دانلود مقاله مقایسه برنامه نویسی شی گرا و ساخت یافته

.

فهرست مطالب :

مقدمه

مفهوم نرم افزار

مراحل طراحی برنامه

مراحل برنامه نویسی با VB

برنامه نویسی ساخت یافته

برنامه نویسی شی گرا

زبان های برنامه نویسی ساخت یافته

مزایای برنامه نویسی شی گرا

مفهوم شی گرایی در برنامه نویسی

پیدایش شی گرایی

شی گرایی در C++

کپسوله سازی

چند ریختی

وراثت

شی گرایی در C#

Encapsulation

Polymorphism

Abstraction

Interface

متدولوژی ساخت یافته و شی گرا

برنامه نویسی ساخت یافته

قانون ساخت یافتگی

منابع و ماخذ

مقدمه :

مفهوم نرم افزار:
معمولا به بخش غیر قابل لمس سیستم گفته می شود که از تعدادی دستور العمل بوجود آمده است که هدف مشخصی را دنبال می کنند و شامل انواع مختلفی می باشد که یک نوع آن نرم افزار برنامه نویسی می باشد.
مفهوم نرم افزار برنامه نویسی:
با این که نرم افزار زبان برنامه نویسی ،خودش توسط دستورالعملهایی ساخته شده است اما شامل یک سری دستورات و امکانات جهت ایجاد نرم افزارهای دیگری می باشد .مثلاً می توان از آنها جهت تهیه نرم افزارهای حسابداری استفاده کرد.
مفهوم برنامه نویس :
برنامه نویس شخصی است که با استفاده از امکانات زبان برنامه نویسی ، برنامه یا نرم افزار مرد نظر را تهیه می کند.به جرأت می توان گفت این شاخه از کامپیوتر یعنی برنامه نویسی یکی از پر تلاش ترین و درعین حال درآمد زا ترین حرفه است.ممکن است جهت تهیه یک برنامه از چندین برنامه نویس استفاده شود که در اینصورت یک گروه برنامه نویسی تشکیل می شود. معمولاً نرم افزارهای بزرگ توسط گروههای برنامه نویسی تهیه می شوند.
مفهوم نرم افزار:
معمولا به بخش غیر قابل لمس سیستم گفته می شود که از تعدادی دستور العمل بوجود آمده است که هدف مشخصی را دنبال می کنند و شامل انواع مختلفی می باشد که یک نوع آن نرم افزار برنامه نویسی می باشد.
مفهوم نرم افزار برنامه نویسی:
با این که نرم افزار زبان برنامه نویسی ،خودش توسط دستورالعملهایی ساخته شده است اما شامل یک سری دستورات و امکانات جهت ایجاد نرم افزارهای دیگری می باشد .مثلاً می توان از آنها جهت تهیه نرم افزارهای حسابداری استفاده کرد.
مفهوم برنامه نویس :
برنامه نویس شخصی است که با استفاده از امکانات زبان برنامه نویسی ، برنامه یا نرم افزار مرد نظر را تهیه می کند.به جرأت می توان گفت این شاخه از کامپیوتر یعنی برنامه نویسی یکی از پر تلاش ترین و درعین حال درآمد زا ترین حرفه است.ممکن است جهت تهیه یک برنامه از چندین برنامه نویس استفاده شود که در اینصورت یک گروه برنامه نویسی تشکیل می شود. معمولاً نرم افزارهای بزرگ توسط گروههای برنامه نویسی تهیه می شوند.
قبل از این که زبانی را برای نوشتن برنامه انتخاب کنید بهتر است اطلاعاتی در موارد زیر از آن کسب کنید.

