Johdatus oliopohjaiseen ajatteluun

1. Johdatus oliopohjaiseen
ajatteluun
Pasi Kellokoski

2. Mitä on oliokeskeisyys?
 Oliolähestymistavan tavoitteena on sovelluskehitystyön
tuottavuuden ja laadun kohottaminen
 Oliolähestymistapa (eli oliokeskeisyys) tarkoittaa kehittämis- ja
ohjelmointiparadigmaa, jonka mukaan todellisuus nähdään
joukkona toisiinsa vuorovaikutuksessa olevia olioita
(Koskimies, 1995)

3. Ohjelmointiparadigmat
 Paradigma = esikuva, malli, kaava
 Ohjelmointiparadigma on tapa kuvata erilaisten järjestelmien
rakennetta ja toimintaa

4. Ohjelmointiparadigmoja
 Proseduraalinen (esim. Pascal, Ada, Modula-2, C)
 Funktionaalinen (Lisp, Scheme)
 Logiikkaohjelmointi (Prolog)
 Tietokantaohjelmointi (SQL)
 Olioperustainen (Smalltalk, C++, Java)

5. Perinteinen osittava ohjelmistokehitys
toiminnan
karkea
kuvaus
1. tarkennus-
askel
lopullinen
koodi

6. Perinteinen osittava ohjelmistokehitys (jatkoa)
 Osittava (top-down) suunnittelu toimintasuuntautunutta
 Toiminnallisuus kuvataan tarkentuvilla abstraktiotasoilla
 Tietorakenteet määritellään kun niiden rooli tulee esille
 Ohjelmisto riippuvainen ylempien tasojen ratkaisuista
 Tietorakenteet irrallisia toimintojen kohteita
 Sopii hyvin pienehköjen ohjelmien toteutukseen

7. Perinteinen osittava ohjelmistokehitys (jatkoa)
 Ongelmia
 Pieni muutos ylätasolla aiheuttaa suuria muutoksia koko
ohjelmaan (esim. käyttöliittymä)
 Heikko uudelleenkäytettävyys
 Ylläpito hankalaa

8. Olioperustainen ohjelmistokehitys
Sovellus 1
Sovelluksen
käsitemaailma
Sovellus 2
Sovellukseen liittyviä käsitteitä Luokkia ja niiden
ja niiden välisiä suhteita välisiä suhteita

9. Syitä oliopohjaiseen ajatteluun
 70-luvulla ”Ohjelmistokriisi”
 Ylläpidon ja muutosten hallinnan ongelmat
 Koodin elinikä ja uudelleenkäyttö

10. Syitä oliopohjaiseen ajatteluun (jatkoa)
 Ohjelmiston kokonaiskustannukset:
 30-50% rakentaminen, 50-70% ylläpito
 Ylläpitokustannukset
 42% käyttäjien uusia vaatimuksia
 17% tietoesitysten muutoksia
 12% hätäkorjauksia
Rutiinikorjauksia
 9% rutiinikorjauksia
Hätäkorjauksia
Käyttäjien uusia
vaatimuksia
Tietoesitysten
muutoksia

11. Syitä oliopohjaiseen ajatteluun (jatkoa)
 Uudet vaatimukset johtavat ohjelmiston rakenteen
muuttamiseen
 Yleisrakenne riippumattomaksi
 Toiminnallisista muutoksista
 Tietoesitysten muutoksista
 Pieni vaatimusmuutos <-> pieni koodimuutos

12. Syitä oliopohjaiseen ajatteluun (jatkoa)
 Ohjelmiston rakentamiskustannukset
 Ohjelmistot suuria, monimutkaisia ja vaativia
 Ohjelmistokomponenttien uudelleen käytettävyys
 Alentaa kustannuksia
 15% uusista ohjelmistoista uutta koodia, 85% muokattu vanhasta
 Uudelleenkäytön tuki

13. Syitä oliopohjaiseen ajatteluun (jatkoa)
 Vastaa hyvin reaalimaailman konkreettisia ja abstrakteja asioita
 Olioperustainen ohjelma simuloi tapahtumia
 Suora liitäntä todellisuuteen
 Ominaisuudet
 Käyttäytyminen
 Palvelut

14. Syitä oliopohjaiseen ajatteluun (jatkoa)
 Toiminnan muutos EI aiheuta syvällisiä muutoksia ohjelmaan
 Muutoskohdat helppo löytää
 Ohjelmiston rakentaminen systemaattinen hallittava prosessi
 Koodin uudelleenkäyttö helpompaa

