Objektorientierte Programmiersprachen verwenden Objekte, die sowohl Daten als auch Code enthalten. Die Prinzipien der objektorientierten Programmierung sind Kapselung, Abstraktion, Polymorphismus und Vererbung.

Objektorientierte Programmiersprachen (OOP) sind überall, wo wir hinschauen. Viele der am häufigsten verwendeten Programmiersprachen, aus denen die Computerwelt heute besteht, sind objektorientiert. Tatsächlich basieren viele Computerprogramme und ein Großteil des Inhalts im Web auf objektorientierten Sprachen auf hoher Ebene. Zu verstehen, wie objektorientierte Sprachen funktionieren und warum sie nützlich sind, ist für fast jede Computerkarriere wichtig.

In diesem Artikel werden wir einen Blick darauf werfen, was objektorientierte Sprachen sind und ihre Vor- und Nachteile untersuchen. Wir werfen auch einen Blick auf eine Auswahlliste einiger der beliebtesten OOP-Sprachen, die heute verwendet werden.

Was ist eine Programmiersprache?

Eine Programmiersprache ist ein Satz von Regeln und Prozeduren, die es Programmierern ermöglichen, Computern eine Reihe von Anweisungen zur Ausführung zu geben. Jede Programmiersprache hat ihre eigene Syntax, mit der Sie einem Computer nach dem Erlernen mitteilen können, welche Aufgaben er ausführen soll.

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Denken Sie so darüber nach. Englisch ist eine Sprache, die es Ihnen ermöglicht, mit englischen Sprechern zu kommunizieren. Wenn Sie die Grundregeln des Englischen kennen, können Sie mit jedem anderen sprechen, der dieselben Regeln versteht. Aber Computer können weder Englisch noch eine andere „traditionelle“ Sprache verstehen.

Was sind objektorientierte Programmiersprachen?

Computer sind mächtige Maschinen. Mit einem Computer können wir Zahlen extrem schnell berechnen und erstaunliche Programme für viele Anwendungen erstellen. Um diese Leistung nutzen zu können, müssen wir jedoch mit dem Computer kommunizieren, was weniger schmerzhaft ist als das manuelle Eingeben von Einsen und Nullen.

Daher haben wir Programmiersprachen, die durch Maschinencode gestützt werden, der bereits geschrieben wurde. Je weiter wir jedoch vom Maschinencode entfernt sind, desto abstrakter und spezialisierter werden Sprachen im Umgang mit Daten. Deshalb haben wir so viele Sprachen; Keine Sprache ist perfekt, und sie alle haben unterschiedliche und überlappende Anwendungen.

Programmierparadigmen

In diesem Sinne werden Programmiersprachen oft durch ihr Programmierparadigma getrennt. Ein Programmierparadigma ist eine Möglichkeit, Daten zu betrachten und darauf zuzugreifen. Die beiden primären Paradigmen sind objektorientiert und funktional, obwohl es viele weitere gibt (einschließlich einiger, die den oben genannten Prinzipien zugrunde liegen). Die objektorientierte Programmierung basiert auf Objekten, d. h. Datenstrukturen, die sowohl Daten (Eigenschaften oder Attribute) als auch Code (Prozeduren oder Methoden) enthalten. Objekte können sich mit ‚this‘ oder ’self‘ modifizieren. In den meisten OOP-Sprachen ist fast alles ein Objekt, das sowohl Werte als auch ausführbaren Code haben kann. Jedes Objekt ist einzigartig, und obwohl es eine Kopie eines anderen Objekts sein kann, können sich seine Variablen von den Variablen jedes anderen Objekts unterscheiden.

Die Objekte im objektorientierten Softwaredesign können wie tatsächliche Objekte betrachtet werden. Denken Sie an ein Objekt, wie eine Uhr. Diese Uhr hat Eigenschaften. Es ist aus Metall, es ist schwarz, es hat ein spezifisches Gewicht. Aber dieses Objekt macht auch Dinge. Es zeigt die Zeit an und kann sich auch selbst beeinflussen, indem es Zahnräder dreht, um die Position seiner Hände zu ändern.

Ein weiteres Merkmal von Objekten ist, dass wir nicht immer wissen müssen, wie die Uhr funktioniert, damit sie funktioniert. Vorausgesetzt, die Uhr ist gut gebaut, wird sie zuverlässig die Zeit anzeigen, ohne dass wir in ihr Innenleben eingreifen müssen.

Objektorientierte Sprachen haben Objekte, die realen Objekten ähneln. Sie können Eigenschaften und Funktionen haben. Sie neigen auch dazu, bestimmten Prinzipien zu folgen.

