napevno stanovená přetěžováním operátorů, Pascal a jeho operátor + pro sčítání čísel i konkatenaci stringů)

Question 57

Systémy s rolemi

Answer 57

Objekt může mít v jeden okamžik více typů. Dynamicky tyto role získává a zahazuje bez nutnosti změny své identity.

Přetrvává v systému dlouhou dobu. Pro konkrétní použití,, může přebírat konkrétní roli.

Využívají perzistenntí objekty

Použití OO databáze, interpretované systémy s dlouhou dobu života objektů (Podpora v selfu a pythonu)

Question 58

Perzistentní objekt

Answer 58

Přežívá dobu běhu aplikace

Při další spuštění aplikace je k dispozici (se stejným stavem a identitou jako před vypnutím aplikace)

Co není perzistence:
Ukládání snímků celé objektové paměti (snapshot)

Načítační objektů na aplikační úrovni

Implementace:
Použití KW persistent pro deklarování persinentních objektů

ukládání pouze stavu objektu (hodnoty atributů)

• ukládání stavu pomocí knihovný
• metody je nutné řešit jinak (problém předávání neznámých rolí)
• Teoreticky nečistý model perzistence

ukládat stav objektu i jeho metody (případně třídu objektu)

• Typicky využíváme interpretované systémy
• Problém u kompilovaných systémů

Question 59

Tranzitentní (dynamický) objekt - neperzistentní

Answer 59

Pracuje se s nimi rychleji, protože opadá režie na jejich ukládání

méně náročné na zdroje

Question 60

Operace s vícetypovými objekty

Answer 60

Objekt spravuje svoji identitu (roli), ne třída - Operace vytvoření objektu

Pohled na objekty skrze specifickkou roli (typ) - Přetypování (cast)

Změna objektů podporovaných rolí (přidání nových metod, atributů)

• Přidání role (bind)
• Odebrání role (unbind)

Question 61

Abstraktní třída

Answer 61

Podobný koncept rozhraní.
Třída která nejde instanciovat, protože minimálně jedna metoda je bbstraktní (nemá definované tělo fce)

Nejde vícenásobně dědit

Question 62

Inicializace instancí

Answer 62

Implicitní - volání konstruktoru nadtřídy
Explicitní
-definována uživatelem
-hrozí uváznutí, nebo vynechání nějakého konsturktoru