15. Syitä oliopohjaiseen ajatteluun (jatkoa)
 Kuitenkin muistettava että:
 Uudelleenkäytettävyys huomioitava suunnittelussa
 Olioperustainen ohjelmistokehitys voi viedä enemmän aikaa

16. Syitä oliopohjaiseen ajatteluun (jatkoa)
 Sopii kaikkiin sovelluksiin
 Ei tehokkuushäviöitä
 Ohjelmointikulttuuri (kielet, ohjelmointiympäristöt, kirjastot,
analysointi- ja suunnittelumenetelmät, suunnittelumallit,
sovelluskehykset, CASE-välineet...)

17. Olioparadigman historiaa
 V. 1966: Simula (Dahl, Nygaard) (object-oriented programming)
 V. 1972: Smalltalk (Kay, Xerox), termi ’object-oriented’ tuli
yleisemmin käyttöön
 V.1972: Boochin menetelmä: object-oriented design
 1980-luvun puolivälistä alkaen uusia olio-ohjelmointikieliä: C++,
Eiffel, Oberon-2
 1980-luvun puolivälistä alkaen ensimmäisiä kaupallisia
oliotietokantoja
 Käynnistettiin useita konferenssisarjoja: (OOPSLA, ECOOP,
TOOLS)

18. Olioparadigman historiaa (jatkoa)
 1980-luvun lopussa menetelmiä, jotka kattavat myös
määrittelyn: OOA, OOSE
 1990-luvulla: object-oriented domain analysis, olio-
ohjelmistojen testaus, oliopohjaiset CASE-välineet

19. Olioperustaisuus tänään
 Suunnittelumenetelmät käytössä (esim. OMT, OMT++, Octopus)
 Ohjelmistokehitysprosessit käytössä (RUP ym.)
 CASE-välineet käytössä (Rational Rose, Select ym.)
 Oliokielet käytössä (Java, C++, Smalltalk ym.)
 Ohjelmointiympäristöt markkinoilla (MS Visual C++, Symantec
Visual Café ym.)

20. Olioperustaisuus tänään (jatkoa)
 Yleisesti: oliolähestymistapa on levinnyt mm. ohjelmointiin,
tietojärjestelmien suunnitteluun, tietojärjestelmien analyysiin,
liiketoimintojen analyysiin, strategiseen suunnitteluun

21. Olioperustaisuus tänään (jatkoa)
 Oliotaitoja tarvitaan useissa tehtävissä (ohjelmointi, testaus,
tietokannat, ohjelmistoarkkitehtuurit, käyttöliittymät,
määrittely…)
 Eri kehitysympäristöissä (Windows, sulautettu, web…)
 Eri toimialoilla (e-business, tietoliikenne, langattomat
päätelaitteet…)

22. Olioajattelu
 Ohjelmiston rakentamisesta tulee systemaattinen, hallittavissa
oleva prosessi, jossa sovelluksen käsiteanalyysistä johdetaan
vähitellen ajettavissa oleva koodi

23. Oliosuuntautuneisuuden tausta
 Käsitteemme muodostuvat havainnointimme perustalta
 Käsitteitä muodostuu todellisista ja kuvitteellisista
todellisuuden ilmentymistä

24. Abstrahointi
 Periaate, jonka mukaan nostetaan esille ongelman kannalta
relevantit piirteet ja jätetään huomiotta epärelevantit
 Tehdään tarkastelukohteen yksinkertaistamiseksi tiettyä
tarkoitusta varten
 Saadaan muodostetuksi yleiskäsitteitä
 Mallinnetaan todellisuutta

25. Olio
 Rajattavissa ja yksilöitävissä oleva asia tai käsite, joka on
merkityksellinen käsillä olevan tarkastelun kannalta
 Ympäristöstä erottuva kokonaisuus, jolla oma identiteetti,
sisäinen rakenne ja suhteet tiettyyn ympäristöön
 Teknisessä mielessä ohjelman strukturoinnin perusyksikkö,
joka ei ole puhtaasti toiminnallinen (esim. aliohjelma) tai
puhtaasti tietoa sisältävä (esim. tietue), vaan sisältää molempia
ominaisuuksia

26. Olio (jatkoa)
 Sisältää
 Tietoja
 Toimintoja
 Tällaista tiedon ja siihen liittyvien toimintojen pakkaamista
yhdeksi kokonaisuudeksi kutsutaan ohjelmistotekniikassa
usein kapseloinniksi