Objektorientierte Programmierprinzipien

Objektorientierte Sprachen haben vier Prinzipien. Diese vier Prinzipien sind gemeinsame Eigenschaften, die sie definieren und deutlich effizienter machen. Einige Leute nennen sie die vier Säulen der objektorientierten Programmierung.

Die vier Säulen der objektorientierten Programmierung sind:

1. Kapselung
2. Abstraktion
3. Vererbung
4. Polymorphismus

Die vier Prinzipien

Lassen Sie uns diese vier Prinzipien genauer untersuchen.

• Kapselung – Kapselung ist das Konzept der Bindung von Daten an Funktionen, die als Sicherheitsfunktion fungieren, um diese Daten zu schützen. Zum Beispiel verhindern viele OOP-Sprachen etwas anderes als bestimmte Methoden in der Klasse, die die Daten besitzen, um auf diese Daten zuzugreifen. Dies geschieht oft explizit, um bestimmte Daten zu schützen.Abstraktion – Abstraktion ist die Idee, dass, wenn Sie eine Sache zu oft tun, es eine eigene Entität sein sollte. Wenn ein Programmierer beispielsweise wiederholt dieselbe Funktion für verschiedene Objekte umschreibt, kann diese Funktion abstrahiert werden, um eine eigene Entität zu werden.
• Vererbung – Vererbung ist, wie es klingt, und wird am häufigsten als „ist eine“ Beziehung definiert. Es lässt bestimmte Klassen unter dem Dach anderer Klassen sein. Diese Klassen können Informationen und Funktionen von dieser Klasse erben und gleichzeitig diese Funktionalität erweitern. Damit können wir Code wiederverwenden, den wir bereits in anderen Klassen eingegeben haben.
• Polymorphismus – Polymorphismus bedeutet, mehr als eine Form anzunehmen. Im Sinne von OOP-Sprachen bezieht es sich auf die Fähigkeit, Objekte unterschiedlich zu behandeln, je nachdem, was sie sind. Es ermöglicht uns, verschiedene Methoden für die Behandlung von Objekten basierend auf ihrer abgeleiteten Klasse zu definieren. Zum Beispiel, wenn wir die Größe von etwas finden mussten, könnten wir ändern, wie wir es messen, basierend auf dem, was es ist. Wenn es ein Brett aus Holz ist, würde ich es in Zoll messen. Dies ist im Gegensatz zu einer Wassermenge, die ich nach Gewicht messen würde. Wenn wir Polymorphismus verwenden, können wir eine Funktion erstellen, die beide Objekte akzeptieren und uns dennoch eine vernünftige Messung geben kann.

Beliebte objektorientierte Programmiersprachen

Java, Python, C ++, Lisp und Perl sind Beispiele für beliebte objektorientierte Programmiersprachen. Sie unterstützen die Programmierung mit dem Paradigma Klassen und Objekte.

Fünf der beliebtesten objektorientierten Sprachen sind:

1. Java
2. Python
3. C++
4. Ruby
5. C#

• Java – Java ist überall und eine der am häufigsten verwendeten und gefragtesten Sprachen aller Zeiten. Das Motto von Java lautet: Einmal schreiben, überall ausführen, und das spiegelt sich in der Anzahl der Plattformen wider, auf denen es ausgeführt wird, und an den Orten, an denen es verwendet wird.
• Python – Python ist universell einsetzbar und wird an vielen Orten verwendet. Python hat jedoch einen starken Stand im Bereich des maschinellen Lernens und der Datenwissenschaft. Es ist eine der bevorzugten Sprachen für dieses neue und ständig wachsende Feld.
• C ++ – C ++ hat die Geschwindigkeit von C mit der Funktionalität von Klassen und einem objektorientierten Paradigma. Es ist eine kompilierte, zuverlässige und leistungsstarke Sprache. Tatsächlich wird es sogar verwendet, um Compiler und Interpreter für andere Sprachen zu erstellen.
• Ruby – Ruby ist eine weitere universelle Programmiersprache. Es wurde aus Gründen der Einfachheit gebaut. Trotzdem ist Ruby eine unglaublich mächtige Sprache. Der Schöpfer von Ruby, Yukihiro „Matz“ Matsumoto, hat gesagt: „Ruby sieht sehr einfach aus, ist aber im Inneren sehr komplex, genau wie unser menschlicher Körper.“
• C# – C# ist eine von Microsoft entwickelte Programmiersprache. Es wurde entwickelt, um bestehende Konzepte in C zu verbessern. C # unterstützt das Microsoft .NET Framework neben vielen Web-Apps, Spielen, Desktop-Apps und mobilen Apps.

