Nesne Yönelimli Programlama

Nesne Yönelimli Programlama

Nesne Yönelimli Programlama, 1990'lı yıllarda başlayan ve günümüzde de yoğun olarak kullanılan bir programlama teknolojisidir. Yine aynı yıllarda özellikle İnternet uygulamalarına yönelik özellikleriyle öne çıkan Java dili saf (pure) bir nesneye yönelik programlama dilidir.

Nesne nedir?

Nesne, içinde veri ve bu veriler üzerinde işlem yapacak olan metotları (fonksiyon) bulunduran yazılım bileşenidir. Nesne bu tanıma uygun olarak, kendi işlevselliğini de içinde taşır. Nesneler her uygulamada tekrar tekrar kullanılabilir. Veri ve metotlar, birlikte nesnenin üyeleri (members) adını alır. Bir nesne yapısı, bir sınıf (class) içinde tanımlanır. Sınıf içinde nesneyi oluşturan üye değişkenler ve metotlar açıkça tanımlanır.

Nesne Yönelimli Programlama dillerinin teknik özelliklerini gözden geçirmeden önce, yukarıda belirtilen nesne yönelimli dillerin oluşturulma nedenlerini anlayabilmek için Nesne Yönelimli Programlama dillerinin yararlı yönlerini gözden geçirelim.

Yazılımın bakım (maintenance) kolaylığı

Nesne Yönelimli Programlama dillerinde, nesneler ait oldukları sınıfların sunduğu şablonlarla temsil edilirler. Birbirinin benzeri ya da aynı konu ile ilişkili sınıflar bir araya getirilerek namespace ya da package (paket) adı verilen sınıf kümeleri oluşturulur. Bu durumda yazılımın bakımı, ya mevcut sınıflarda değişiklik ya da yeni sınıf eklenmesi anlamına gelir. Bu da yazılımın tümünü hiçbir şekilde etkilemeyecek olan bir işlemdir. Oysa klasik yapısal programlama dilleriyle geliştirilen programlarda yazılımın bakım maliyeti üretim maliyetinin çok önemli bir yüzdesi kadardır (%40'lar civarında).

Genişletilebilirlik (Extensibility)

Nesne Yönelimli Programlama'da mevcut bir sınıfa yeni özellik ve metotlar ekleyerek artan işlevsellik sağlamak çok kolaydır.

Üretilen kodun yeniden kullanılabilirliği (Reusability)

Nesnelerin üretildiği sınıflar, ortam içinde her uygulama geliştiricinin kullanımına açık olduğu için ortak bir kütüphane oluşturulmuştur. Her kullanıcı bu ortak kütüphanede bulunan sınıfları kullanarak gerekli kodu yeniden yazmaktan kurtulur ve uygulamaya özgü kod parçaları, ortak kullanımdaki sınıfların kod uzunluklarına göre göz ardı edilebilir boyuttadır.

Nesne ve Nesne Yönelimli Programlama Teorisinin 4 Temel Özelliği

Nesne Yönelimli Programlama Teorisi'nde 4 temel özelliğin gerçekleştirilmesi zorunlu sayılmıştır ve bu temel özelliklerden birini bile sağlamayan bir dil saf (pure) Nesne Yönelimli Programlama Dili sayılmaz.

Bu 4 temel özellik;

1. Soyutlama (Abstraction)

Soyutlama denilince, nesneyi bazı karakteristikleri olan ve bazı eylemleri gerçekleştirebilen bir veri tipi olarak genelleştirmek anlaşılmalıdır. Yeryüzü üzerinde bulunan her şey bir nesnedir. Bilgisayar yazılımı açısından nesne, bir varlığın temsil biçimidir. Örneğin; bina bir nesnedir. Binayı bilgisayar yazılımı içinde temsil etmek istersek, öncelikle bu nesnenin yani binanın ayırt edici özelliklerini belirlemeliyiz.