27. Proseduraalinen ohjelmointi
vs. olio-ohjelmointi
tietorakenteet + toimintorakenne
kapselointi olio = tieto + toiminnot

28. Olio (jatkoa)
 Pystyy suorittamaan tietyt tälle oliolle ominaiset toiminnot eli
operaatiot
 Pystyy tallettamaan tietoa olion attribuutteihin
 Oliolla on sen yksilöivä viite
 Suojattu kokonaisuus, jonka käyttö on rajattu tiettyihin
muotoihin

29. Olio (jatkoa)
 Kuuluu aina johonkin luokkaan, mutta vain yhteen luokkaan

30. Attribuutti
 Olion pystyy tallettamaan tietoa olion attribuutteihin
 Attribuutti kuvaa luokkaan kuuluvien olioiden ominaisuutta
(esim. nimi, ikä, paino)
 Attribuuttien arvojen yhdistelmiä kutsutaan olion tiloiksi

31. Operaatio
 On olioon kohdistuva tai olion suorittama toimenpide
 Tehtävät, joista olio on vastuussa
 Mitä tehdään
 Operaatiot ovat tyypillisesti
 Olion tilaa muuttavia
 Tilaa tutkivia
 Olion osille tietyn toiminpiteen tekeviä toimintoja

32. Oliot ja viestit
 Oliot kommunikoivat keskenään lähettämällä viestejä
(palvelupyyntöjä) toisilleen
 Viesti toimii eräänlaisena herätteenä, joka saa vastaanottavan
olion käynnistämään viestissä viitatun operaation suorituksen
 Oliokeskeinen tietojärjestelmä mallinnetaan palvelujen
tarjoajina ja käyttäjinä, jotka tekevät keskenään yhteistyötä
tietojärjestelmän vastuun täyttämiseksi
 Palvelua käyttävä olio ei tunne palvelun tarjoajan sisäistä
rakennetta

33. Terminologiaa
 Täydellisesti olioperustainen ohjelma
 Kaikki toiminta olioiden operaatioissa
 Kaikki data olioiden attribuuteissa tai operaatioissa paikallisena
 Puhdas oliokieli
 Kieli, jossa ohjelmat ovat aina täydellisesti olioperustaisia
 Juuriolio
 Olio, joka luodaan ensin ja joka luo muut oliot (suoraan tai
välillisesti)

34. Terminologiaa (jatkoa)
 Moniparadigmakieli
 Tukee usean eri ohjelmointiparadigman käsitteitä
 Ohjelmoija voi valita haluamansa välineet
 Hybridikieli
 Perinteinen ohjelmointikieli, johon on lisätty olioperustaisen
ohjelmoinnin vaatimat mekanismit

35. Terminologiaa (jatkoa)
 Oliotyyppejä
 Passiivinen olio: olio toimii vain silloin kun sen palveluja pyydetään
 Aktiivinen olio: olio on jatkuvasti toimiva prosessi, joka toimii muiden
olioiden kanssa rinnakkain
 Koosteolio: oliolla on osinaan toisia olioita osa- tai asiakassuhteessa
 Alistettu olio: toisen olion attribuuttina oleva kokonainen olio (eikä vain
viite)

36. Olioiden elinikä
 Oliotyyppejä eliniän mukaan:
 Väliaikainen olio: häviää kun sen tehtävä on suoritettu (esim.
tyyppimuunnoksien yhteydessä)
 Alistettu olio: häviää kun isäntäolio häviää
 Paikallinen olio: häviää kun ko. aktivaatio päättyy
 Vapaa olio: häviää roskien keruussa tai erikseen tuhottaessa
 Staattinen olio: häviää sovelluksen päättyessä
 Pysyvä olio eli kantaolio: pysyvät sovelluksesta riippumatta

37. Miten löydän oliot?
 Fyysiset oliot (talo, hevonen, auto)
 Käsitteet (maksuaikatalu, juna-aikataulu)
 Roolit (operaattori, käyttäjä, työntekijä)
 Tapahtumia (keskeytys, hälytys, varaus)
 Paikkoja (toimisto, valvomo)
 Etsi siis substantiiveja! Älä ole liian kriittinen!

