При объявлении объектом любой операции должны быть заданы:
- имя операции,
- объекты, передаваемые в качестве параметров,
- и значение, возвращаемое операцией.
Эту триаду называют сигнатурой операции. Множество сигнатур всех определенных для объекта операций называется интерфейсом этого объекта. Интерфейс описывает все множество запросов, которые можно отправить объекту. Любой запрос, сигнатура которого соответствует интерфейсу объекта, может быть ему послан.
Тип — это имя, используемое для обозначения конкретного интерфейса. Говорят, что объект имеет тип Window, если он готов принимать запросы на выполнение любых операций, определенных в интерфейсе с именем Window. У одного объекта может быть много типов. Напротив, сильно отличающиеся объекты могут разделять общий тип. Часть интерфейса объекта может быть охарактеризована одним типом, а часть - другим. Два объекта одного и того же типа должны разделять только часть своих интерфейсов. Интерфейсы могут содержать другие интерфейсы в качестве подмножеств. Мы говорим, что один тип является подтипом другого, если интерфейс первого содержит интерфейс второго. В этом случае второй тип называется супертипом для первого. Часто говорят также, что подтип наследует интерфейс своего супертипа.
В объектно-ориентированных системах интерфейсы фундаментальны. Об объектах известно только то, что они сообщают о себе через свои интерфейсы. Никакого способа получить информацию об объекте или заставить его что-то сделать в обход интерфейса не существует. Интерфейс объекта ничего не говорит о его реализации; разные объекты вправе реализовывать сходные запросы совершенно по-разному. Это означает, что два объекта с различными реализациями могут иметь одинаковые интерфейсы.
Когда объекту посылается запрос, то операция, которую он будет выполнять, зависит как от запроса, так и от объекта-адресата. Разные объекты, поддерживающие одинаковые интерфейсы, могут выполнять в ответ на такие запросы разные операции. Ассоциация запроса с объектом и одной из его операций во время выполнения называется динамическим связыванием.
Динамическое связывание означает, что отправка некоторого запроса не определяет никакой конкретной реализации до момента выполнения. Следовательно, допустимо написать программу, которая ожидает объект с конкретным интерфейсом, точно зная, что любой объект с подходящим интерфейсом сможет принять этот запрос. Более того, динамическое связывание позволяет во время выполнения подставить вместо одного объекта другой, если он имеет точно такой же интерфейс. Такая взаимозаменяемость называется полиморфизмом и является важнейшей особенностью объектно-ориентированных систем. Она позволяет клиенту не делать почти никаких предположений об объектах, кроме того, что они поддерживают определенный интерфейс. Полиморфизм упрощает определение клиентов, позволяет отделить объекты друг от друга и дает объектам возможность изменять взаимоотношения во время выполнения.
Паттерны проектирования позволяют определять интерфейсы, задавая их основные элементы и то, какие данные можно передавать через интерфейс. Паттерн может также «сказать», что не должно проходить через интерфейс. Хорошим примером в этом отношении является хранитель. Он описывает, как инкапсулировать и сохранить внутреннее состояние объекта таким образом, чтобы в будущем его можно было восстановить точно в таком же состоянии. Объекты, удовлетворяющие требованиям паттерна хранитель, должны определить два интерфейса: один ограниченный, который позволяет клиентам держать у себя и копировать хранители, а другой привилегированный, которым может пользоваться только сам объект для сохранения и извлечения информации о состоянии их хранителя.
Паттерны проектирования специфицируют также отношения между интерфейсами. В частности, нередко они содержат требование, что некоторые классы должны иметь схожие интерфейсы, а иногда налагают ограничения на интерфейсы классов. Так, декоратор и заместитель требуют, чтобы интерфейсы объектов этих паттернов были идентичны интерфейсам декорируемых и замещаемых объектов соответственно. Интерфейс объекта, принадлежащего паттерну посетитель, должен отражать все классы объектов, с которыми он будет работать.
Тип — это имя, используемое для обозначения конкретного интерфейса. Говорят, что объект имеет тип Window, если он готов принимать запросы на выполнение любых операций, определенных в интерфейсе с именем Window. У одного объекта может быть много типов. Напротив, сильно отличающиеся объекты могут разделять общий тип. Часть интерфейса объекта может быть охарактеризована одним типом, а часть - другим. Два объекта одного и того же типа должны разделять только часть своих интерфейсов. Интерфейсы могут содержать другие интерфейсы в качестве подмножеств. Мы говорим, что один тип является подтипом другого, если интерфейс первого содержит интерфейс второго. В этом случае второй тип называется супертипом для первого. Часто говорят также, что подтип наследует интерфейс своего супертипа.
В объектно-ориентированных системах интерфейсы фундаментальны. Об объектах известно только то, что они сообщают о себе через свои интерфейсы. Никакого способа получить информацию об объекте или заставить его что-то сделать в обход интерфейса не существует. Интерфейс объекта ничего не говорит о его реализации; разные объекты вправе реализовывать сходные запросы совершенно по-разному. Это означает, что два объекта с различными реализациями могут иметь одинаковые интерфейсы.
Когда объекту посылается запрос, то операция, которую он будет выполнять, зависит как от запроса, так и от объекта-адресата. Разные объекты, поддерживающие одинаковые интерфейсы, могут выполнять в ответ на такие запросы разные операции. Ассоциация запроса с объектом и одной из его операций во время выполнения называется динамическим связыванием.
Динамическое связывание означает, что отправка некоторого запроса не определяет никакой конкретной реализации до момента выполнения. Следовательно, допустимо написать программу, которая ожидает объект с конкретным интерфейсом, точно зная, что любой объект с подходящим интерфейсом сможет принять этот запрос. Более того, динамическое связывание позволяет во время выполнения подставить вместо одного объекта другой, если он имеет точно такой же интерфейс. Такая взаимозаменяемость называется полиморфизмом и является важнейшей особенностью объектно-ориентированных систем. Она позволяет клиенту не делать почти никаких предположений об объектах, кроме того, что они поддерживают определенный интерфейс. Полиморфизм упрощает определение клиентов, позволяет отделить объекты друг от друга и дает объектам возможность изменять взаимоотношения во время выполнения.
Паттерны проектирования позволяют определять интерфейсы, задавая их основные элементы и то, какие данные можно передавать через интерфейс. Паттерн может также «сказать», что не должно проходить через интерфейс. Хорошим примером в этом отношении является хранитель. Он описывает, как инкапсулировать и сохранить внутреннее состояние объекта таким образом, чтобы в будущем его можно было восстановить точно в таком же состоянии. Объекты, удовлетворяющие требованиям паттерна хранитель, должны определить два интерфейса: один ограниченный, который позволяет клиентам держать у себя и копировать хранители, а другой привилегированный, которым может пользоваться только сам объект для сохранения и извлечения информации о состоянии их хранителя.
Паттерны проектирования специфицируют также отношения между интерфейсами. В частности, нередко они содержат требование, что некоторые классы должны иметь схожие интерфейсы, а иногда налагают ограничения на интерфейсы классов. Так, декоратор и заместитель требуют, чтобы интерфейсы объектов этих паттернов были идентичны интерфейсам декорируемых и замещаемых объектов соответственно. Интерфейс объекта, принадлежащего паттерну посетитель, должен отражать все классы объектов, с которыми он будет работать.
