Питання для співбесіди з об’єктно-орієнтованого програмування
Питання, що стосуються об’єктно-орієнтованого програмування (ООП), є важливими для розробників, оскільки допомагають їм поглибити розуміння ключових концепцій у сфері програмування.
ООП виступає однією з найбільш популярних та затребуваних парадигм, яка концентрується на об’єктах і класах, а не на процедурах та функціях.
Серед мов програмування, які базуються на принципах ООП, можна виділити такі як Objective-C, Java, Ada, Perl, Python, C++, та багато інших.
Крупні технологічні компанії активно шукають розробників, які не тільки знайомі з об’єктно-орієнтованим підходом, але й мають розуміння шаблонів проектування.
Тому, якщо ви плануєте брати участь у співбесіді, де перевіряють знання ООП, вам необхідно глибоко розуміти його концепції.
Розглянемо кілька типових питань та відповідей, які можуть виникнути на співбесіді з ООП, щоб допомогти вам у підготовці до інтерв’ю та тестів.
Об’єктно-орієнтоване програмування: Загальний огляд
ООП – це парадигма програмування, в центрі якої знаходяться об’єкти. Об’єкти тут розглядаються як представлення сутностей реального світу, подібні до класів, які включають в себе певну поведінку та характеристики, визначені в шаблоні класу.
Для ілюстрації розглянемо приклад з автомобілем:
- Об’єкт: Конкретний автомобіль. Це може бути будь-який автомобіль, наприклад, ваш особистий.
- Клас: Модель або тип автомобіля, наприклад, BMW, Chevrolet, Kia, Audi тощо.
- Характеристики: Колір автомобіля, ідентифікаційний номер (VIN), тип двигуна, тип трансмісії і т.д.
- Поведінка: Як перемикати передачі, як заводити автомобіль тощо.
Тут характеристики також можуть бути відомі як властивості, атрибути або дані, в той час як поведінка називається процедурами, методами або функціями в контексті мов програмування.
Отже, почнемо з розгляду деяких поширених питань, які можуть з’явитися на співбесіді з ООП.
Що означає абревіатура ООП?
Відповідь: ООП або об’єктно-орієнтоване програмування – це модель програмування, яка ґрунтується на поняттях об’єктів та класів, на відміну від процедур та функцій. Окремі об’єкти організовуються в класи. ООП використовує такі концепції, як поліморфізм, інкапсуляція та спадкування, щоб відобразити сутності реального світу та парадигми програмування.
В ООП дані та код, що їх обробляє, об’єднуються разом. Об’єкти – це сутності реального світу, які визначаються через класи зі своїми характеристиками та поведінкою, тоді як клас виступає шаблоном для створення конкретних об’єктів. Він також може бути визначений як тип даних, створений користувачем.
ООП застосовується у різних сферах, включаючи розробку програмного забезпечення, мобільних додатків та ігор. Наприклад, ви можете використовувати ООП для створення програмного забезпечення для моделювання різних систем.
Які існують парадигми програмування, окрім ООП?
Відповідь: Парадигми програмування – це способи класифікації мов програмування на основі їхніх спільних характеристик. Існує два основних види парадигм:
- Імперативна парадигма: Акцент робиться на тому, як саме виконується логіка програми, а також визначається потік керування. Вона включає процедурне програмування, об’єктно-орієнтоване програмування (ООП) і паралельне програмування.
- Декларативна парадигма: Акцент ставиться на тому, що саме повинна виконувати програма, визначаючи її логіку, але не вказуючи детальний порядок дій. До неї належать логічне програмування, функціональне програмування і програмування баз даних.
Яка відмінність між ООП та СОП?