38. Järkevien olioiden etsintä
 Karsi synonyymit
 Jätä pois epäolennaiset ja epämääräiset
 Jätä pois attribuutit
 Unohda toteutuskäsitteet (listat, pinot jne.)
 Karsi pois käyttöliittymäelementit, niiden aika on myöhemmin

39. Eri tyyppisiä olioita
 Tekninen olio (Merkkijono, Lista)
 Käyttöliittymäolio (Ikkuna, Painike)
 Liiketoimintaolio (Tilaus, Maksu, Asiakas)
 Toimialueen olio (Operaattori, Tilaaja, Palvelu, Yhteys)
 ...

40. Esimerkki
 Short Message System
 Mitä olioita järjestelmässä?
 ”Mikä Häkkinen” (Lähettäjä)
 ”Michael Schumacher” (Vastaanottaja)
 ”Ilmoja pidellyt. Terveisin Mika.” (SMS viesti)
 Nokia 6110 (Puhelin)
 Pentium III (Tietokone)
 Kaverit (Ryhmä)
 Soneran GSM-verkko (Verkko)

41. Historiaa: abstraktit tietotyypit
 70-luvulla käytettiin abstrakteja tietotyyppejä, mm.
ohjelmointikielissä Ada ja Modula-2
 Abstrakteissa tietotyyppien idea ohjelmistojen
modularisoinnista osaksi sama kuin olioperustaisessa
ajattelussa

42. Abstrakti tietotyyppi
 Määrittelee ilmentymiin sovellettavat kutsumuodot
 Ei niiden toteutustapaa
 Kapselointimekanismi
 Rajapinta
 Toteutus esim. moduulina
 Liittymä: tyypille sovellettavat operaatiot
 Runko: toteutus, ei näy ulos

43. Abstrakti tietotyyppi (jatkoa)
 Ohjelmiston ”sisäinen käyttöliittymä” ohjelmiston
komponenteille
 Kytkimet, napit <-> operaatiot
 Mittarit, lamput <-> arvon palautus
 Ei tarvitse välittää "sisäisistä kytkennöistä"

44. Abstraktien tietotyyppien etuja
 Vähentää osien riippuvuuksia toisistaan
 Rakennettavuus
 Ylläpidettävyys
 Toteutus voidaan vaihtaa muuttamalla sisäistä osaa

45. Olio vs. abstrakti tyyppi
 Olio vs. abstrakti tyyppi
 Tiedot ja toiminta yhteen
 Tarjottavat palvelut
 Suojaus

46. Luokka
 Oliokielissä olioiden piirteet (attribuutit ja operaatiot)
määritellään tavallisesti olion luokassa
 Luokka = malli, muotti tai aihio, jonka mukaisia olioita voidaan
luoda
 Olio = luokan ilmentymä

47. Luokka (jatkoa)
 Luokka kertoo, mitä attribuutteja ja operaatioita luokan
ilmentymillä on
 Jokaisella tietyn luokan ilmentymällä on samat attribuutit ja
operaatiot, vain attribuuttien arvot vaihtelevat
 Jokaisella oliolla on yksikäsitteinen luokka, jonka mukaan olio
on luotu

48. Luokka (jatkoa)
 Kuvaa joukkoa , joka muodostuu rakenteeltaan ja
käyttäytymiseltään (yleisesti ominaisuuksiltaan) samanlaisista
olioista (esim. Asiakas,Työntekijä, Osasto)
 Olioluokat muodostavat hierarkian, jossa on yliluokkia (esim.
Työntekijä) ja niiden aliluokkia (esim. Projektipäällikkö,
Suunnittelija, Ohjelmoija)

49. Luokka (jatkoa)
 Tarjoaa eräänlaisen sisäisen käyttöliittymäkuvauksen luokan
ilmentymille
 Luokka on staattinen, käännösaikainen käsite
 Olio on dynaaminen, ajonaikana (luokasta) luotava rakenne

50. Olion luominen
2 a
Luokka C
p
int a; luonti
int a;
void p() {...}
Luokan C
void p() {...} ilmentymä
luonti
3 a
p
Luokan C
ilmentymä

51. Olion rakentaja
 Olio luodaan luontioperaatiolla
 Rakentaja = olion operaatio, jonka olio suorittaa
automaattisesti ensimmäisenä toimenpiteenään
 Alustaa olion attribuutit
 Oletusrakentaja tai ohjelmoijan määrittämä

52. Olion purkaja
 Purkaja = olion operaatio, jonka olio suorittaa automaattisesti
viimeisenä toimenpiteenään
 Suorittaa toimenpiteitä, jotka ovat välttämättömiä ennen olion
hävittämistä (esim. resurssien vapauttaminen)

53. Esimerkki - Luokka Ihminen
 Attribuutteja  Operaatioita
 Nimi  Kävele
 Lempinimi  Juokse
 Syntymäaika  Syö
 Pituus  Juo
 Paino  Nuku
 Syntymäpaikka  ...
 Asuinpaikka
 ...