۱-شیوه برنامه نویسی ۲-نزدیکی به ماشین ۳-نوع ترجمه ۴-نوع رابط

۱-شیوه برنامه نویسی
مانند ماده،اتم،ذره می باشد در اولین سالها روش خاصی برای نوشتن برنامه وجود نداشت و برنامه ها به صورت نامشخص نوشته می شدند.سپس با پیشرفت برنامه نویسی روش روال نویسی (Procedural) بوجود آمد در این روش برنامه ها به بخش های کوچکی به نام روال یا زیر برنامه تقسیم می شدند و امکان رجوع از یک زیر روال به زیر روال دیگری وجود داشت و این سبب پیچیدگی برنامه می شد سپس روش جدید تری به نام Structured (ساختیافته)ایجاد شد.
در روش ساخت یافته باز هم برنامه به بخشهای کوچکی تقسیم می شود اما هر بخش ساختار مستقل داشته و نمی توان از درون یک زیر برنامه به زیر برنامه دیگر پرش داشت و این مزیت سبب از بین رفتن پیچیدگی برنامه می شد.
سپس روش مدولار Modular) ) ایجاد شد که مانند روش ساخت یافته بود ولی باز هم بخشها به قطعات کوچکتری تقسیم شدند.
روشی که امروزه استفاده می شود روش شی گرا (Object Oriented ) بوده و بعضاً رویدادگرا نیز نامیده اند. این روش ساختاری متفاوت با روشهای دیگر دارد. ویژوال بیسیک(VB) از این روش پیروی می کند.به طور خلاصه تر می توان متدهای برنامه نویسی را به دو روش ساختیافته و شی گرا (تا کنون) تقسیم کرد از آنجایی که روش حل مساله ها ساخت یافته می باشد در این باره بیشتر خواهیم گفت (به مراحل طراحی برنامه رجوع کنید).

۲-نزدیکی به ماشین:
سه سطح زبان برنامه نویسی به صورت زیر وجود دارد:
الف)زبان ماشین : که ترکیبی از ۰ و ۱ است.
ب)زبان سطح پایین : مانند زبان اسمبلی که نزدیکی بیشتری به زبان ۰ و ۱ دارد.
ج)زبان سطح بالا : این نوع زبان ها از زبان ماشین دور بوده و به زبان محاوره ای (انگلیسی) نزدیکترند مانند VB پس واضح است که سرعت این زبانها از دو نوع قبلی کمتر است.اما برای برنامه نویس قابل فهم تر می باشد.
۳-نوع ترجمه :
به جز برنامه هایی که با زبان ماشین نوشته می شوند باید تمامی برنامه های دیگر جهت اجرا و قابل فهم بودن برای سیستم به کدهای ۰ و ۱ تبدیل شوند یعنی باید ترجمه شوند. عمل ترجمه توسط مفسر (Interpreter) یا کامپایلر(Compiler)صورت می گیرد.
در مفسر،عمل ترجمه خط به خط می باشد اما در کامپایلر ترجمه به صورت کلی بوده و تمام خطوط ترجمه می شوند سپس اگر برنامه خطایی نداشت اجرا می شود.VB دارای نسخه های متفاوتی بوده که نسخه Enterprise و Professional می توانند از کامپایلر استفاده کنند.
۴-نوع رابط:
زبانهای برنامه نویسی می توانند با دو رابط متنی و گرافیکی وارد بازار شوند در گذشته رابط متنی مرسوم بوده ولی امروزه جهت راحت تر کردن برنامه نویسی از رابط گرافیکی استفاده می شود. زبان VB دارای رابط گرافیکی بنام IDEمی باشد .
قبل از این که کارباVB را شروع کنیم یک مساله مطرح کرده و آن را حل می کنیم. البته با روش ساختیافته، چرا که از این روش می توانید برای بهبود برنامه هایتان در زبان شی گرا استفاده کنید و بدین ترتیب با مراحل طراحی برنامه هم آشنا شوید.

مراحل طراحی برنامه عبارت است از:
۱- تجزیه و تحلیل مسأله
۲- طراحی برنامه با شبه کد
۳-کدنویسی برنامه
۴-آزمایش
۵-مستند سازی

مثال :برنامه ای طراحی کنید که مجموع دو عدد گرفته شده از کاربر را نمایش دهد.
در مرحله اول مساله را برای خودتان تحلیل کنید و معلومات(داده ها),رابطه(فرمول) و مجهولات (اطلاع) را مشخص کنید.
در مساله فوق معلومات یا داده ها دو عددی است که باید دریافت شود.
رابطه ، عمل جمع روی داده ها است و مجهول هم نتیجه جمع می باشد.
در مرحله دوم شبه کد را با توجه به تحلیل فوق با عبارت های محاوره ای انگلیسی تهیه می کنند مثلاً به صورت زیر:
ابتدا برای خوانا شدن برنامه آن را به روش ساخت یافته نوشته و به چندین بخش تقسیم می کنیم.

