Объектно-ориентированное программирование в MATLAB: Инструменты, Особенности и Практическое Применение

В мире, где сложность инженерных и научных задач постоянно растет, а объемы обрабатываемых данных исчисляются петабайтами, потребность в эффективных и масштабируемых методологиях программирования становится критически важной. Именно поэтому объектно-ориентированное программирование (ООП), позволяющее структурировать код, повысить его читабельность и упростить поддержку, играет центральную роль в арсенале современного разработчика. MATLAB, традиционно известный как мощный инструмент для численных вычислений и прототипирования, не остался в стороне от этих тенденций, предлагая полноценную поддержку ООП. Данный реферат призван дать исчерпывающее представление об инструментах и особенностях объектно-ориентированного программирования в среде MATLAB, раскрывая его ключевые принципы, демонстрируя практическое применение и анализируя преимущества и ограничения. Мы детально рассмотрим, как классы и объекты формируют основу ООП в MATLAB, углубимся в механизмы инкапсуляции, наследования и полиморфизма, исследуем специализированные инструменты для разработки и отладки, а также предложим лучшие практики для создания надежных и производительных приложений.

Введение в Объектно-Ориентированное Программирование

Актуальность объектно-ориентированного программирования (ООП) в современном мире, движимом программным обеспечением, сложно переоценить, поскольку это не просто набор синтаксических правил, а целая парадигма мышления, позволяющая разработчикам создавать сложные системы, эмулируя реальный мир через интерактивные объекты. Для инженеров и ученых, работающих с MATLAB, ООП открывает новые горизонты в моделировании, обработке данных и разработке пользовательских интерфейсов, трансформируя громоздкие процедурные скрипты в элегантные, модульные и легко поддерживаемые решения.

История и основные концепции ООП

История ООП уходит корнями в 1960-е годы, когда в Норвежском вычислительном центре Кристен Нюгор и Оле-Йохан Даль разработали язык Simula. Впервые появившись в 1964–1965 годах как расширение Алгола-60 (Simula I), а затем получив развитие в 1967 году (Simula 67), этот язык ввел фундаментальные понятия «класса» и «метода», которые легли в основу всей объектно-ориентированной парадигмы. Simula была задумана для моделирования сложных систем, где объекты естественно представляли элементы реального мира, взаимодействующие между собой.

Объектно-ориентированное программирование (ООП) — это методология или стиль программирования, основанный на представлении программы как совокупности взаимодействующих объектов. Основная идея заключается в том, чтобы моделировать сущности реального мира в виде программных объектов, каждый из которых обладает своим состоянием (данными) и поведением (функциями). Такой подход позволяет разбивать сложные системы на более простые, управляемые модули, что значительно упрощает разработку, отладку и масштабирование программного обеспечения.

Четыре краеугольных камня, или «столпа», ООП определяют его суть:

• Абстракция. Это процесс выделения только существенных характеристик объекта, игнорируя при этом второстепенные детали. Например, при работе с автомобилем на уровне пользователя важны такие характеристики, как скорость, направление и возможность торможения, но не внутреннее устройство двигателя. Абстракция помогает управлять сложностью, фокусируясь на том, что объект делает, а не на том, как он это делает.
• Инкапсуляция. Этот принцип объединяет данные (свойства) и методы (функции), работающие с этими данными, в единый логический блок — объект. Важной частью инкапсуляции является сокрытие внутренних данных и деталей реализации от внешнего мира. Это означает, что доступ к данным объекта осуществляется только через его методы, что предотвращает несанкционированное изменение состояния и обеспечивает целостность данных. Инкапсуляция защищает код от непреднамеренных ошибок и упрощает его модификацию.
• Наследование. Наследование позволяет создавать новые классы (подклассы, или дочерние классы) на основе уже существующих (суперклассов, или родительских классов). Подкласс автоматически заимствует, расширяет или специализирует свойства и методы своего родителя. Это мощный механизм для повторного использования кода, сокращения его объема и организации классов в логическую иерархию, отражающую отношения «является видом» (is-a).
• Полиморфизм. В переводе с греческого «полиморфизм» означает «много форм». В ООП это способность различных объектов реагировать на одно и то же сообщение (вызов метода) по-разному, в зависимости от их типа. Это позволяет писать более гибкий и обобщенный код, который может работать с объектами разных классов через общий интерфейс, не зная их конкретного типа во время компиляции. Чаще всего полиморфизм реализуется через переопределение методов в подклассах.

Эти принципы, появившись в Simula, нашли свое отражение в таких языках, как Smalltalk, C++, Java, C# и, конечно, в MATLAB, трансформируя подход к разработке программного обеспечения и позволяя создавать более надежные, гибкие и легко поддерживаемые системы.

Классы и Объекты в Среде MATLAB

В сердце объектно-ориентированного программирования в MATLAB лежат понятия классов и объектов. Удивительно, но в MATLAB каждое значение, будь то число, строка или массив, не просто данные, а ассоциировано с определенным классом. Это подчеркивает фундаментальную объектную природу среды, что отличает ее от многих других языков, где примитивные типы данных могут существовать вне объектной иерархии.

Класс в MATLAB, как и в других языках, выступает в роли чертежа или шаблона, описывающего структуру и поведение набора однотипных объектов. Он определяет, какие данные (свойства) будут хранить объекты этого класса и какие действия (методы) они смогут выполнять. Объекты, в свою очередь, являются конкретными экземплярами этих классов. Они «оживляют» шаблон класса, заполняя его свойства уникальными значениями, что позволяет одному объекту отличаться от другого, даже если они принадлежат к одному и тому же классу.