54. Esimerkki - Olio Teemu Selänne
 Attribuutteja  Operaatioita
 Nimi: Teemu Selänne  Kävele
 Lempinimi: The Finnish Flash  Juokse
 Syntymäaika: 3.7.1970  Syö
 Pituus: 183 cm  Juo
 Paino: 93 kg  Nuku
 Syntymäpaikka: Helsinki  ...
 Asuinpaikka: Anaheim
 ...

55. Esimerkki - Luokka Kaupunki
 Attribuutteja  Operaatioita
 Nimi  ...
 Pinta-ala
 Väkiluku
 Väestöntiheys
 Veroprosentti
 Työttömyysaste
 ...

56. Esimerkki - Olio Tampere
 Attribuutteja  Operaatioita
 Nimi: Tampere  ...
 Pinta-ala: 522,7 km2
 Väkiluku: 195 000
 Väestöntiheys: 370 henkilö/km2
 Veroprosentti: 17,25
 Työttömyysaste: 15,4 %
 ...

57. Esimerkki - Olio Helsinki
 Attribuutteja  Operaatioita
 Nimi: Helsinki  ...
 Pinta-ala: 686 km2
 Väkiluku: 550 000
 Väestöntiheys: 2976
henkilöä/maa-km2
 Veroprosentti: 16,5
 Työttömyysaste: 7,3 %
 ...

58. Esimerkki - Luokka Auto
 Attribuutteja  Operaatioita
 Merkki  Kaasuta
 Malli  Jarruta
 Ovet  Vaihda vaihde
 Vaihteet  Käännä oikealle
 Moottori  Käännä vasemmalle
 Teho  ...
 Huippunopeus
 Kulutus
 Rekisterinumero
 ...

59. Esimerkki - Olio Auto X
 Attribuutteja  Operaatioita
 Merkki: Chrysler  Kaasuta
 Malli: PT Cruiser Classic  Jarruta
 Ovet: 5  Vaihda vaihde
 Vaihteet: Manuaali  Käännä oikealle
 Moottori: 2000 ccm  Käännä vasemmalle
 Teho: 104 kW  ...
 Huippunopeus: 190 km/h
 Kulutus: 7 - 8.7 - 11.5 l/100km
 Rekisterinumero ABC-123
 ...

60. Luokkaehdokkaiden löytäminen
 Reaalimaailman ja erityisesti sen rajatun alueen, kohdealueen,
analysointi
 Lähteitä kohdealueen analysointiin
 Kirjallinen aineisto: toimintakertomukset, raportit ja muistiot,
liiketoiminnan kuvaukset
 Käyttäjien ja muiden kohdealueen asiantuntijoiden haastattelu
 Protoilu
 Reaalimaailman havainnointi
 Paljon käytetty tapa luokkaehdokkaiden löytämiseen:
substantiivien alleviivaus tekstissä
 Luetteloi luokkaehdokkaat

61. Luokkaehdokkaiden arviointi / analyysi
 Kriteereitä luokkaehdokkaiden arvioimiseksi
 Ovatko luokan oliot reaalimaailman olioita vs. teknisiä oliota
 Luokan sisällön määrittely
 Olioilmentymien tarkastelu
 Yksilöivän avaimen määrittely
 Olion attribuuttien etsiminen (attribuutti vai luokka?)
 Olion tarjoamien palvelujen arviointi
 Kapselointiratkaisujen arviointi
 Kriittinen suhtautuminen --> jos 1 : 1, tarvitaanko molempia?