Örneğin;

• Bina yüksekliği
• Dış yüzey rengi
• Kat sayısı
• Zemin alanı
• Zemin boyutları

gibi özellikler, binayı temsil etmek için ilk akla gelen birkaç özelliktir. O halde nesnenin bilgisayarda temsilinde, özellikleri kilit rol oynamaktadır.

Nesnenin karakteristikleri, özellikler ve gerçekleştirebileceği eylemler de metot adını alır. Bu anlamda, soyutlaştırmanın sonucunda bir nesne;

• Özellikleri (properties, member variables - Objective-C)
• Metotları (methods) ile temsil edilebilir.

Nesne Yönelimli Programlama Dilleri, soyutlamayı sınıf (Class) yapısı ile gerçekleştirirler. Sınıf yapısı içinde o nesneye ait özellikler ve metotlar tanımlanabilir.

Ancak sınıf soyut bir yapıdır ve doğrudan kullanılamaz. O sınıftan üretilen örnekler sınıfa ait tüm özelliklere ve metotlara sahip olurlar. Bunlar program içinde doğrudan kullanılabilirler. Sınıftan üretilen her örnek, aynı özellik ve metotlara sahip olacak ancak özelliklerin değerleri doğal olarak farklı olabilecektir.

Örneğin, insanı bir nesne olarak düşünürsek ve insan sınıfı olarak soyutlarsak, ilk akla gelen özellikleri; boy, kilo, IQ ve EQ değerleri, eğitim düzeyi vb. gibi özellikler olur. Bu özelliklerin değerleri doğal olarak her insan için farklıdır. İnsan için ilk akla gelen eylemler (metotlar) ise; yürüme, okuma-yazma, konuşma, araç kullanma vb. gibi metotlardır.

2. Sarmalama / Paketleme (Encapsulation)

Paketlemenin anlamı; sınıfı oluşturan metot ve özelliklerin gerçekleştirme biçiminin, bu sınıfı kullanacak olan kullanıcılardan gizlenmiş olmasıdır.

NESNE = VERİ + METODLAR

şeklinde ifade edilen bağıntı aslında Nesne Yönelimli Programlama'nın temelini açıklamaktadır. Veri (özellikler) ve veri üzerinde işlem yapan kod (metotlar) bir arada bulunur ve nesneyi oluşturur. Nesneyi tanımlayan sınıfın iç ayrıntıları, normal olarak programın artakalan kısmı için görünür değildir.

Bir nesne sınıfının gerçekleştirimini değiştirirsek, yani aynı sınıfı metot ve özellikleri aynı kalmak koşuluyla farklı bir programlama tekniğiyle oluşturursak, o sınıfın dış dünyaya olan arayüzü değişmediği sürece (metot ve özellikler aynı kaldığı sürece) bu sınıfı kullanan program kodlarınızda bir değişiklik yapmamıza gerek kalmayacaktır.

3. Miras Alma (Inheritance)

Nesneye yönelik programlamada, bir nesne, genellikle bir nesne sınıfına ait bir örnektir (instance).

Örneğin, Albert Einstein, insan sınıfının bir örneğidir. Bir nesne sınıfından alt sınıflar (subclasses) oluşturulabiliyorsa, türetme özelliği (derivation) var demektir. Örneğin insan sınıfı, canlı sınıfının bir alt sınıfıdır.

Kendisinden alt sınıf üretilen sınıfa, temel sınıf (base class) veya süper sınıf (super class) veya ana sınıf (parent class) adı verilir.

Subclass yerine child class terimi de kullanılmaktadır.

Alt sınıfın nesneleri, türetildikleri temel sınıfa ait özellikleri alıyorsa, burada miras alma (inheritance) özelliği vardır denir.

Bu anlamda, miras alma özellikli bir nesne yönelimli programlama dilinde, bir nesne sınıfından türetilen alt nesne sınıfına ait nesneler, üst sınıfın özelliklerini (properties) ve metodlarını (methods) aynen alırlar.
 

