Ana içeriğe geç

ch18-01-what-is-oo

Nesne Yönelimli Dillerin Özellikleri​

Programlama topluluğunda bir dilin nesne yönelimli olarak kabul edilmesi için hangi özelliklere sahip olması gerektiği konusunda bir görüş birliği yoktur. Rust, nesne yönelimli programlamayı da içeren birçok programlama paradigmasından etkilenmiştir; örneğin, 13. Bölümde fonksiyonel programlamadan gelen özellikleri incelemiştik. Tartışmaya değer, nesne yönelimli dillerin belirli ortak özellikleri vardır; bunlar nesneler, kapsülleme ve miras almaktır. Bu özelliklerin her birinin ne anlama geldiğine ve Rust'un bunları destekleyip desteklemediğine bakalım.

Nesneler Veri ve Davranış İçerir​

Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson ve John Vlissides tarafından yazılan Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software adlı kitap, genel olarak Dört Çetenin Kitabı olarak adlandırılır ve nesne yönelimli tasarım kalıplarının bir kataloğudur. OOP'yi şu şekilde tanımlar:

Nesne yönelimli programlar nesnelerden oluşur. Bir nesne, hem veriyi hem de o veri üzerinde işlem yapan prosedürleri paketler. Prosedürler genellikle yöntemler veya işlemler olarak adlandırılır.
— Erich Gamma et al.

Bu tanıma göre, Rust nesne yönelimlidir: struct ve enum veri içerir ve impl blokları struct ve enum'lar üzerinde yöntemler sağlar. Yöntemleri olan struct ve enum'lar nesne olarak adlandırılmasa da, Dört Çetenin nesne tanımına göre aynı işlevselliği sağlarlar.

Uygulama Ayrıntılarını Gizleyen Kapsülleme​

OOP ile genellikle ilişkilendirilen bir diğer yön kapsülleme kavramıdır; bu, bir nesnenin uygulama detaylarının o nesneyi kullanan kod tarafından erişilebilir olmaması anlamına gelir. :::tip Kapsülleme, uygulama detaylarını gizleyerek kontrol ve esneklik sağlar. Bu nedenle, bir nesne ile etkileşimde bulunmanın tek yolu, nesnenin halka açık API'si aracılığıyla gerçekleşir; nesneyi kullanan kod, nesnenin iç detaylarına ulaşarak veri veya davranışı doğrudan değiştirememelidir. Bu, programcıya bir nesnenin iç yapısını değiştirme ve yeniden düzenleme olanağı tanır; nesneyi kullanan kodun değiştirilmesine gerek kalmadan bu yapılabilir.

Kapsüllemeyi kontrol etmenin nasıl olduğunu 7. Bölümde tartıştık: pub anahtar kelimesini kullanarak, kodumuzdaki hangi modüllerin, türlerin, fonksiyonların ve yöntemlerin halka açık olması gerektiğini belirleyebiliriz ve varsayılan olarak diğer her şey gizlidir. Örneğin, i32 değerlerini içeren bir vektör barındıran bir AveragedCollection struct'ı tanımlayabiliriz. Struct ayrıca vektördeki değerlerin ortalamasını içeren bir alan içerebilir; bu, ortalamanın her isteyenin ihtiyaç duyması durumunda talep üzerine hesaplanmasına gerek kalmadığı anlamına gelir. Diğer bir deyişle, AveragedCollection bizim için hesaplanmış ortalamayı önbelleğe alacaktır.

Aşağıdaki liste, 18-1 numaralı listedeki AveragedCollection struct'ının tanımını göstermektedir:

{{#rustdoc_include ../listings/ch18-oop/listing-18-01/src/lib.rs}}

Struct, diğer kodların kullanabilmesi için pub olarak işaretlenmiştir, ancak struct içindeki alanlar özel kalır. Bu, bir değer listeden eklendiğinde veya çıkarıldığında ortalamanın da güncellenmesini sağlamak istediğimiz için önemlidir. Bunu struct üzerinde add, remove ve average yöntemlerini uygulayarak yaparız; bunlar 18-2 numaralı listede gösterilmektedir:

{{#rustdoc_include ../listings/ch18-oop/listing-18-02/src/lib.rs:here}}

Halka açık add, remove ve average yöntemleri, AveragedCollection örneğindeki verilere erişmenin veya değiştirenin tek yoludur. Bir öğe add yöntemi kullanılarak liste eklendiğinde veya remove yöntemi kullanılarak çıkarıldığında, her birinin uygulamaları özel update_average yöntemini çağırarak average alanını da güncelleyerek işlem yapar.

list ve average alanlarını özel bıraktığımız için, dışarıdaki kodun doğrudan list alanına öğeler ekleyip çıkarması mümkün değildir; aksi takdirde list değiştiğinde average alanı senkronize olmaktan çıkabilir. average yöntemi, average alanındaki değeri döner; dış kodun average değerini okumasına izin verir, ancak değiştirmesine izin vermez.