62. Luokkaehdokkaiden arviointi / analyysi
 Luokka on epäilyttävä, jos
 Luokassa ei ole operaatioita
 Luokka = operaatio
 Luokka perii tietorakenteita, joita se ei käytä
 Luokkaa on vaikea nimetä
 Luokka on suuri (satoja rivejä – riippuu tilanteesta...)
 Luokan palveluja ei käytetä
 Operaatiot käsittelevät erillisiä attribuuttijoukkoja
 Luokassa on samankaltaista operaatiokoodia kuin jossakin
muussa luokassa

63. Luokkien nimeäminen
 Kohdealueen terminologiaan kuuluvat, yleisesti hyväksytyt
nimet, mikäli mahdollista
 Käytä luokan nimenä joko substantiivia tai adjektiivia ja
substantiivia
 Käytä luokan nimenä yksikössä oleva sanaa
 Käytä täsmällisiä ja kuvaavia ilmaisuja, vaikka ne olisivatkin
hieman pidempiä
 Ei numeroita

64. Esimerkki - Pankkiautomaatti
 Luokkia
 Asiakas
 Pankkiautomaatti
 Pankki
 Pankkikortti
 Käteinen
 Pankin tietoliikenneverkko
 Pankin keskustietokone
 Pankkitili
 Transaktio
 ...

65. Esimerkki -
Kurssille rekisteröitymisjärjestelmä
 Luokkia
 Kurssi
 Kurssitoteutus
 Opiskelija
 Opettaja
 Luokka
 Tentti
 Rekisteröityminen
 Kurssin arvosana
 ...

66. Esimerkki - Tekstiviestijärjestelmä
 Luokkia
 Lähettäjä
 Vastaanottaja
 SMS viesti
 Puhelin
 Tietokone
 Ryhmä
 Verkko
 ...

67. Periytyminen
 Luokka voi periä toisen luokan ominaisuudet eli olemassa
olevaa luokkaa voidaan jalostaa erikoistuneemmaksi
 Perintärelaatiossa perittyä luokkaa kutsutaan yliluokaksi ja
johdettua luokkaa aliluokaksi

68. Luokkahierarkia
a piirteet:: a, b
b
Luokka A
Luokka A
piirteet:: a, b, c c d piirteet:: a, b, d, e
e
Luokka BB Luokka C
Luokka Luokka C
f piirteet:: a, b, d, e, f
Luokka D
Luokka D

69. Periytyminen (jatkoa)
 Keskeisiä käsitteitä
 Yleistäminen: määritellään luokalle yleisempi yliluokka
 Erikoistaminen: määritellään tietylle tapaukselle erikoistettu
aliluokka
 Olion perusluokka: luokka, jonka ilmentymänä olio on luotu
 Yliluokka, aliluokka
 Esi-isä, jälkeläiset

70. Luokkahierarkia ja kerroksittaisia olioita
A
A
A A
B
B C
C
C C
C-olio
D
D
D
F
F-olio
E
E F
F

71. Periytyminen (jatkoa)
 Tavoitteita
 Koodin uudelleenkäyttö
 Inkrementaalinen ohjelmistokehitys
 Käsitteelliseen mallintamiseen perustuva ohjelmistokehitys
 Periytymisen merkitys
 Pragmaattinen näkökulma: koodin uudelleenkäyttö,
inkrementaalisuus
 Käsitteellinen näkökulma: käsitteellisesti oikein olevat yleistys-
erikoistus-suhteet

72. Periytyminen - esimerkkejä
Henkilö
sosiaaliturvatunnus
nimi
ikö
pituus
paino
osoite
puhelinnumero
kotipaikka
Työntekijä
henkilönumero
työsuhteen alkamispäivä
työsuhteen loppumispäivä
kuukausipalkka
työosoite
työpuhelinnumero
osasto
Ohjelmoija Suunnittelija Päällikkö Asiantuntija
Projektipäällikkö Ryhmäpäällikkö Tietokanta-asiantuntija Käyttöliittymäasiantuntija Menetelmäasiantuntija

73. Periytyminen - esimerkkejä (jatkoa)
Alkoholijuoma
nimi
hinta
tuotenumero
kuvaus
alkoholipitoisuus
alkuperämaa
pullokoko
pakkauskoko
valmistaja
Viini Juomasekoitus Likööri Katkero Olut Siideri Long drink Glögi

74. Periytyminen - esimerkkejä (jatkoa)
Alkoholijuoma
nimi
hinta
tuotenumero
kuvaus
alkoholipitoisuus
alkuperämaa
pullokoko
pakkauskoko
valmistaja
Olut
oluttyyppi
IV A-olut Vahva olut III olut

75. Periytyminen - esimerkkejä (jatkoa)
 Eläin
 Kissa, Ankka, Koira…
 Spanieli, Collie...
 Kulkuneuvo
 Juna, Moottoripyörä, Polkupyörä, Auto…
 Bussi, Henkilöauto, Kuorma-auto, Traktori…
 Lehti
 Perhelehti, Naistenlehti, Miestenlehti, Sarjakuvalehti...
 Korkeajännitys
 Ilmojenkorkeajännitys, Merten korkeajännitys, Aavikon
korkeajännitys, Viidakon korkeajännitys...

