Tree Oriented Programming

На тему Дерево-Ориентированного программирования я планирую написать несколько статей с постепенным усложнением материала. Это первая статья из серии, она предназначена для начинающих. Хотя надеюсь, что польза ею будет причинена даже опытным программистам.

В программировании есть два способа реализации объектов — наследование и композиция. Про наследование вам много и подробно расскажут в каждом учебнике, но когда речь заходит за композицию, то оказывается, что ничего, подобного объектно-ориентированному программированию в этом направлении не существует.

В сущности, композиция, это составление объекта из других, каждый из которых также состоит из других объектов. И, если задумаетесь, то обнаружите, что удивительным образом по-другому то и быть не может. Злые языки поговаривают, что бывают всякие очарованные кварки и иже с ними бозоны с лептонами, которые уже не делятся. Но это неточно.

Что получится, если попытаться описать составной объект? Как ни старайся, ничего другого, кроме древовидной структуры у вас не получится. Отсюда первый принцип:

Чтобы описать древовидную структуру нужно использовать древовидную структуру.
© Ваш КО

Поскольку любая программа — это всегда составной объект, то все программисты занимаются построением дерева объектов. И, если вам скажут, что Дерево Ориентированного программирования не существует, ответствуйте:
— Несчастные, за деревьями леса не видите! Только оно и существует!
Это и есть второй принцип:

Существует программирование только Дерево Ориентированное. Но бывает оно осознанное, а бывает нет.

С осознанием этих, казалось бы, очевидностей, возникает вопрос:
— А оно нам надо?
— Да-да, а не пошло бы это дерево лесом!?

И тут вот какие соображения имеются:
Все эти сложные объектно-ориентированные, дженерик-типизированные, солид-кисс-блабла-концептуализированные парадигмы созданы с единственной целью — упростить программирование. Дерево-Ориентированное программирование дает ещё одну степень ограничения сложности.

Чем проще программирование, тем сложнее программы мы можем создавать, тем больше денег зарабатывать, чего уж там стесняться этого факта.

Принципы Дерево-Ориентированного программирования просты и понятны, кроме первых двух. Но для начала, давайте определимся, что такое дерево объектов в нашем понимании, и как мы его можем построить в простейшем виде.

Итак, деревом объектов мы будем называть группу иерархически взаимосвязанных объектов.

Дерево объектов состоит из узлов — программных объектов разных классов, поддерживающих иерархическую функциональность.

Таким образом, например, документ XML или JSON мы не будем называть деревом объектов, это будет дерево данных. Дерево (Map), полученное в результате их стандартного парсинга, также будем называть деревом данных, поскольку составляющие его объекты не поддерживают иерархические связи.

Иерархическая взаимосвязь у нас будет означать, что каждый узел имеет ссылку на свой родительский узел, а также имеет список ссылок на дочерние узлы. Всё остальное опционально.

Пользовательский парсинг дерева данных с простым установлением иерархических связей между узлами даст нам то самое дерево объектов.

Деревья объектов тоже могут быть очень разными — это может быть дерево модели данных, дерево компонентов или виджетов, дерево состояний, и дерево чего вашей душе угодно.

Для начала возьмем дерево данных в JSON, а затем сделаем из него дерево объектов-моделей данных.

Дерево данных в JSON:

{
  "computer": {
    "system_unit": {
      "motherboard": {
        "name": "MSI",
        "processor": {
          "name": "Intel"
        },
        "video_card": {
          "name": "Nvidia"
        }
      }
    },
    "monitor": {
      "name": "Asus"
    },
    "keyboard": {
      "name": "Logitech"
    }
  }
}

При парсинге мы преобразуем это дерево данных в дерево объектов, где объекты будут располагаться в аналогичной иерархии, будут типизированы и иметь ссылки на родителя и детей.

В примере ниже реализация иерархических зависимостей находится в родительском классе TreeNode:

class TreeNode {
    parent;
    children = [];
    constructor(parent) {
        this.parent = parent;
        this.parent.children.add(this);
    }
}

class Computer extends TreeNode {
    constructor(parent) {
        super(parent);
    }
}

class Monitor extends TreeNode {
    name;
    constructor(parent, name) {
        super(parent);
        this.name = name;
    }
}

Представляете, какие огромные возможности дает такой подход? Аж мурашки по коже.

На основе этих данных мы сделаем:

• Полноценную навигацию по дереву. В частности, на основе parent и children можно реализовать свойства root, first, last, previous, next, и т.п.

• Операции формирования дерева — addChild, remove, и т.п.

Это позволит нам свободно ходить по дереву и манипулировать им.

Кроме этого, мы реализуем переключатели и множественный выбор узлов, разберемся, с чем это едят. Рассмотрим работу с деревом компонентов и деревом состояний. Возможности типизации дерева, описания и автогенерации кода, инструментов визуального редактирования.

В общем, продолжение следует, я пока обедать, а вы подписывайтесь, чтобы не проворонить выход следующих статей.

Удачи!