۱-بخش اصلی ۲-بخش ورود داده ها ۳-بخش محاسبه ۴-بخش خروج داده ها
Program Sum 2 Number برنامه جمع دو عدد
Main
Call Input Module
Call Calculate Module
Call Display Module
Input Module
Input num1
Input num2
Calculate Module
Sum=num1+num2
Display Module
Write sum
پس از طراحی برنامه به صورت فوق شما آماده اید که برنامه خود را توسط یک زبان برنامه نویسی کدنویسی کنید.پس از اتمام کد نویسی باید آن را خطا یابی کنید و در انتها یک سند از برنامه ای که نوشته اید تهیه کنید تا در آینده اگر نیاز بود بتوانید برنامه تان را به راحتی از روی مستندی که تهیه کرده اید بهبود دهید.

درباره VB :
پایه VB، زبانی بنام Basic است که در گذشته برای آموزش مبتدیان استفاده می شد. هم اکنون VB نیز جزو برنامه های آموزشی در هنرستانها و دانشگاهها می باشد .این زبان دارای رابط گرافیکی می باشد و محیط گرافیکی آن (Integrated Development Environment)IDE نامیده می شود این نوع محیط ها قادرند برنامه های تحت ویندوز را به راحتی ایجاد،اجرا و خطایابی نمایند. همچنین VB یک برنامه (Rapid Application Development) RAD می باشد ایجاد سریع برنامه را RAD می گویند.
برنامه های RAD مقداری از کد برنامه را خود تولید می کنند.
شیوه برنامه نویسی در VB شیء گرا می باشد در ذیل با مفاهیم پایه شیء گرا آشنا می شوید.
برنامه نویسی شیءگرا روش جدیدی است که با ایجاد قطعات مختلف می توان آنها را در برنامه های مجزا استفاده کرد مثلاً می توان قطعه ای را برای تبدیل تاریخ میلادی به تاریخ شمسی نوشت و آن را در تمام برنامه ها به کار برد.
در زبان های شی گرا بیشتر با اشیاء سر و کار داریم.این شیوه به مفاهیم زندگی روزمره بسیار شباهت دارد.شما یک انسان هستید و دارای مشخصاتی از قبیل قد و وزن می باشید در برابر اتفاقات مختلف هم حالات متفاوتی از غم و شادی و … خواهید داشت و یا اینکه در برابر آن اتفاق یک عکس العمل نشان می دهید به فرض ممکن است با حس یک بوی خاص دچار عطسه شوید.
یا یک توپ را در نظر بگیرید یک شی است که صفات و مشخصاتی از قبیل رنگ و وزن دارد و رفتارهایی را از خود نشان می دهد مثلاً می غلتد،پر باد و کم باد می شود و …
اشیاء ممکن است صفات مشابهی داشته باشند مثل رنگ و وزن و یا رفتار های مشابهی داشته باشند مانند حرکت کردن،جابجا شدن .