76. Importointi vs. periytyminen
 Importointi
 Keskinäiset käyttösuhteet
 Mahdollisuus viitata kirjastoon
 Käännettävä ja ladattava
 Periytyminen
 Luodaan uusi tyyppi (luokka)
 Sama käyttäytymismalli
 Lisätyt tai muutetut käyttäytymismuodot
 Voi edellyttää importoinnin käyttöä (yli-aliluokka viittaukset)

77. Suojaukset
 Yleensä perityt piirteet perijän käyttöön
 Mahdollisuuksia rajoituksiin (Java, C++)
 Jos luokka esittelee samannimisen piirteen se peittää perityn
 Samoin operaation uudelleenmäärittely
a
b
c

78. Yksittäisperiytyminen
 Jokaisella luokalla on enintään yksi yliluokka
 Luokkahierarkia on puu
 Oliokielissä Java ja Smalltalk ainoastaan yksittäisperiytyminen
on mahdollista

79. Moniperiytyminen
 Olioilla voi olla useita rinnakkaisia yliluokkia
 Luokkahierarkia on syklitön verkko
(luokka ei voi periä itseään suoraan tai epäsuorasti)
 Käytännössä ongelmallinen ja vaikeasti miellettävä
 Hyödyllinen koodin uudelleenkäytössä
 Javassa vain abstraktien rajapintojen moniperiytyminen
 Grady Booch: ”Moniperiytyminen on kuin laskuvarjo. Yleensä
et sitä tarvitse, mutta se on hyvä olla olemassa.”

80. Moniperiytyminen (jatkoa)
 Moniperiytymisen käyttötavat
 Käsitteellinen moniperiytyminen
 Moniperiytyminen käsitteellisesti oikein, kuvaa luokkien välisiä
todellisia suhteita
 Pragmaattinen moniperiytyminen
 Väline koodin uudelleenkäyttöön

81. Moniperiytymisen ongelmia
 Monimutkaiset periytymissuhteet, vaikea hallita
 Nimikonfliktit
 Perii samannimisen ominaisuuden eri teitä
 Kumpi voimassa?
 Ratkaisuja
 Kielletty
 Uudelleennimeäminen
 Yhdistyminen

82. Moniperiytymisen ongelmia (jatkoa)
 Sama luokka peritään useaan kertaan
 Toistuva periytyminen
 Esim. henkilötiedot Kuljettajalta ja Rahastajalta Taksinkuljettajalle
 Kahdentuminen
 Erotteleva moniperiytyminen
 Vain kertaalleen
 Yhdistävä moniperiytyminen
 Ratkaisuja
 Kielletään
 Kieli tai ohjelmoija määrittelee ratkaisun

83. Moniperiytyminen (jatkoa)
 Oletetaan, että käsitteisiin liittyvät ominaisuudet:
 Kuljettaja:
 Ajokortin laatu (Integer-koodi)
 Ajokortin myöntämisvuosi
 Rahastaja:
 Tilitysnumero
 Tilitysvirheitä (Boolean)
 Bussissa on erikseen henkilö, joka toimii rahastajana, mutta
taksissa kuljettaja rahastaa. Näin ollen "Bussinkuljettaja" on
"Kuljettajan" erikoistapaus, kun taas "Taksinkuljettaja" on sekä
eräänlainen "Kuljettaja" että eräänlainen "Rahastaja".

84. Moniperiytyminen (jatkoa)
ajokortti ajokortti
virheitä
myöntö- tilitys-
vuosi numero
Kuljettaja
Kuljettaja Rahastaja
Kuljettaja
alue
Taksinkuljettaja

85. Toistuva periytyminen
 Toistuvassa periytymisessä sama attribuutti peritään useita
reittejä pitkin
 Erotteleva periytyminen
 Molemmat perityt attribuutit ovat olemassa
 Yhdistävä periytyminen
 Luokka perii piirteen vain kerran