Відповідь: З’ясуємо відмінності між ООП (об’єктно-орієнтованим програмуванням) та СОП (структурно-орієнтованим програмуванням) за допомогою порівняльної таблиці:
| Об’єктно-орієнтоване програмування (ООП) | Структурно-орієнтоване програмування (СОП) |
| Основана на об’єктах, а не на функціях та процедурах. | Організовує програму в структуровані блоки коду, які називаються функціями. |
| Застосовує підхід “знизу вгору”. | Використовує підхід “зверху вниз”. |
| Підтримує інкапсуляцію даних. | Не підтримує інкапсуляцію даних. |
| Підходить для вирішення складних задач. | Може вирішувати задачі середнього рівня складності. |
| Код може бути перевикористаний, що зменшує надмірність. | Не підтримує повторне використання коду. |
| Більш гнучка парадигма. | Менш гнучка парадигма. |
| Ключовим елементом є дані. | Ключовим елементом є логічна структура програми. |
Які основні властивості ООП?
Відповідь: Основні характеристики ООП включають:
- Спадкування
- Інкапсуляція
- Абстракція
- Поліморфізм
- Перевизначення методів
- Перевантаження методів
- Об’єкти
- Класи
- Конструктори та деструктори
Спадкування, поліморфізм та інкапсуляція є основними елементами, які відрізняють ООП від мов програмування, які не підтримують цей підхід.
Що таке інкапсуляція?
Відповідь: Інкапсуляція – це процес об’єднання даних (змінних) та методів, які працюють з цими даними, в межах одного класу або “капсули”. Це необхідно для забезпечення цілісності даних, а також для надання інтерфейсу для взаємодії з об’єктом. У простіших словах, необхідні методи та дані групуються разом, а непотрібні деталі приховуються від користувача.
Інкапсуляцію можна визначити двома способами:
- Об’єднання даних: Інкапсуляція – це процес об’єднання змінних та методів, що працюють з ними, в рамках одного класу.
- Приховування даних: Інкапсуляція – це процес приховування непотрібної інформації, наприклад, обмеження доступу до членів об’єкта.
Що таке поліморфізм?
Відповідь: Розглянемо значення терміну “поліморфізм”, розбивши його на дві частини:
“Полі” означає “багато”
“Морф” означає “форми”
Отже, поліморфізм означає здатність об’єкта приймати різні форми.
В ООП це процес, за допомогою якого дані, об’єкт, метод або код можуть поводитися по-різному в різних контекстах або обставинах. В ООП існує два типи поліморфізму:
- Поліморфізм під час виконання
- Поліморфізм під час компіляції
Іншими словами, поліморфізм дозволяє мати кілька реалізацій одного інтерфейсу. Наприклад, якщо є клас “транспортний засіб” з методом “швидкість”, визначити швидкість на загальному рівні неможливо, оскільки різні транспортні засоби мають різну швидкість. Тому цей метод можна перевизначити у підкласах для різних типів транспортних засобів.
Що таке статичний поліморфізм?
Відповідь: Статичний поліморфізм також відомий як поліморфізм часу компіляції. Це механізм, за допомогою якого об’єкт може бути зв’язаний з певною операцією або функцією залежно від значень аргументів. Це можна реалізувати шляхом перевантаження операторів або методів.
Тут методи мають схожі назви, але параметри кожного методу відрізняються. Об’єкт поводить себе по-різному залежно від параметрів, що передаються. Таким чином, в одному класі може бути реалізовано декілька методів.
Що таке динамічний поліморфізм?
Відповідь: Динамічний поліморфізм, також відомий як поліморфізм часу виконання, визначає конкретну реалізацію функції під час виконання програми. Цього можна досягти за допомогою перевизначення методів.
Наприклад, є два класи: “Велосипед” і “Yamaha”, де клас “Yamaha” є підкласом класу “Велосипед” і перевизначає його метод “run()”. Оскільки метод підкласу перевизначає метод батьківського класу, він буде викликаний під час виконання програми.
Що таке клас?
Відповідь: Клас – це план або шаблон для створення об’єктів. Він містить набір властивостей, що називаються даними-членами, а також набір правил, що називаються функціями або поведінкою. Коли створюється об’єкт класу, він автоматично отримує властивості та поведінку, визначені в класі.
Клас є проектом, а об’єкти – це реальні екземпляри цього проекту. На основі одного класу можна створити безліч різних об’єктів. Наприклад, спочатку розробляється шаблон автомобіля, а потім на його основі створюються різні моделі автомобілів.