برنامه نویسی شی گرا هم از این واقعیت ها برای آسان تر کردن برنامه نویسی استفاده می کند و با قرار دادن روالها، تابع ها و داده ها ،در کنار هم کلاس(Class) را به وجود می آورد مثلا کلاسی از انواع داده ها یا کلاسی ازدکمه ها و شما نیز می توانید دکمه جدیدی به این کلاس اضافه کنید و در اینصورت دکمه جدید از خاصیت وراثت استفاده کرده و از مشخصات کلاس بهره مند می شود.قطعات و بخش های تابعی کلاس را متد می گویند.از یک کلاس می توان اشیاء مختلفی ایجاد کرد در برنامه نویسی شی گرا از خاصیت دیگری به نام بسته بندی یا کپسوله کردن و یا پنهان سازی اطلاعات استفاده شود مثلا در استفاده از دکمه ها شما می توانید با دکمه به راحتی کار کنید اما نمی دانید که در درون آن چه اتفاقاتی می افتد پس شما از جزئیات کار بی خبرید و نیازی به درگیر شدن با آن ندارید.
دکمه دارای مشخصاتی یا صفاتی مثل رنگ و اندازه می باشد و دارای رفتارها یا متدهایی (توابع) مثل جابه جایی می باشدو هر گاه یک اتفاق مانند کلیک روی دکمه رخ دهد می گویند رویداد یا event کلیک رخ داده است.
مراحل برنامه نویسی با VB:
۱-طراحی رابط کاربر
۲- رویدادهایی که قطعات باید پاسخ دهند.
۳-نوشتن روالهای رویدادها
مرحله اول در برنامه نویسی VB طراحی رابط کاربر است در این مرحله شما اندازه پنجره،قطعات (اشیاء) روی پنجره ، تعداد پنجره و … را تنظیم می کنید.مثلا شکل زیر یک رابط کاربر در VB است که یک پنجره به نام form1 دارد با دو جعبه متن ،دو برچسب و یک دکمه خروج .
در مرحله دوم رویدادهایی را که باید قطعات پاسخ دهند تعیین می کنیم.مثلا رویداد Click برای دکمه Exit.
در مرحله سوم روال پاسخ گویی به رویداد نوشته می شود. یعنی کد نویسی رویدادها در این مرحله می باشد.در مرحله سوم طراحی ساختیافته را که قبلا توضیح دادیم بکار می بریم اگر روال پاسخ گویی قابل تقسیم به چند قسمت بود آن را به چندین بخش تقسیم کرده و می نویسیم . مراحل تقسیم هم مرحله به مرحله از بالا به پایین می باشد. به مثال صفحه ۳ رجوع کنید.
روالها به صورت زیر نوشته می شوند برای نوشتن کد روال قطعه یا کنترل دکمه روی Exit دابل کلیک می کنیم در این مثال سطر ۱ و ۳ جزو خاصیتRAD بوده که توسط VB ایجاد می شود و نیاز نیست شما آن را بنویسید سطر دوم هم کد روال است .این کد یک دستور جهت خروج از برنامه می باشد.
۱)Private sub Exit_Click( )
۲) End کد برنامه
۳)End Sub