86. Toistuva periytyminen (jatkoa)
nimi nimi nimi
Henkilö Henkilö Henkilö
ajokortti ajokortti
virheitä ajokortti ajokortti
virheitä
myöntö- tilitys- myöntö- tilitys-
vuosi numero vuosi numero
Kuljettaja
Kuljettaja Rahastaja
Kuljettaja Kuljettaja
Kuljettaja Rahastaja
Kuljettaja
alue alue
Taksinkuljettaja Taksinkuljettaja

87. Luokkahierarkian linearisointi
A
A B
B A
A
B
B
C
C
C
C
A
A
B
B
luokkahierarkian linearisointi C
C

88. Myöhäinen sidonta
 Aikainen sidonta
 Aliohjelman kutsu liitetään käännösaikana määrittelyyn
 Kutsuttava koodi tiedossa tuottamisvaiheessa
 Myöhäinen sidonta
 Oliokielissä
 Toteutustapa tarkennetaan jälkeläisluokissa

89. Virtuaalioperaatiot
 Virtuaaliset operaatiot
 Avoin virtuaalioperaatio
 Ilman runkoa
 Runko jälkeläisluokissa
 Luokalla ei voi olla ilmentymiä: abstrakti luokka
 Kiinnitetty virtuaalioperaatio
 Sisältää (oletus) rungon

90. Avoin virtuaalioperaatio - esimerkki
Henkilö
nimi
ikä
ristiminen(nimi : String)
{abstract} tervehdi()
vanhene()
sano(viesti : String)
Mies Nainen
tervehdi() tervehdi()
kumarrus() niiaus()
sano("Moro!") sano("Hei")
kumarrus() niiaus()

91. Kiinnitetty virtuaalioperaatio - esimerkki
Henkilö
nimi
ikä
ristiminen(nimi : String)
tervehdi()
vanhene()
sano(viesti : String)
sano("Tervehdys")
Mies Nainen
tervehdi() tervehdi()
kumarrus() niiaus()
kumarrus() niiaus()

92. Virtuaalinen vs. ei-virtuaalinen
 Virtuaalinen operaatio
 + lisää uudelleenkäytön mahdollisuuksia
 + antaa mahdollisuuden muuttaa perittyjen operaatioiden
toimintatapaa
 - tekee ohjelmasta vaikeammin ymmärrettävän
 - pieni ajoaikainen rasite
 Operaation merkityksen säilyminen uudelleenmäärittelyssä?

93. Monimuotoisuus eli polymorfismi
 Ohjelmassa esiintyvä kohde voi tarkoittaa useita eri asioita
 Perustuu myöhäiseen sidontaan ja luokille määriteltyyn
yhteensopivuuteen
 Muuttujan viittaama olio voi siis olla montaa eri luokkaa
tarpeesta riippuen
h h h
Henkilö Henkilö Henkilö
Nainen Mies
Henkilö h; Henkilö h; Henkilö h;
... ... ...
h = new h = new Mies(); h = new
Nainen(); Henkilö();

94. Operaatiopolymorfismi
 Oliota pyydetään suorittamaan operaatio
 Myöhäinen sidonta → suoritus riippuu olion perusluokasta (ei
muuttujan staattisesta luokasta)
 Tiedossa vasta ajonaikana
 Kutsu aktivoi eri suorituskerroilla eri operaatioita

95. Myöhäisen sidonnan käyttötapoja
 Rajapintaluokat
 Samaan ohjelmaan erilaisia toteutuksia
 Määrittelee avoimet virtuaalioperaatiot
 Ei määrittele toteutusta
 Operaatioita voidaan kutsua
 Toteutusluokka
 Perii rajapinnan eli attribuutit ja operaatiot
 Samalla rajapintaluokalla voi olla useita toteutusluokkia

96. Myähäisen sidonnan käyttötapoja (jatkoa)
 Avoin virtuaalioperaatio kun ei riittävästi tietoa toteuttamiseen
 Ohjelmiston rakentaminen kiinnittämättä huomiota
tarpeettomiin yksityiskohtiin
 Määritysmoduulien rakentaminen
 Voidaan tehdä useita eri toteutuksia tai kiinnittää toteutus
myöhemmin

97. Monimuotoisuuden käyttötapoja
 Säiliöluokka (heterogeeniset tietorakenteet)
 Voi tallentaa mitä olioita hyvänsä
 Luokka tarkentuu jälkeläisluokaksi
 Olioiden luokka vaihtelee eri ilmentymissä
 Käyttää periytymistä
 Esim. pino, jono, verkko, puu, joukko