Принципы объектно-ориентированного программирования (ООП) лежат в основе многих современных языков программирования и архитектур программного обеспечения. ООП основывается на представлении программ как наборов объектов, взаимодействующих между собой. Основные принципы ООП включают:

1. Абстракция (Abstraction)

Абстракция — это принцип, согласно которому объект описывается только с точки зрения его существенных характеристик, а детали реализации скрываются.

Цель — упростить взаимодействие с системой, выделив только важное поведение, скрывая ненужные детали.

Пример:
Представим класс Car, у него есть методы start(), stop(), accelerate(). Внутри этих методов скрыта реализация: как работает двигатель, как обрабатывается нажатие педали — пользователю класса это знать не обязательно.

В языке программирования:
Абстракция реализуется с помощью абстрактных классов и интерфейсов:

interface Animal {
void makeSound();
}

2. Инкапсуляция (Encapsulation)

Инкапсуляция означает объединение данных (состояния) и поведения (методов) в единую сущность (класс) и ограничение доступа к внутреннему состоянию объекта.

Цель — защита данных от некорректного использования и прямого изменения извне.

Реализация:

• Поля делают private.

• Для доступа создаются get/set методы (аксессоры).

• Явно контролируется, кто и как может изменять состояние объекта.

Пример:

class BankAccount {
private double balance;
public void deposit(double amount) {
if (amount > 0) balance += amount;
}
public double getBalance() {
return balance;
}
}

3. Наследование (Inheritance)

Наследование позволяет одному классу (дочернему) использовать свойства и методы другого класса (родительского).

Цель — повторное использование кода и построение иерархий типов.

Пример:

class Animal {
void makeSound() { System.out.println("Some sound"); }
}
class Dog extends Animal {
void makeSound() { System.out.println("Woof"); }
}

Класс Dog наследует makeSound() от Animal, но может переопределить его.

Типы наследования:

• Одиночное (Single)

• Множественное (Multiple — поддерживается не во всех языках)

• Многоуровневое (Multilevel)

• Иерархическое (Hierarchical)

Внимание: Наследование должно использоваться осознанно. Избыточное или неправильное наследование может привести к сильной связанности классов.

4. Полиморфизм (Polymorphism)

Полиморфизм означает возможность объектов разных классов реагировать на одинаковые сообщения по-своему.

Цель — дать возможность использовать единый интерфейс для различных типов объектов.

Типы полиморфизма:

1. Переопределение (Override, динамический полиморфизм) — подкласс реализует метод, определённый в родительском классе.

2. Перегрузка (Overload, статический полиморфизм) — в одном классе несколько методов с одним именем, но разной сигнатурой.

Пример переопределения:

Animal a = new Dog();
a.makeSound(); // выведет "Woof", хотя тип переменной Animal

Пример перегрузки:

class Printer {
void print(String s) {...}
void print(int n) {...}
}

Плюсы полиморфизма:

• Повышает гибкость и расширяемость кода.

• Позволяет писать код, независимый от конкретных реализаций.

Дополнительные концепции, тесно связанные с ООП:

Композиция (Composition)

Композиция — это подход, при котором объект строится путём включения в себя других объектов, а не наследования.

Пример:

class Engine { ... }
class Car {
private Engine engine = new Engine();
}

Композиция предпочтительнее наследования, если "имеет" вместо "является".

Агрегация и ассоциация

• Ассоциация — простая связь между объектами (например, студент и преподаватель).

• Агрегация — слабая форма композиции (часть может существовать отдельно от целого).

• Композиция — сильная форма связи, часть не может существовать без целого.

Скрытие реализации (Information Hiding)

Похож на инкапсуляцию, но акцент на сокрытии деталей реализации, чтобы разработчики взаимодействовали через интерфейсы, не зная, как работает внутренняя логика.

Класс и объект

• Класс — шаблон, описание того, как будет выглядеть объект.

• Объект — экземпляр класса, конкретная реализация с состоянием и поведением.

Интерфейсы и абстрактные классы

• Интерфейс определяет контракт: что должен делать класс, но не как.

• Абстрактный класс может содержать как абстрактные методы (без реализации), так и обычные.

ООП предоставляет структуру для построения сложных программных систем, позволяет сократить дублирование кода, повысить читаемость и упростить сопровождение программного кода. Принципы ООП являются фундаментом многих современных фреймворков, библиотек и архитектурных паттернов.