 

4. Çok Biçimlilik (Polymorphism)

Farklı nesnelerin, aynı mesaja (olaya ya da uyarıma) farklı şekillerde cevap verebilme yeteneğidir.

Her nesne sınıfı, kendi metotlarını paketlediği için ve bu metotlar programın kalan kısmı için gizli olduğundan, farklı sınıflar aynı isimde bazı metotlara sahip olabilirler.

Örneğin ŞEKİL adlı bir süper sınıfımız (super class) olsun. Bu sınıftan, DAİRE, KARE ve ÜÇGEN adlı 3 alt sınıf türettiğimizi varsayalım. Bu alt sınıfların her biri kendi örneklerini çizmek için ÇİZ adlı bir metoda sahip olabilir. Fakat, her bir alt sınıf için bu metot aynı olmasına karşın, bu metodu devreye sokmak için gönderilecek mesajdan sonra her alt sınıfa ait nesne farklı bir şekil (yani kendini, yani bir üçgen, daire veya kare) çizecektir.

Nesne Yönelimli Programlamanın sınıf türetebilme özelliği sayesinde, bir nesne hiyerarşisi oluşturma imkânı bulunnmaktadır.

Java'da Sınıf Oluşturma

Sınıf (class) yapısının bu sınıftan üretilecek nesneler için bir şablon görevi gördüğünü söyleyebiliriz.

Nesneleri oluşturmanın ilk adımı, o nesnenin özelliklerini ve eylemlerini belirleyen sınıf yapısını tanımlamaktır. Java'da sınıf yapısı,

class Sınıfİsmi

    {

        Özellik Tanımları;

        Metod Tanımları;

    }

şeklinde oluşturulur.

Sınıf içinde özellik tanımlamak için değişkenler, metot tanımlamak için de çeşitli yordamlar bulunabilir.

ÖRNEK:

Aşağıdaki Daire adlı sınıf, Yaricap adlı bir özelliği ve Alan ile Cevre adlı iki metodu ile gösterilmiştir:

Bu sınıfı oluşturmak için Java'da aşağıdaki kod yazılabilir:

class Daire

{

    public double yariCap;

    public double alan()

    {

        return 3.14159 * yariCap * yariCap;

    }

    public double cevre()

    {

        return 2 * 3.14159 * yariCap;

    }

}

SINIFTAN NESNE OLUŞTURMA

Sınıf yapısının bu sınıftan üretilecek nesneler için bir şablon görevi gördüğünü söyleyebiliriz.

Yukarda tanımladığımız Daire adlı sınıftan d adlı bir nesne oluşturmak için,

Daire d = new Daire();

şeklinde bir ifade kullanmamız gerekir.
 

d, artık daire sınıfından bir nesne olduğu için bu sınıfın metotlarını kullanabilir. Metotları çağırmak için,

d.cevre();
d.alan();

ifadelerini kullanırız.

Aynı şekilde özelliklere erişmek için de "." sembolünü kullanırız:

d.yariCap;

ÖRNEK UYGULAMA: SINIF TANIMLAMA VE SINIFTAN NESNE TÜRETME

I. Bir yarıçap bilgisinden faydalanarak dairenin çevresini ve alanını bulan örneği yazalım. Bunun için aşağıdaki Java kodunu yazınız:

//Dosya Adı: Daire.java

package com.turkcell.and101;

public class Daire {

    public double yariCap;

    

    public double alan() {

        return 2 * 3.14 * yariCap;

    }

}

II. Programı çalıştırdığınızda önce yarıçap sorulacak ve bu veri girilince çevre ve alan hesaplanıp ekrana basılacaktır:

//Dosya Adı: Main.java

package com.turkcell.and101;

import java.util.Scanner;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        Scanner giris=new Scanner(System.in);

        double yariCap=giris.nextDouble();

        Daire daire=new Daire();

        daire.yariCap=yariCap;

        System.out.println(daire.alan());

    }

}