Kapsülleme, uygulama detaylarını gizleyerek gelecekte veri yapısındaki değişiklikleri kolaylaştırır.

AveragedCollection struct'ının uygulama detaylarını kapsüle ettiğimiz için, gelecekte veri yapısı gibi yönleri kolayca değiştirebiliriz. Örneğin, list alanı için bir HashSet kullanabiliriz. add, remove ve average halka açık yöntemlerinin imzaları aynı kaldığı sürece, AveragedCollection kullanan kodun derlenmesi için değişmesine gerek kalmaz. Eğer list alanını halka açık yapsaydık, bu durum gerekli olmayacaktı: HashSet ve Vec, öğeleri eklemek ve çıkarmak için farklı yöntemlere sahiptir; bu nedenle, eğer dışarıdaki kod doğrudan list'i değiştiriyorsa, muhtemelen değişiklik yapmak zorunda kalacaktı.

Eğer kapsülleme, bir dilin nesne yönelimli olarak kabul edilmesi için gerekli bir unsur ise, o zaman Rust bu gerekliliği karşılamaktadır. Farklı kod parçaları için pub kullanma seçeneği, uygulama detaylarının kapsüllenmesini sağlar.

Miras, Bir Tür Sistemi Olarak ve Kod Paylaşımı Olarak​

Miras bir nesnenin başka bir nesnenin tanımından öğeleri miras alarak, ebeveyn nesnenin verilerini ve davranışlarını yeniden tanımlamaya gerek duymadan kazanması mekanizmasıdır.

Bir yapının ebeveyn yapının alanlarını ve yöntem uygulamalarını miras almasını sağlamak için bir makro kullanmadan bir yapı tanımlamanın bir yolu yoktur.

Ancak, eğer programlama araç setinizde mirasa alışkınsanız, Rust'ta mirası kullanma sebebinize bağlı olarak başka çözümler kullanabilirsiniz.

Mirası seçmenin iki ana nedeni vardır. Birincisi kodun yeniden kullanımı içindir: bir tür için belirli bir davranış uygulayabilirsiniz ve miras bu uygulamanın başka bir tür için yeniden kullanılmasını sağlar. Rust kodunda, Summary traitinde summarize yönteminin varsayılan uygulamasını eklediğimiz 10-14 numaralı listede gördüğünüz gibi, mirası sınırlı bir şekilde kullanabilirsiniz.

Bir tür, Summary traitini uygulayan herhangi bir tür, ek bir kod olmadan summarize yöntemini kullanabilir.
— Örnek uygulama

Bu, bir üst sınıfın bir yöntem uygulamasına sahip olması ve miras alan bir alt sınıfın da bu yöntem uygulamasına sahip olmasıyla benzerdir. Summary traitini uygularken varsayılan summarize yönteminin uygulamasını da geçersiz kılabiliriz ki bu, bir alt sınıfın üst sınıfından miras alınan bir yöntem uygulamasını geçersiz kılmasıyla benzerlik gösterir.

Mirası kullanmanın diğer nedeni, dizin sistemine ilişkindir: bir alt türün, ebeveyn türüyle aynı yerlerde kullanılmasını sağlamaktır. Bu ayrıca polimorfizm olarak adlandırılır ve belirli özellikleri paylaşan birden fazla nesnenin, çalışma zamanında birbirinin yerine geçebilmesi anlamına gelir.

Polimorfizm​

Birçok insan için polimorfizm, miras ile eş anlamlıdır. Ancak bu aslında birden fazla türde veri ile çalışabilen kodu ifade eden daha genel bir kavramdır. Miras için, bu türler genellikle alt sınıflardır.

Rust bunun yerine, farklı olası türlerin üzerinde soyutlama yapmak için generics kullanır ve bu türlerin sağlamak zorunda olduğu sınırlamalar için trait sınırları uygular. Bu bazen sınırlı parametrik polimorfizm olarak adlandırılır.

Miras, birçok programlama dilinde programlama tasarım çözümü olarak son zamanlarda popülaritesini yitirmiştir çünkü genellikle gerekenden daha fazla kod paylaşma riski taşır. Alt sınıflar her zaman üst sınıflarının tüm özelliklerini paylaşmamalıdır, ancak miras yoluyla bunu yapacaklardır. Bu, bir programın tasarımını daha az esnek hale getirebilir. Ayrıca, alt sınıflarda mantıklı olmayan veya alt sınıfa uygulanmayan yöntemleri çağırma olasılığını da beraberinde getirir. :::note Örneğin, bazı diller yalnızca tek mirası izin verir; bu da bir programın tasarım esnekliğini daha da kısıtlar.

Bu nedenlerden dolayı, Rust, miras yerine trait nesneleri kullanma yönünde farklı bir yaklaşım benimsemiştir. Şimdi trait nesnelerinin Rust'ta polimorfizmi nasıl sağladığına bakalım.