Що таке об’єкт?
Відповідь: Об’єкт – це екземпляр класу, що містить реалізацію поведінки та властивостей, визначених у шаблоні класу. Об’єкт – це фактична сутність, з якою взаємодіє користувач, тоді як клас – це лише схема для цього об’єкта.
Таким чином, об’єкти мають певні характеристики або поведінку та займають пам’ять – наприклад, конкретна модель автомобіля.
Яка різниця між класом та структурою?
Відповідь: Розберемо відмінності між класами та структурами у вигляді таблиці:
| Клас | Структура |
| Відноситься до типів посилань. | Відноситься до типів значень. |
| Розміщується в динамічній пам’яті (купі). | Розміщується в стеку. |
| Виділення пам’яті є дорожчим для великих посилальних типів. | Виділення пам’яті є дешевшим для типів значень, ніж для типів посилань. |
| Має необмежені можливості. | Має обмежені можливості. |
| Клас використовується у великих програмах. | Структура використовується у невеликих програмах. |
| Може містити конструктор і деструктор. | Містить тільки параметризований або статичний конструктор. |
| При створенні екземплярів використовує ключове слово new(). | Може створювати екземпляри з або без ключових слів. |
| Клас може успадковувати інший клас. | Структура не може успадковувати. |
| Члени даних можуть мати модифікатори доступу. | Члени даних не можуть бути захищеними. |
| Методи можуть бути абстрактними або віртуальними. | Методи не можуть бути абстрактними або віртуальними. |
| Дві різні змінні можуть посилатися на один і той же об’єкт. | Кожна змінна має власну копію. |
Що таке спадкування?
Відповідь: Спадкування – це одна з ключових концепцій ООП, яка дозволяє одному класу отримувати властивості іншого класу. Наприклад, якщо є клас “транспортний засіб”, то класи “автомобіль”, “велосипед” та інші можуть успадковувати загальні властивості від класу “транспортний засіб”.
Ця функція допомагає уникати дублювання коду та зменшує його загальний обсяг. Простіше кажучи, спадкування визначається як отримання властивостей від батьківського класу до дочірнього. У наведеному вище прикладі “транспортний засіб” є батьківським класом, а “автомобіль” або “велосипед” є дочірніми класами.
Таким чином, ви можете повторно використовувати код одного класу в іншому, не переписуючи його знову, і заощаджувати час на розробку.
Які існують типи спадкування?
Відповідь: Існують різні види спадкування, що використовуються в ООП:
- Одиночне спадкування: Коли один клас успадковує властивості одного базового класу.
- Множинне спадкування: Коли один клас успадковує властивості кількох інших класів.
- Багаторівневе спадкування: Коли клас успадковує властивості іншого класу, який, у свою чергу, є підкласом іншого класу.
- Ієрархічне спадкування: Коли один клас має кілька підкласів.
- Гібридне спадкування: Коли використовуються комбінації багаторівневого та множинного спадкування.
Які існують обмеження при використанні спадкування?
Відповідь: Деякі з обмежень спадкування включають:
- Збільшення часу та зусиль, необхідних для виконання програми, оскільки часто потрібно переходити між класами.
- Тісний зв’язок між батьківськими та дочірніми класами може зменшувати гнучкість програми.
- Потребує обережного використання, оскільки неправильне застосування може призвести до некоректних результатів.
- Зміна в батьківському класі може вимагати змін в дочірніх класах.
Що таке абстракція?
Відповідь: Абстракція – це один із основних принципів ООП. Її основна мета – зменшення складності програми. Це досягається шляхом приховування внутрішніх деталей реалізації від користувачів. Користувачі можуть взаємодіяти зі складними об’єктами, не занурюючись у їх внутрішні процеси.
Наприклад, коли ви готуєте каву, ви повинні знати, скільки кави, молока та цукру додати, але вам не потрібно знати, як саме працює кавоварка. Кавоварка представляє собою приховану складність, про яку вам не потрібно турбуватися.
Існує два типи абстракції:
- Абстракція даних.
- Абстракція процесу.
Що таке конструктор?