برنامه نویسی ساخت یافته
در دهه ۱۹۶۰ میلادی تولید بسیاری از نرم افزارها با مشکل مواجه شدند زمانبندی تولید نرم افزار به تاخیر می افتاد هزینه ها بالا بود و در نتیجه بودجه تولید نرم افزار افزایش می یافت و نرم افزار تولیدی نیز از قابلیت اعتماد بالایی برخوردار نبوده است. تولید کنندگان نرم افزار به این نتیجه رسیدند که تولید نرم افزار مشکل تر از چیزی است که در مورد آن تصور می شد. تحقیقاتی که برای برطرف کردن مشکلات به عمل آمد منجر به برنامه نویسی ساخت یافته شد. برنامه نویسی ساخت یافته روش منظمی برای نوشتن برنامه ها است و منجر به نوشتن برنامه هایی می شود که خوانایی آنها بالا است تست واشکال زدایی آنها راحت تر و اصلاح آنها آسان تر است.
در برنامه نویسی ساخت یافته برنامه به صورت مجموعه ای از فعالیت ها تصور می شود که باید بر روی داده ها انجام شوند. در این روش هر مسئله پیچیده ای به مجموعه ای از مسئله های کوچکتر تقسیم می شود تا اینکه قابل درک باشند. به عبارت دیگر برنامه نویس سعی می کند رویه هایی بنویسد که نیازمندی های سیستم را برآورده کنند.
برنامه نویسی ساخت یافته روشی موفق برای حل مسائل پیچیده است اما مشکلات خاص خودش را دارد. در این روش داده ها از فعالیت ها (متدهایی) که آنها را پردازش می کنند جدا است. وقتی حجم داده ها زیاد می شود نگهداری آنها مشکل می گردد. هرچه بیشتر با داده ها کار می کنید با مشکلات بیشتری مواجه می شوید.
معروفترین زبانهای برنامه سازی که برای برنامه نویسی ساخت یافته طراحی شدند عبارت اند از : پاسکال و زبان c. پاسکال زبان مناسبی برای آموزش برنامه نویسی است زبان c به دلیل ویژگی های خاص خودش محبوبیت زیادی در دانشگاه ها و خارج از دانشگاه ها پیدا کرده است.
برنامه نویسی شئ گرا
برنامه نویسی شئ گرا شیوه نوینی است که قطعات نرم افزاری را ایجاد می کند که در برنامه های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. همانطور که کامپیوتر از قطعات سخت افزاری ساخته می شود در برنامه نویسی شئ گرا برنامه از قطعات نرم افزاری ساخته می شود. به این ترتیب سرعت تولید نرم افزار افزایش می یابد. قابلیت خوانایی برنامه هایی که در این روش نوشته می شوند بالا بوده تست عیب یابی و اصلاح آنها آسان است.
با بعضی از اصطلاحات مهم در برنامه نویسی شئ گرا شروع می کنیم. به دنیای اطراف خود بنگرید به هر جا که نگاه کنید اشیایی را می بینید : مردم حیوانات گیاهان اتومبیل ها هواپیماها کامپیوترها و مانند آنها. انسان بر اساس اشیا فکر می کند ما توانایی عجیبی از انتزاع داریم که ما را قادر می سازد تا به جای اینکه تصاویر صفحه نمایش را به صورت نقاط منفردی از رنگ ها ( که در گرافیک پیکسل نامیده می شود ) در نظر بگیریم آنها به عنوان اشیایی مثل مردم هواپیماها درخت ها و کوهها تصور کنیم. در صورت لزوم می توانیم به جای اینکه به ذرات شن فکر کنیم به ساحل فکر کنیم و به جای اینکه به درخت ها فکر کنیم به جنگل فکر کنیم و به جای اینکه به آجرها فکر کنیم به ساختمان فکر کنیم.
اشیا را می توان به دو دسته تقسیم کرد : اشیای بی جان و اشیای جاندار. اشیای جاندار زنده اند حرکت می کنند و کارهایی را انجام می دهند. اشیای بی جان مانند سنگ ، به نظر نمی رسند که کاری انجام دهند. تمام اشیا ( چه جاندار و چه بی جان ) چیزهای مشترکی دارند. آنها صفاتی مثل اندازه شکل و وزن دارند و همه آنها رفتارهایی را از خودشان نشان می دهند. به عنوان مثال توپ می غلتد بالا پایین می رود پر باد می شود یا باد آن خالی می شود. بچه گریه می کند می خندد می خوابد راه می رود و چشمک می زند. اتومبیل شتاب می گیرد ترمز می کند و روشن می شود و حوله آب را خشک می کند.
انسان اشیا را از طریق مطالعه صات و مشاهده رفتار آنها می شناسد. ممکن است اشیای مختلف صفات مشابهی داشته باشند و رفتارهای یکسانی را از خودشان نشان دهند. به عنوان مثال می توان بچه ها و بزرگترها را با هم و با انسان را با حیوان مقایسه کرد و اتومبیل سواری و کامیون نیز چیزهای مشترکی دارند.
هدف زبان های برنامه سازی شئ گرا از جمله c++ این است که اشیای دنیای واقعی را مدلسازی می کنند. برای این کار از مفهوم کلاس استفاده می نمایند. مثل کلاسی از وسایل نقلیه کلاسی از دانشجویان و کلاسی از درختان.

(فایل کامل این پروژه ۴۹ ( چهل و نه) صفحه word همراه با منابع و ماخذ می باشد.)

در تمامی ساعات شبانه روز >> پرداخت آنلاین و دانلود آنی فایل پس از پرداخت.