Sınıf (programlama)

Sınıf, nesne yönelimli programlama dillerinde nesnelerin özelliklerini, davranışlarını ve başlangıç durumlarını tanımlamak için kullanılan şablonlara verilen addır. Bir sınıftan türetilmiş bir nesne ise o sınıfın örneği olarak tanımlanır. Sınıflar genelde şahıs, yer ya da bir nesnenin ismini temsil ederler. Sınıflar metotları ile nesnelerin davranışlarını, değişkenleri ile ise nesnelerin durumlarını kapsül ederler. Sınıflar hem veri yapısına hem de bir ara yüze sahiptirler. Sınıflar ile nasıl etkileşime girileceği bu ara yüzler sayesinde sağlanır. Örneğin bir sınıf şablonu ile renk özelliğine, tekerleklere ve sür metoduna sahip olan bir araba temsil edebilir.

Metotlar üç ayri erisim kuralına göre tanımlanabilir. Bunlar public, protected ve private olarak adlandırılmıştır. Metotların bir geri dönüş değeri de vardır. Bir metodun geri dönüş değerinin boş olması istendiğinde bir prosedür ya da bunun mümküm olmadığı dillerde boş veri türü olan void kullanılmaktadır.

Yapıcı ve yıkıcı metotlar (constructor, destructor) otomatik olarak sistem tarafından çağrılır. Yıkıcı metotlar, nesnelerin bellekten silinmesi sırasında çağrılır. Böylece işi biten nesne için bellekte ayrılmış olan kısım, yeni nesneler için tekrar kullanılabilir. Yıkıcı metotlar hiçbir parametre almaz ve değer döndürmez.

Nesneler, dış dünya ile etkileşimlerini metotlar aracılığı ile tanımlarlar. Metotların içinde bulundukları nesnenin verilerine özel erişim hakları vardır. Nesnenin verilerini işleyen ve görevlerini yerine getiren bu metotlar, o nesnenin davranışı olarak kabul edilir. Metotlar, dış dünya ile nesnenin arayüzünü oluşturur. Örneğin televizyonun önündeki düğmeler, televizyonun içinde bulunan elektrik tesisatı ve kullanıcı arasındaki arayüz olarak kabul edilir. Bu düğmeye basarak televizyonu açıp kapatabilir veya başka bir işlev yerine getirilebilir. Bu örnekteki her metot bir düğme tarafından temsil edilmektedir ve birlikte bütün butonlar televizyon nesnesinin arayüzünü içerirler.

Arayüzlerin yardımcı metodu olarak bilinen statik metot () ise içinde tanımlanmış olduğu sınıfa aittir. Statik metot, nesnelere ait olan bir metot () ile aynı erişim hakkına sahip değildir. Bir statik metodun ait olduğu sınıftan türemiş olan nesnelerin verilerine bu statik metodun erişme hakkı yoktur. Statik metot, ancak ait olduğu sınıfın statik verilerine erişebilmektedir. Televizyon sınıfından türemiş olan televizyon nesnelerinin sayısını bulmak ise televizyon sınıfında bulunan statik metoda ait bir görev olduğunu örnek olarak verebiliriz.

protected (korumalı) erişim kuralı ile tanımlanan metoda bu metodun tanımlandığı sınıfdan örneklendirilmiş nesnelerin içinden ve bu sınıftan türetilmiş olan alt nesnelerden erişilebilir.

Bağıntı ilişkisi (association): Bağıntı ilişkisi, bir nesnenin diğer bir nesneyle olan kavramsal ilişkisini temsil eder ve iki nesne arasına çizilen düz bir çizgi ile belirtilir. Aradaki bu ilişki bazen çok yönlü, bazen tek yönlüdür. Bağıntının adı, çokluğu ve sınıfın bağıntıdaki rolü, bağıntı ilişkisini tanımlayıcı bilgiler arasında yer alır. Eleman sayısı (cardinality) n:m şeklinde belirtilir.

Toplama, içerim bağıntısı (aggregation): Toplama, içerim bağıntısı ile modellenen nesneler, genellikle birlikte daha karmaşık bir nesne oluşturmak için bir araya getirilmişlerdir. İçerim bağıntısında nesnelerin arasındaki ilişki zayıftır. İçi boş eş kenar dörtgen (baklava) şekli ile gösterilir.

Oluşum, meydana gelme bağıntısı (composition): Oluşum bağıntısı, içerim bağıntısında olduğu gibi parça-bütün ilişkisini simgeler. Bu ilişkideki birliktelikler daha kuvvetlidir ve burada yer alan nesneler tek başlarına bir anlam ifade etmezler. İçi dolu eş kenar dörtgen şekli ile gösterilir.

Bağımlılık ilişkisi (dependency): Bir sınıfın nesnesinin diğer bir sınıfın nesnesini kullanması ya da ona bağımlı olması söz konusudur. Bağımlı sınıftan bağımsız sınıfa doğru kesik kesik olan düz bir çizgiyle gösterilir. Örnekteki RaporOluştur sınıfı rapor sınıfını kullanmak, yani Rapor sınıfına bağlı olmaktadır. Rapor sınıfında yapılacak herhangi bir değişiklik, RaporOluştur sınıfında değişiklik yapılmasına neden olacaktır.

Kalıtım, genelleştirme ilişkisi (inheritance): Önceden oluşturulan sınıflara (superclass) dayalı olan yeni altsınıfların (subclass) oluşturulmasına ve buna dayalı oldukları üstsınıflara ait olan özelliklerin ve davranışların altsınıflarda kullanılabilmesine NYP'de denir. Altsınıflar, içi boş olan bir ok ile üstsınıfa bağlanır.

Soyut sınıf (abstract class): Metotların başlıklarını taşıyan ve bu metotların tanımlamalarını kendisinden türeyecek olan altsınıflarına bırakmış olan sınıflara denir. Bu soyut sınıflardan doğrudan nesne türetilemez. Örneğin "Hayvan" sınıfı soyut bir sınıf olarak düşünülebilir. Cinsi belli olmayan bir hayvanın nasıl ses çıkartacağı bilinemediği için hayvanların ortak olarak paylaştıkları davranışlar soyut "Hayvan" sınıfında soyut metotlarla tanımlanır.

Arayüz (interface) kavramı: Çoklu kalıtım (multiple inheritance), bazı programlama dillerinde arayüz kavramı ile elde edilir. Soyut sınıflarda olduğu gibi sadece soyut metotlardan oluşur ve bu arayüzden türeyen sınıflar, bu soyut metotları taşımak zorundadırlar.