Es gibt andere objektorientierte Sprachen, die wir oben nicht behandelt haben. Perl, Objective-C, Dart, Lisp, JavaScript und PHP sind ebenfalls objektorientiert oder unterstützen objektorientierte Prinzipien.

Die Vor- und Nachteile objektorientierter Programmiersprachen

Während OOP-Sprachen mächtig sein können, sind sie nicht für jede Situation nützlich und mit etwas Gepäck ausgestattet, das berücksichtigt werden muss.

Vorteile

Wiederverwendbarkeit

Objektorientierter Code ist extrem modular aufgebaut. Aufgrund von Polymorphismus und Abstraktion können Sie eine Funktion erstellen, die immer wieder verwendet werden kann. Sie können auch Informationen und Funktionen kopieren, die bereits mit Vererbung geschrieben wurden. Dies spart Zeit, reduziert die Komplexität, spart Platz und macht das Codieren zu einer leichteren Belastung für unsere Finger.

Parallele Entwicklung

Es gibt genügend Grundlagen, damit Teile des Programms getrennt voneinander entwickelt werden und trotzdem nach objektorientierten Prinzipien funktionieren. Dies erleichtert die gleichzeitige Entwicklung für größere Entwicklungsteams erheblich.

Wartung

Da sich der größte Teil, wenn nicht sogar der gesamte Code an einem Ort befindet und aufgerufen und wiederverwendet wird, ist dieser Code viel einfacher zu warten. Anstatt hundert verschiedene Instanzen, in denen eine Funktion aufgerufen wird, einzeln reparieren zu müssen, können wir die eine modulare und polymorphe Funktion reparieren.

Sicherheit

Während die meisten Sprachen über eine gewisse Sicherheit verfügen, sind objektorientierte Sprachen praktisch, da die Sicherheit in die Kapselung integriert ist. Andere Methoden und Klassen können standardmäßig nicht auf private Daten zugreifen, und in OOP-Sprachen geschriebene Programme sind dafür sicherer.

Modularität

Objektorientierte Programmiersprachen zerlegen eine Anwendung in Objekte und Klassen. Dies ist vorteilhaft, da Ihre Anwendung dadurch modularer aufgebaut wird. Modularer Code ist leichter zu lesen. Daher ist es einfacher zu warten.

Nachteile

Oft chaotisch

Da objektorientierte Sprachen so anpassbar und skalierbar sind, kann es leicht sein, das Verständnis für die Funktionsweise des Codes zu verlieren. OOP-Code kann auf viele Arten funktionieren. Es gibt viele Methoden für die Programmierung in OOP, die nicht gut mit anderen Methoden funktionieren, ineffizient oder schwierig zu verwenden sind.

Erfordert mehr Planung

Da diese Sprachen so modular und skalierbar sind, ist es ein Rezept für eine Katastrophe, im Voraus ohne klares Design einzusteigen. Das Erstellen eines effizienten Programms erfordert einen soliden Plan, mehr als bei anderen Programmierparadigmen.

Deckkraft

Dies ist sowohl ein Pro als auch ein Contra. Objekte und Funktionen können unabhängig voneinander arbeiten. Sie können Informationen aufnehmen und (in der Regel) zuverlässige Ergebnisse liefern. Infolgedessen können sie zu Black Boxes werden, was bedeutet, dass das, was sie tun, nicht immer offensichtlich ist. Während der Programmierer dieses Objekt wahrscheinlich erstellt hat und weiß, was es tut, sind OOP-Sprachen einfach nicht so transparent wie andere Sprachen.

Leistung

Objektorientierte Sprachen erleiden oft einen Leistungseinbruch. Programme, die in OOP-Sprachen erstellt wurden, sind oft größer und erfordern mehr Rechenaufwand als funktionale Sprachen. Dies ist jedoch nicht immer wahr oder wichtig. C ++ ist eine OOP-Sprache, aber eine der schnellsten verfügbaren Sprachen. Geschwindigkeit ist nicht immer wichtig. Der Geschwindigkeitsunterschied zeigt sich nur bei der Verarbeitung großer oder komplexer Berechnungen oder in Fällen, in denen extreme Geschwindigkeit erforderlich ist.

Jetzt haben Sie einen festen Überblick darüber, was eine objektorientierte Sprache ist, wofür sie gut ist und welche die beliebtesten sind. Programmieren in diesen Sprachen kann so angenehm wie profitabel sein, und Ihre Karriere in der Entwicklung ist nur wenige Schritte entfernt.