Відповідь: Конструктор – це спеціальний метод у класі або структурі, назва якого співпадає з назвою класу. Його основна задача – ініціалізація об’єктів, тобто встановлення початкових значень для членів даних. Він також допомагає створювати екземпляри даних і методів для об’єктів класу.
Під час створення конструктора важливо пам’ятати кілька речей:
- Назва конструктора має співпадати з назвою класу.
- Конструктор не може бути абстрактним, статичним чи фінальним.
- Конструктор не має типу повернення.
Які є типи конструкторів в C++?
Відповідь: В C++ є три типи конструкторів:
- Конструктор за замовчуванням: Не має параметрів або аргументів у визначенні. Він використовується для ініціалізації даних-членів або змінних значеннями за замовчуванням.
- Параметризований конструктор: Приймає аргументи або параметри у оголошенні та визначенні. Він використовується для перевантаження конструкторів, що дає змогу створювати об’єкти з різними початковими значеннями.
- Конструктор копіювання: Спеціальний метод, який використовує інший об’єкт цього ж класу для ініціалізації нового об’єкта. Він використовується для копіювання даних з одного об’єкта в інший.
Що таке деструктор?
Відповідь: Деструктор – це метод, який автоматично викликається під час знищення об’єкта. Його основні задачі включають:
- Звільнення пам’яті, виділеної під час створення об’єкта.
- Закриття з’єднань з базами даних і файлами.
- Звільнення мережевих ресурсів.
- Виконання інших необхідних дій.
Іншими словами, деструктор знищує об’єкти, які були ініціалізовані за допомогою конструктора. Це спеціальний метод-член, назва якого співпадає з назвою класу, але починається з символу (~). Деструктор не може бути перевантажений, оскільки він викликається тільки в один спосіб.
Що таке збірка сміття (GC)?
Відповідь: Збірка сміття (GC) – це механізм автоматичного керування пам’яттю, вбудований в деякі мови програмування, такі як Java та C#. Збирач сміття автоматично звільняє пам’ять, яка більше не використовується програмою. Це допомагає розробникам уникнути ручного керування пам’яттю та зменшує ймовірність помилок, пов’язаних з витоком пам’яті.
Збірка сміття гарантує, що програма не виходить за межі відведеної пам’яті, що дозволяє розробникам не турбуватися про звільнення пам’яті.
Що таке обробка винятків?
Відповідь: Обробка винятків – це метод реагування на несподівані події під час виконання програми. Програмісти повинні вміти “обробляти” винятки, щоб запобігти збою програми або системи. Без цього механізму винятки можуть порушити нормальну роботу програми і призвести до неефективності або ризику.
Що таке блок try/catch?
Відповідь: Блоки try/catch є ключовими словами для обробки винятків, які виникають під час виконання програми через кодування або помилки даних. Блок try містить код, в якому може виникнути виняток, а блок catch перехоплює цей виняток і виконує відповідні дії.
- Блок try – це блок коду, в якому може виникнути виняток.
- Блок catch – це блок, який обробляє та перехоплює винятки блоку try.
Інструкції try та catch часто використовуються у багатьох мовах програмування, включаючи C++, C#, Java, SQL та JavaScript. Кожна інструкція try має відповідну інструкцію catch, щоб виконати обробку винятку. Ось декілька додаткових моментів, про які потрібно пам’ятати:
- Блок try має бути обов’язково до блоку catch.
- Після блоку try повинен йти хоча б один блок catch.
- Після блоку try може йти інший блок try і після нього блок catch.
Висновок
ООП є важливою концепцією для кожного програміста. Глибоке вивчення цієї парадигми допомагає створювати ефективний і надійний код, особливо в мовах, що підтримують принципи ООП.
Якщо ви готуєтеся до співбесіди або тестування, наведені вище питання та відповіді допоможуть вам оновити знання таких ключових концепцій ООП, як класи, об’єкти, інкапсуляція, поліморфізм, спадкування, абстракція тощо. Це допоможе вам впевнено проходити співбесіди і будувати свою кар’єру.
Також рекомендується переглянути приклади питань для співбесіди з SQL.