Siniflər, Obyektlər, Atrubutlar

   Bu dərsimizdə siniflər, obyektlər və atributlardan bəhs edəcəyik.

Siniflər

Siniflərin elan olunması

   Yeni bir sinif aşağıdakı kimi elan edilir:

class Sinif:
    atributlar

   Burada class açar sözü sinfi təyin etmək üçün istifadə olunur, Sinif isə bu sinfə verilən addır. Sinfin gövdəsində də atributlar, yəni sinifin sahə və metodları elan edilir.

   Gəlin ən sadə formada Kvadrat adlı yeni bir sinif meydana gətirək:

class Kvadrat:
    pass

   Biz burada sinfin gövdəsində hələ heç bir atribut elan etmirik, lakin bu bölməni boş da buraxmaq olmaz. Odur ki, burada pass operatorundan istifadə etdik. Az sonra biz Kvadrat sinfini işə yarar hala gətirəcəyik.

Obyektlər

Nümayəndənin (obyektin) meydana gətirilməsi

  İndi isə Kvadrat sinfinin kv adlı bir nümayəndəsini meydana gətirək:

kv = Kvadrat()

   Gördüyünüz kimi biz Kvadrat sinfinə mənsub kv obyektini düzəltmiş olduq. Buraya qədər izah olunanları IDLE mühitində və ya skriptdə yazaraq nəzərdən keçirin:

>>> class Kvadrat:
        pass

>>> kv = Kvadrat()
>>> type(kv)
<class '__main__.Kvadrat'>
>>> print(kv)
<__main__.Kvadrat object at 0x105600c88> 
>>>

   Yuxarıdakı proqram kodunda Kvadrat sinfi elan edildikdən sonra bu sinifdən olan kv obyekti meydana gətirilir. Bundan sonra yoxlamaq üçün həmin obyektin tipi müəyyən edilir. Ekrana onun __main__ modulunda hazırlanmış Kvadrat sinfinin bir nümayəndəsi olduğu haqda məlumat çıxır. Bundan başqa kv obyektini print() funksiyası ilə çapa verdikdə onun yaddaşdakı ünvanını da görmək mümkündür.

Atributlar

Sahə və metodlar

   Qeyd edildiyi kimi obyekt yönümlü proqramlaşdırma verilənlər və funksionallığı obyekt daxilində birləşdirməyə imkan verir. Sinif elan olunarkən biz onun atributlarını, yəni sahələr (dəyişənlər) və metodlarını (funksiyalar) da təyin edirik. Bu atributlar daha sonra həmin sinfin obyektləri (nümayəndələri) tərəfindən istifadə olunur.

Sinif dəyişəni

   Sinfin bütün nümayəndələri (obyektlər) tərəfindən paylaşılan dəyişən (sahə) sinif dəyişəni adlanır. Sinif dəyişənləri sinif daxilində, lakin sinfin metodları xaricində elan olunurlar.

Nümayəndə dəyişəni

   Metod daxilində elan olunan və yalnız cari nümayəndəyə aid olan dəyişən nümayəndə dəyişəni adlanır.

   Sahələr dəyişənlər kimi onlara qiymət mənsub edilərək elan edilirlər. Metodlar isə funksiyalar kimi təyin olunurlar. Lakin onların adi funksiyalardan fərqi ilk parametrlərinin self adlı parametr olmasıdır. Obyektlər mənsub olduqları sinfin metodlarını çağırarkən self parametrinə hər hansı bir qiymət verilmir. Bunu Python özü edir və self parametri ona müraciət edən konkret nümayəndənin (obyektin) özünü bildirir. Əslində bu parametrə başqa ad da vermək olar, lakin self hər kəs tərəfindən qəbul olunmuş bir addır və ənənəyə sadiq qalmaq məsləhət görülür.

