Об’єкти без методів

(Оригінал цієї статті знаходиться тут.)

24 листопада 2020 р. Москва, Росія.

Автор: Єгор Бугаєнко.

Як ви думаєте, що таке об’єкт в ООП? На якій мові ви б не програмували, мабуть, ви погодитеся з Брюсом Екелом (Bruce Eckel), автором “Thinking in Java”, який сказав, що “кожен об’єкт має стан і має дії, які можна попросити його виконати”, і з Бенджаміном Евансом, автором “Java in a Nutshell”, який заявив, що об’єкт — це “набір полів даних для збереження значень і методів, які працюють з цими даними”. Але хвилинку… Якби я вам сказав, що об’єкт може бути без “операцій” і все-таки залишатися ідеальним “еквівалентом квантів, з яких побудований Всесвіт”, як висловився Дейвід Вест у своїй чудовій книжці “Object Thinking”?

(Image :copyright: The Ballad of Buster Scruggs (2018) by Coen brothers)

В EO, нашій експериментальній мові, ми зробили спробу перевизначити ООП і його об’єкти. Є два види речей в EO: атоми й об’єкти. Атом є мовним примітивом найнижчого рівня, який неможливо виразити іншими атомами. Наприклад, арифметичне додавання двох об’єктів є атомом (не тікайте від мене, це синтаксис EO, ви звикнете):

add 5 y > x

У більш традиційній Java-подібній інфіксній нотації цей код виглядає так:

x = add(5, y)

Тут атом — add, а конкретними аргументами є 5 і y. Цей вираз створює новий атом, беручи за основу існуючий і вказуючи його аргументи. Ім’я нового створеного атому є x. Як тільки ми просимо цей новостворений атом зробити щось, він бере те, що лежить в y, додає 5 і починає поводитись, як їх сума. А до того часу він мовчить. EO є декларативною мовою.

Атоми надаються часом виконання EO. Наприклад, add, sub, mul і div є для арифметичних операцій; if і for є для розгалуження й ітерації; less, and, eq, or — для логічних операцій, і так далі. Атоми нагадують низькорівневі функції з аргументами. Однак вони не обчислюють результати негайно, а тільки коли треба. Вираз add(5, file) не призведе до негайного читання файлу і додавання 5 до нього. Аж коли зі створеним атомом будуть щось робити, відбудеться читання файлу.

Далі. На основі цих атомів програміст може створити свої об’єкти. Наприклад, цей об’єкт представляє коло:

[r] > circle
  mul 2 3.14 r > perimeter
  mul 3.14 r r > area

Перший рядок створює “абстрактний” об’єкт з ім’ям circle. Він абстрактний, бо один з його атрибутів (r) є “вільний”. Він не визначений в цьому об’єкті, і тому об’єкт не можна використати в такому стані, його треба скомпілювати з визначеним r. Наприклад, це є коло c з радіусом 30:

circle 30 > c

Об’єкт circle має три атрибути. Перший — це r, він вільний. Інші два — perimeter і area. Вони “зв’язані”, бо їхні атоми вже визначені: mul в обох випадках. Щоб отримати площу круга, обмеженого колом c, робимо так:

c.area > a

Виглядає, як виклик методу, але це не так. Ми не викликаємо методу, просто беремо об’єкт-площу (area) з об’єкту c. Він для нас не створюється в ту мить, коли ми робимо c.area! Він вже є: сидить і чекає, коли ми його заберемо. Він був створений тоді, коли був збудований об’єкт c.

Це і є різниця між методами в Java й атрибутами в EO. В Java кожен метод є процедурою, яка виконується, як тільки викликається. Цей механізм виклику методів (чи надсилання повідомлень, в термінах ранніх адептів ООП) був успадкований від функцій C, а їх ми успадкували від процедур мови ALGOL, наскільки я знаю. EO робить це по-іншому. Викликів методів нема. Ця мова просто бере атрибути від об’єктів і дає їх іншим об’єктам, поки їм не буде передано контроль, і це зійде на рівень атомів.

Ми маємо об’єкти, але не маємо методів. Є тільки атрибути, які представляють інші об’єкти.

У вищеподаному прикладі об’єкт a не є порахованим числом. Це атом mul, який інкапсулює 3.14 і 30 (радіус). Результат обчислення ще не відомий. Якщо ми не схочемо нічого робити з a, процесор ніколи не виконає обчислення. Але якщо ми, приміром, вирішимо надрукувати число на консоль, тоді обчислення відбудеться:

stdout
  sprintf
    "Radius is %d, Area is %d"
    r
    a

Тут атом sprintf будує рядок, який інкапсулює три атрибути: сам текст, r і a. До речі, для побудови об’єктів можна вжити вертикальну або горизонтальну нотацію. Той самий код можна записати так:

stdout (sprintf "Radius is %d, Area is %d" r a)

Атом stdout інкапсулює рядок, побудований через sprintf, і — сидить тихо. Він нічого не друкує! Аж коли хтось колись “зачіпає” цей об’єкт, витягаючи один з його атрибутів, тоді атом stdout видасть рядок на консоль.

Атоми stdout, sprintf, mul і більшість інших не мають жодних атрибутів, крім одного: 𝜑. Кожен об’єкт і атом має цей особливий атрибут, відомий також як “тіло” об’єкту. Якщо зачепити stdout.𝜑, консоль виведе рядок.

Таким чином, ми маємо об’єкти, але не маємо методів. Є тільки атрибути, які представляють інші об’єкти.

(Будь ласка, підсвічуйте синтаксис у своїх коментарях, щоб їх було легше читати.)