Dynamic Semantics
Objectها علاوه بر داده و رفتار به عنوان توصیفات ثابت، در زمان اجرا دارای یک Local State (a snapshot) از مقادیر داینامیک مربوط به اعضای داده‌ای خود، می‌باشند. مجموعه تمام حالاتی که وهله‌های یک کلاس می‌توانند بین آنها گذر (transition) داشته باشد، dynamic semantics مربوط به کلاس نامیده می‌شود و به وهله‌های کلاس این امکان را می‌دهند تا به یک پیغام مشابه رسیده و در زمان‌های مختلف از چرخه زندگی خود، به اشکال مختلف پاسخ دهند.
Method junk for the class X if (local state #1) then do something else if (local state #2) then do something different End Method
بخش اصلی هر طراحی شیء گرا، dynamic semantics وهله‌ها می‌باشد. dynamic semantics هر کلاسی باید در قالب یک دیاگرام state-transition مستند شود. شکل زیر dynamic semantics پروسه‌های موجود در یک سیستم عامل را در قابل یک دیاگرام حالت نمایش می‌دهد. این پروسه‌ها توانایی این را دارند که در هر کدام از حالات: runnable، current process، blocked، sleeping و یا در حالت exited، قرار داشته باشند. همچنین به عنوان مثال، یک پروسه زمانی می‌تواند در حالت current process قرار گیرد که حتما قبلا در حالت runnable قرار داشته باشد. این اطلاعات برای ایجاد تست برای کلاس‌ها و وهله‌های آنها می‌تواند مفید واقع شود.
شکل 2.8 State-transition diagram notation
برخی از طراحان به طور تصادفی، dynamic semantics یک کلاس را به عنوان static semantics آن کلاس مدل می‌کنند. به عنوان مثال اگر color یکی از اعضای داده ای (data member) کلاس توپ باشد و بعد از وهله سازی از کلاس توپ، color آن بازهم قابل تغییر باشد، منظور اینکه توپ آبی به عنوان یک وهله از کلاس توپ در زمان حیات خود تغییر رنگ دهد، اصطلاحا می‌گویند: color جزء dynamic semantics کلاس توپ می‌باشد. با توجه به توضحیاتی که داده شد، حال اگر طراحی برای هر رنگ توپ یک کلاس جدا در نظر گرفته باشد، dynamic semantics را به عنوان static semantics مدل کرده و به احتمال زیاد ما را به سمت ایجاد مشکل Class Proliferation (ازدیاد کلاس ها) سوق خواهد داد.
Abstract Classes
به سوالات زیر توجه کنید:
- آیا هرگز میوه خورده‌اید؟
- آیا هرگز پیش غذا خورده‌اید؟
- آیا هرگز دسر خورده‌اید؟
حال با توجه به سوالات «مزه غذا چطور بود؟ دسری که خوردید، چه تعداد کالری داشت؟ هزینه پیش غذایی که خوردید چقدر بود» پاسخ چه خواهد بود؟
من (نویسنده) ادعا میکنم که هیچ کسی تا به حال میوه نخورده است. بیشتر مردم، سیب، موز و پرتقال خورده‌اند؛ میوه‌ی قرمز رنگی به ارزش 3 پوند را نخورده‌اند.
شبیه به این مسئله برای زمانی است که گارسون رستوران از شما سوال می‌کند: «برای شام چه چیزی میل دارید» و شما جواب می‌دهید: «یک پیش غذا، یک غذای اصلی و یک دسر». در این حالت چون شما دقیقا مشخص نکرده‌اید چه نوعی می‌خواهید، گارسون، مات و مبهوت خواهد ماند. همه می‌دانیم که چیزی تحت عنوان میوه، پیش غذا و یا وهله دسر در واقعیت وجود ندارد؛ بله این عبارات اطلاعات مفیدی را تسخیر می‌کنند. اگر من در دستم یک ساعت زنگی گرفته و از شما می‌پرسیدم: «نظرتان در مورد میوه من چیست؟»؛ بدون شک فکر می‌کردید من دیوانه شده‌ام. حال اگر در دستم سیبی گرفته و سوال قبلی را می‌پرسیدم، این بار از نظر شما من یک شخص عاقل بودم.
با وجود اینکه نمی‌توان از میوه وهله سازی کرد، اما اطلاعات مفیدی را تسخیر می‌کند. در واقع میوه، یک کلاسی (concept) است که دانشی از نحوه وهله سازی وهله هایش به وسیله Type پیاده ساز خود، ندارد.
کلاسی که دانشی از نحوه وهله سازی وهله‌های خود ندارد، abstract class (کلاس مجرد یا انتزاعی) نامیده می‌شود.