   İndi isə gəlin Kvadrat sinfinə sahə və metodlar əlavə edərək bir az genişləndirək:

class Kvadrat:
    adef = "Kvadrat - bütün tərəfləri 
           bərabər olan dördbucaqlıdır." 
    def k_perim(self, a):
        return 4*a
    def k_area(self, a):
        return a*a 

kv = Kvadrat()

print(Kvadrat.adef)
a = int(input("Kvadratın tərəfini daxil edin: ")) 
print("Kvadratın perimetri:",kv.k_perim(a)) 
print("Kvadratın sahəsi:",kv.k_area(a))

   Gördüyünüz kimi biz əvvəlcə Kvadrat sinfini sahə və metodları ilə bərabər təyin etdik. Bundan sonra bu sinifdən olan kv nümayəndəsini meydana gətirib bu obyekt ilə sinifdəki metodları çağırdıq. Bir məqama diqqət yetirin ki, adef sahəsi burada sinif dəyişənidir. Yuxarıdakı proqram kodunu skriptdə yazıb icra edin və nəticəni nəzərdən keçirin.

   Sinifdə təyin olunan metodlara müraciəti aşağıdakı formada da həyata keçirmək olardı:

print("Kvadratın perimetri:", Kvadrat().k_perim(a))
print("Kvadratın sahəsi:", Kvadrat().k_area(a))

   Biz burada Kvadrat sinfinin metodlarını elə onun özü vasitəsilə çağırmış oluruq.

Gənc bağban

   Balaca Sabir dərslərini oxuduqdan sonra bağda babasına kömək etməyi çox sevirdi. Sabir anadan olanda babası ona öz adını qoymuşdu. Sabir baba hər zaman deyərdi ki, “Bağa baxarsan bağ olar, baxmazsan dağ olar…“.

   Baba nəvəsini kiçik olduğuna görə çox da yormazdı. Balaca Sabir dünyaya gələndə babası onun adına bir ağac əkmişdi. Nəvə böyüdükcə ağac da böyüyürdü. Odur ki, balaca Sabirin işi bağdaki həmin ağaca baxmaqdan ibarət idi.

bağ

   Balaca Sabir bilirdi ki, ağaclar nə qədər ki, kiçikdirlər, onları çox yaxşı suvarmaq lazımdır. Amma nə qədər suvarmaq lazım olduğunu bilmirdi. Ona görə də babasından soruşmaq qərarına gəldi. Babası ona izah etdi ki, suvarma suyunun miqdarı ağacdakı yarpaqların cəmi miqdarı ilə düz mütənasibdir. Ağacların yaxşı böyüməsi üçün hər ağaca onun hər yarpağına bir litr olmaqla su vermək kifayətdir.

   Xoşbəxtlikdən Sabirin ağacındakı yarpaqlar yaruslarla böyüyür, başqa sözlə, ən yuxarıdakı birinci yarusda iki yarpaq, ikincidə dörd yarpaq, sonrakında altı yarpaq və s., hər sonrakı yarusda əvvəlkindən iki yarpaq çox olmaqla yerləşir. Ən yuxarıda isə əlavə bir yarpaq böyüyür. Sizdən tələb olunan Sabirin ağacı üçün onu suvarmağa lazım olan suyun miqdarını hesablayan proqram yazmaqdır.

Giriş verilənləri

   Tək sətirdə ağacda yarusların miqdarı olan n (0n1000) ədədi verilir.

Çıxış verilənləri

  Tək sətirdə ağacı suvarmaq üçün neçə litr suyun tələb olunduğunu vermək lazımdır.

Nümunə
Giriş verilənləri Çıxış verilənləri
3 13

   Proqramı özünüz tərtib etməyə çalışın. Əgər alınmasa, aşağıdakı həll ilə tanış olun.

