Oggi esistono diversi paradigmi di programmazione. Ognuno di essi consente lo sviluppo di strumenti e soluzioni diversi. Alcuni sono più ampiamente utilizzati di altri. Alcuni possono persino essere combinati con altri paradigmi. La programmazione orientata agli oggetti è uno di questi paradigmi di programmazione.
È una delle più utilizzate nel campo dello sviluppo software. Infatti, la programmazione orientata agli oggetti è presente in diversi ambiti, come la programmazione web, lo sviluppo di varie applicazioni (mobile o desktop) e persino nei Big Data.
In questo articolo analizzeremo i principi di questo paradigma in modo che tu possa ottenere le basi necessarie per iniziare a utilizzarlo!
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Programmazione orientata agli oggetti (OOP): che cos'è?
Nella programmazione orientata agli oggetti, esiste il termine "oggetto". Un oggetto può definire un'entità dotata di uno stato potenzialmente modificabile e di attributi che lo definiscono. Può anche essere un insieme di parti e processi che conducono a un risultato.
Prendiamo ad esempio il caso di una casa. Per ottenere un'abitazione abitabile, avrai bisogno di materiali (mattoni, cemento, copertura, pavimentazione, ecc.). Dovrai anche passare attraverso diversi passaggi prima di raggiungere un risultato abitabile (costruzione, finiture, ecc.).
La programmazione orientata agli oggetti, spesso chiamata OOP, segue la stessa logica. Infatti, prevede il raggruppamento di ogni componente (chiamato attributi) e di ogni procedura da seguire (chiamata metodi) in un singolo oggetto chiamato classe.
Questa pratica offre diversi vantaggi significativi nello sviluppo di un programma, come la flessibilità, la manutenibilità, la facilità di comprensione e molti altri.
Quali sono i suoi interessi nei Big Data?
Il concetto di Big Data implica l'elaborazione di un grande volume di dati. Per poter utilizzare questi dati per il processo decisionale, l'elaborazione deve essere eseguita a una velocità ragionevole, o addirittura il più rapidamente possibile. Il tempo tra lo sviluppo e la distribuzione dei relativi programmi deve essere minimo. La programmazione orientata agli oggetti consente di raggiungere questo obiettivo.
La programmazione orientata agli oggetti (OOP) consente infatti di sviluppare uno scheletro chiaro e conciso prima della programmazione vera e propria. È facile da apprendere, scalabile e adattabile a molti altri progetti immaginabili in futuro. Inoltre, alcuni linguaggi come Java o Python, che sono i linguaggi più utilizzati nel campo dei Big Data, si basano essenzialmente sulla programmazione orientata agli oggetti.
È inoltre integrato in strumenti Big Data come Hadoop e Spark, da qui l'importanza di impararlo se si desidera entrare in questo settore. Alcuni metodi, come il machine learning, sono più facili da implementare con questo paradigma di programmazione.
I suoi principali utenti sono data scientist, data engineer e data analyst. Tuttavia, imparare la programmazione orientata agli oggetti ti sarà senza dubbio utile prima o poi, indipendentemente dalla posizione a cui aspiri nel mondo dei big data.
Ora sai di cosa si tratta e capisci perché dovrebbe interessarti. Diamo un'occhiata ai principi fondamentali della programmazione orientata agli oggetti .
Principio 1: Incapsulamento
Il principio di incapsulamento è probabilmente il fondamento stesso della programmazione orientata agli oggetti. Consiste nel raggruppare tutto ciò che è correlato a un oggetto all'interno di una classe. Ciò implica quindi l'integrazione di ogni attributo e ogni metodo in un'unica posizione.
Per interagire con questo oggetto, è necessario implementarlo, ovvero creare un'istanza di questa classe e richiamarne i metodi. Questo concetto aiuta, tra le altre cose, a proteggere il codice impedendo agli utenti di manipolarlo direttamente.
Principio 2: Astrazione
Come abbiamo spiegato, gli attributi e i metodi di ogni classe sono accessibili solo quando la classe stessa viene chiamata. È possibile limitare ulteriormente questa possibilità applicando il principio di astrazione.
Qui l'obiettivo è nascondere all'utente tutte le funzioni non necessarie, ovvero impedire la manipolazione o l'elaborazione di determinati metodi in una certa misura.
Questo si traduce nell'uso di `private` e `protected` durante la creazione della classe. L'utilizzo di uno di questi due prefissi limita l'accesso a determinati metodi. Questi metodi possono essere manipolati solo all'interno della classe stessa o in classi ereditate (ne parleremo a breve).
Principio 3: Eredità
L'ereditarietà implica l'integrazione dei metodi e degli attributi di una classe in un'altra. La classe base è chiamata classe padre, mentre la classe che eredita è chiamata classe figlia. È importante sapere che diverse classi possono ereditare dalla stessa classe padre; tuttavia, una classe figlia può avere una sola classe padre. Questo si manifesta, tra le altre cose, dichiarando una classe astratta che funge da classe padre per una classe che ne utilizza i metodi.
Questo principio è vantaggioso perché riduce significativamente la quantità di codice richiesta, poiché la stessa classe può essere utilizzata in diversi scenari. È sufficiente adattarla alle proprie esigenze. Ad esempio, è possibile aggiungere funzionalità e metodi dalla classe padre per migliorare il programma.
Principio 4: Polimorfismo
Nella programmazione orientata agli oggetti, è possibile implementare più metodi con lo stesso nome. Questo concetto è chiamato polimorfismo. Infatti, è possibile dichiarare più funzioni con lo stesso nome, modificandone solo gli attributi o i valori di ritorno per alterarne il comportamento.
Questo principio è vantaggioso perché evita la duplicazione del codice, rendendo l'intera soluzione più snella e facile da manutenere. Ricordate, l'obiettivo è creare un programma che esegua un'elaborazione rapida senza sacrificare l'efficienza.
Principio 5: Interfacce
Per evitare sorprese lungo il percorso, durante lo sviluppo del progetto, sarebbe opportuno integrare il concetto di interfaccia nella propria pratica. Questo principio prevede la creazione di classi con i rispettivi metodi, lasciando però vuoti i metodi stessi.
Probabilmente ti starai chiedendo a cosa servono in questo caso e come utilizzarli?
Infatti, consentono di visualizzare meglio l'architettura del programma. Questo eviterà di perdersi e garantirà il rispetto delle linee guida stabilite in precedenza. Infatti, affinché il programma funzioni, sarà necessario implementare tutti i metodi all'interno dell'interfaccia.
È opportuno notare che una classe può implementare più interfacce, a differenza delle classi astratte.
Principio 6: Classi statiche
Una classe statica è una classe che non ha bisogno di essere istanziata per essere utilizzabile. Vale a dire che è sufficiente chiamare i suoi metodi per ottenere una risposta.
Per darvi un punto di riferimento, la maggior parte delle librerie si basa su questo principio. Questo si collega anche al principio di astrazione, che, come promemoria, implica la limitazione dell'accesso a un determinato codice da parte degli utenti.
Questo concetto è utilizzato principalmente nelle operazioni matematiche o logiche, poiché non modifica lo stato corrente dell'intero programma, proprio come la programmazione funzionale. La sua funzione rimane quella di ricevere parametri e restituire risultati basati su tali parametri.