کلاسی که دانش نحوه وهله سازی وهله‌های خود دارد، concrete class نامیده می‌شود.
در پارادایم شیء گرا، مهم‌ترین استفاده از کلاس‌های انتزاعی در مباحث ارث بری مطرح می‌شود.
Roles Versus Classes
مطمئن باشید انتزاع هایی را که مدل می‌کنید کلاس بوده و نه نقش‌هایی که وهله‌های آنها بازی می‌کنند. (Be sure the abstractions that you model are classes and not simply the roles objects play)آیا مادر و پدر به عنوان یک کلاس هستند یا نقش‌هایی هستند که وهله‌های کلاس شخص، بازی می‌کند؟ پاسخ این سوال وابسته به دامینی (domain) است که طراح در حال مدل سازی آن می‌باشد. اگر در دامین مورد نظر، مادر و پدر رفتارهای مختلفی دارند، احتمالا باید به عنوان کلاس‌های جدا مدل شوند. اگر رفتارهای یکسانی دارند، در نتیجه نقش‌های مختلفی هستند که وهله‌های کلاس شخص بازی می‌کنند. به عنوان مثال، می‌توان کلاس خانواده را متشکل از وهله‌ای از کلاس پدر، وهله‌ای از کلاس مادر و مجموعه‌ای از وهله‌های کلاس فرزند در نظر گرفت. در مقابل ممکن است کلاس خانواده را متشکل از وهله‌ای از کلاس شخص به عنوان پدر، وهله‌ای از کلاس شخص به عنوان مادر و آرایه‌ای از وهله‌های شخص به عنوان فرزندان، مدل کنید. قرار گرفتن در وضیعتی که هر نقش، بخشی از رفتاری‌های شخص را مورد استفاده قرار می‌دهد، کافی نیست و باید مطمئن شوید که رفتار‌ها واقعا متفاوت می‌باشند. همچنین باید به یاد داشته باشید که زمانیکه وهله‌ای از بخشی از رفتارهای کلاس خود استفاده می‌کند، نیز مشکلی وجود ندارد و لازم نیست کلاس‌های دیگری را به خاطر این موضوع در طراحی خود در نظر بگیرید.
شکل 2.9 Two views of a family
قواعد شهودی فصل دوم
همه داده‌ها باید در داخل کلاس خود پنهان شده باشند. (All data should be hidden within its class)
استفاده کنندگان از کلاس باید به واسط عمومی آن وابسته باشند، اما یک کلاس نباید به استفاده کنندگان خود، وابسته باشد. (Users of a class must be dependent on its public interface, but a class should not be dependent on its users)
تعداد پیغام‌های موجود در قرارداد یک کلاس را کمینه سازید. (Minimize the number of messages in the protocol of a class)
پیاده سازی یک واسط عمومی یکسان کمینه برای همه کلاس‌ها (Implement a minimal public interface that all classes understand [e.g., operations such as copy (deep versus shallow), equality testing, pretty printing, parsing from an ASCII description, etc.].)
جزئیات پیاده سازی، مانند توابع خصوصی common-code ( توابعی که کد مشترک سایر متدهای کلاس را در بدنه خود دارند) را در واسط عمومی یک کلاس قرار ندهید. (Do not put implementation details such as common-code private functions into the public interface of a class)
واسط عمومی کلاس را با اقلامی که یا استفاده کنندگان از کلاس توانایی استفاده از آن را نداشته و یا تمایلی به استفاده از آنها ندارند، آمیخته نکنید. (Do not clutter the public interface of a class with items that users of that class are not able to use or are not interested in using )
اتصال و پیوستگی مابین کلاس‌ها باید از نوع Nil یا Export باشد؛ به این معنی که یک کلاس فقط از واسط عمومی کلاس دیگر استفاده کند یا کاری با آن نداشته باشد. (Classes should only exhibit nil or export coupling with other classes, that is, a class should only use operations in the public interface of another class or have nothing to do with that class.)
یک کلاس باید یک و تنها یک Key Abstraction را تسخیر نماید. (A class should capture one and only one key abstraction)
داده و رفتار مرتبط را در یک جا (کلاس) نگه دارید. (Keep related data and behavior in one place)
اطلاعات نامرتبط به هم را در کلاس‌های جدا از هم قرار دهید. ((Spin off nonrelated information into another class (i.e., noncommunicating behavior)
مطمئن باشید انتزاع هایی را که مدل می‌کنید کلاس بوده و نه نقش‌هایی که وهله‌های آنها بازی می‌کنند. (Be sure the abstractions that you model are classes and not simply the roles objects play)