Screen Shot 2020-07-29 at 16.49.36

Obyekt Yönümlü Proqramlaşdırma

   Bizim bura qədər yazdığımız proqramlar funksiyalardan, yəni verilənlər üzərində manipulyasiya edən ifadələr bloklarından ibarət idi. Bu yanaşmaya prosedur yönümlü proqramlaşdırma deyilir. Lakin proqramlaşdırmada daha müasir bir paradiqma da var: obyekt yönümlü proqramlaşdırma (OYP).

Obyekt Yönümlü Proqramlaşdırma

   Bu paradiqma verilənlər və funksionallığı obyekt daxilində birləşdirməyə imkan verir. OYP-da verilənlər və onları emal edən funksiyaların bir araya gətirilərək obyekt daxilində saxlanması, eləcə də kənar müdaxilə və yanlış istifadədən qorunmasına inkapsulyasiya (encapsulation) deyilir.

   Obyekt yönümlü proqramlaşdırmanın iki əsas aspekti var – sinif (class) və obyekt (object). Sinif  mahiyyət etibarilə meydana gətirilən yeni bir tipdir, obyekt isə bu tipdən olan konkret bir nümayəndədir (instance). Bunu sadə misalla izah edək. Məsələn İNSAN sinfi bir tipdir, Hz. Adəm obyekti isə bu tipin bir nümayəndəsidir.

   Obyektlər verilənləri özlərinə aid adi dəyişənlərdə saxlayır. Obyekt və ya siniflərə aid olan dəyişənlər sahələr (fields) adlanır. Bundan başqa obyektlərin funksionallığı da ola bilər, yəni onlar funksiyalara sahib ola bilərlər. Bu cür funksiyalara metodlar deyilir. Sahə və metodlar isə bütövlükdə atributlar adlanır. Obyektə onu digər obyektlərdən fərqləndirən xüsusiyyətlərin verilməsi abstraksiya (abstraction) adlanır.

   Obyekt yönümlü proqramlaşdırmanın üstün cəhətlərindən biri də kodun çoxdəfəlik istifadəsidir. Yəni bir dəfə yazılan proqram kodu daha sonra istənilən qədər istifadə oluna bilər. Lazım gələrsə onun baza əsasında əlavələrlə təkmilləşdirilmiş yeni bir kod da hazırlamaq mümkündür. Obyekt yönümlü proqramlaşdırmada bu məqsədlə varislik (inheritance) mexanizmindən istifadə olunur.

   Varisliyi tətbiq etməklə bir sinifdən onun varislərini (xələflərini) əldə etmək mümkündür. Bu zaman yeni xələf sinfin obyektləri öz atributlarından başqa sələf sinfin atributlarına da malik olurlar. Sələf sinfin atributları xələf sinif daxilində yenidən təyin oluna bilər. Ədəbiyyatda sələf sinfə baza sinfi (base class), xələf sinfə də törəmə sinif (derived class) deyilir.

   Yuxarıda qeyd etdik ki, törəmə siniflər baza sinfinin atributlarını əxz edirlər. Adi qaydada bu mənimsəmə eynilə baş verir. Lakin ehtiyac olarsa, irsən keçən atribut varis sinif daxilində xüsusiləşdirilə bilər. Bu zaman eyni adlı bir metod baza sinfinin obyektləri üçün bir cür, törəmə siniflərin obyektləri üçün isə başqa cür realizasiya olunur. Eyni metodun ayrı-ayrı siniflərdə özünü fərqli göstərməsinə polimorfizm (polymorphism) deyilir.

Fayllar

   İndiyə qədər yazdığımız proqramlarda biz giriş verilənlərini ya proqram daxilində dəyişənlərə mənimsədərək verirdik, ya da klaviaturdan daxil edirdik. Proqramlar da öz növbəsində bu verilənləri emal edib nəticəni bizim üçün ekrana çıxarırdı. Lakin bir çox hallarda giriş və çıxış məlumatlarının fayllarda saxlanılması daha məqsədəuyğun olur. Digər proqramlaşdırma dilləri kimi Python dili də fayllarla işləməyə imkan verir.

   Fayl ilə işləməyə başlamadan öncə onu open() funksiyası ilə açmaq lazımdır:

open(fayl, rejim)

   Burada fayl açılan faylın ünvanı ilə bərabər adı və genişləməsidir. İkinci parametr olan rejim isə faylın hansı məqsədlə açıldığını bildirmək üçündür:

Rejim Təyinatı
r Fayl məlumatların oxunması məqsədilə açılır.
w Fayl məlumatların yazılması məqsədilə açılır. Əgər qeyd edilən adda fayl mövcuddursa, yeni məlumatlar yazılmadan öncə ordakı məlumatlar silinir. Fayl mövcud deyilsə, qeyd edilən adda yeni bir fayl meydana gətirilir.
a Fayl məlumatların əlavə edilməsi məqsədilə açılır. Daxil edilən məlumatlar faylın sonuna əlavə edilir.
r+ Fayl məlumatların həm oxunması, həm də yazılması məqsədilə açılır.
rb Fayl məlumatların oxunması üçün ikilik rejimdə (binary mode) açılır.
wb Fayl məlumatların yazılması üçün ikilik rejimdə (binary mode) açılır. Əgər qeyd edilən adda fayl mövcuddursa, yeni məlumatlar yazılmadan öncə ordakı məlumatlar silinir. Fayl mövcud deyilsə, qeyd edilən adda yeni bir fayl meydana gətirilir.
ab Fayl məlumatların əlavə edilməsi üçün ikilik rejimdə (binary mode) açılır. Daxil edilən məlumatlar faylın sonuna əlavə edilir.
r+b Fayl məlumatların həm oxunması, həm də yazılması üçün ikilik rejimdə (binary mode) açılır.

   Default olaraq fayllar mətn rejimində (text mode) açılır. Bu rejimdə sətrlərin fayldan oxunması və fayla yazılması müəyyən kodlaşdırma (susmaya görə UTF-8) əsasında həyata keçirilir. Əgər fayllar mətn faylları deyilsə, onları ikilik rejimdə (binary mode) açmaq (rb, wb, ab və ya r+b) lazım gəlir.

   Bu zaman oxunan və yazılan məlumatlar ikilik obyektlər olur. Faylın açılması zamanı rejim göstərilməyə də bilər. Belə olan halda rejim default olaraq r qəbul edilir.

   Mətn fayllarındakı sətirlərin sonunu bildirən simvollar müxtəlif platformalarda (əməliyyat sistemlərində) fərqli olur, məsələn, Unix-də \n, Windows-da \r\n. Mətn rejimində fayllardan məlumatlar oxunarkən bütün sətir sonları simvolları default olaraq \n simvoluna çevrilir. Fayllara məlumatların yazılması zamanı isə sətir sonunu bildirən \n simvolu yenidən hər platformaya xas sətir sonluğu simvolları ilə əvəz olunur. Sətir sonları ilə bağlı bu çevrilmələr mətn faylları üçün keçərlidir. Digər fayl tipləri ilə işləyərkən (JPEG və ya EXE kimi) ikilik rejimdən (binary mode) istifadə etməlisiniz.

   İndi isə gəlin aşağıdakı nümunəni nəzərdən keçirək:

f = open('adlar.txt', 'w')

   Əvvəlcə onu qeyd edək ki, open() funksiyasının hər iki parametri (fayl və rejim) dırnaqda (tək və ya qoşa) yazılmalıdır. Bu funksiya bizə fayl obyektini qaytarır. Bundan sonra bu obyektlə daha rahat işləmək üçün biz onu bir dəyişənə (f) mənimsədirik. İndiki halda biz adlar.txt adlı faylı w (yazma) rejimində açırıq. Bu adda fayl kompüterimizin yaddaşında olmadığına görə funksiya əvvəlcə onu meydana gətirəcək və sonra da məlumatların yazılması məqsədilə açacaq.