Определение и структура классов

Объявление класса в MATLAB начинается с ключевого слова classdef, за которым следует имя класса. Внутри класса определяются его компоненты: свойства, методы, события и слушатели, каждый из которых располагается в соответствующем блоке.

classdef MyClass
    % Block для определения свойств (данных) класса
    properties
        MyProperty % Это свойство будет хранить данные
        AnotherProperty % Ещё одно свойство
    end

    % Block для определения методов (функций) класса
    methods
        function obj = MyClass(value) % Конструктор класса
            if nargin > 0
                obj.MyProperty = value;
            end
            disp('Объект MyClass создан!');
        end

        function displayValue(obj) % Метод для отображения значения свойства
            disp(['Значение свойства MyProperty: ' num2str(obj.MyProperty)]);
        end
    end

    % Block для определения событий (сообщений) класса
    events
        MyEvent % Это событие может быть запущено объектом
    end

    % Block для определения слушателей (реакций на события)
    % Слушатели обычно создаются вне класса или в другом классе,
    % но могут быть определены и здесь для внутренних нужд.
    % В данном примере, слушатель будет создан в другом классе.
end

Давайте рассмотрим каждый блок более детально:

• properties (Свойства): Это блок, где объявляются данные, которые будут храниться в каждом экземпляре класса. Свойства подобны переменным, но принадлежат конкретному объекту. Например, для класса Car свойствами могут быть Speed (скорость), Color (цвет), FuelLevel (уровень топлива).
• methods (Методы): В этом блоке определяются функции, которые могут быть вызваны для выполнения операций над объектами класса. Методы обычно принимают объект в качестве первого аргумента (по соглашению, это obj). Для класса Car методами могут быть accelerate(), brake(), refuel().
• events (События): События — это сообщения, которые объект может «отправлять» другим частям программы при наступлении определенного действия или изменении состояния. Например, кнопка GUI может генерировать событие ButtonClicked при нажатии. События позволяют реализовать паттерн «Наблюдатель», где изменения в одном объекте автоматически уведомляют зависимые объекты.
• listeners (Слушатели): Слушатели — это объекты, которые «слушают» определенные события и выполняют заранее заданную функцию обратного вызова (callback-функцию), когда соответствующее событие запускается. Это позволяет создавать гибкие, слабосвязанные системы, где компоненты взаимодействуют друг с другом, не зная напрямую о внутренней реализации друг друга.

Конструктор класса — это особый вид метода, который имеет то же имя, что и класс (например, MyClass для класса MyClass). Его основная задача — инициализировать новый экземпляр класса, устанавливая начальные значения для его свойств. Конструктор вызывается автоматически при создании объекта.

% Создание объекта класса MyClass
myObject = MyClass(10); % Вызов конструктора с аргументом 10

% Доступ к свойству объекта
disp(myObject.MyProperty); % Выведет: 10

% Вызов метода объекта
myObject.displayValue(); % Выведет: Значение свойства MyProperty: 10

Классы-значения (Value Classes) и Классы-ссылки (Handle Classes)

Одной из уникальных и критически важных особенностей ООП в MATLAB является различие между классами-значениями (value classes) и классами-ссылками (handle classes). Понимание этой разницы имеет фундаментальное значение для правильного проектирования и реализации объектно-ориентированных решений.

Классы-значения ведут себя как обычные числовые или строковые переменные в MATLAB. Когда вы присваиваете один объект класса-значения другому, MATLAB создает совершенно независимую копию объекта. Изменение свойств одной копии никак не влияет на другую.

• Поведение: Копирование при присваивании, передаче в функцию и возврате из функции.
• Применение: Идеальны для объектов, представляющих неизменяемые данные или когда каждая переменная должна иметь свою собственную, независимую копию состояния. Примеры: математические векторы, комплексные числа, структуры данных, которые не должны изменяться внешними воздействиями.
• Пример:

  classdef MyValueClass
      properties
          Value
      end
      methods
          function obj = MyValueClass(val)
              obj.Value = val;
          end
      end
  end
  
  obj1 = MyValueClass(5);
  obj2 = obj1; % Создается независимая копия obj1
  obj2.Value = 10;
  disp(obj1.Value); % Выведет: 5 (obj1 не изменился)
  disp(obj2.Value); % Выведет: 10
  

Классы-ссылки (или хэндл-классы), напротив, наследуются от встроенного суперкласса handle (classdef MyHandleClass < handle). При присваивании одного объекта handle-класса другому, создается не новая копия данных, а всего лишь новая ссылка на тот же самый базовый объект. Это означает, что несколько переменных могут указывать на один и тот же объект в памяти, и изменения, внесенные через одну ссылку, будут видны через все остальные ссылки.

• Поведение: Передача по ссылке (pass-by-reference). Присваивание создает новую ссылку на существующий объект.
• Применение: Используются, когда объект представляет уникальный физический или логический элемент (например, графический объект GUI, файл, подключение к базе данных, внешний ресурс) или когда необходимо, чтобы несколько частей программы взаимодействовали с одним и тем же экземпляром объекта и видели его изменения. Классы-ссылки также необходимы для реализации событий и слушателей.
• Пример:

  classdef MyHandleClass < handle
      properties
          Value
      end
      methods
          function obj = MyHandleClass(val)
              obj.Value = val;
          end
      end
  end
  
  objA = MyHandleClass(5);
  objB = objA; % objB теперь ссылается на тот же объект, что и objA
  objB.Value = 10;
  disp(objA.Value); % Выведет: 10 (objA изменился, так как это та же ссылка)
  disp(objB.Value); % Выведет: 10
  

Рекомендации по выбору:

Выбор между value и handle классами является одним из ключевых решений при проектировании ООП-архитектуры в MATLAB.

• Используйте классы-значения, если:
  • Объект представляет неизменяемые данные.
  • Каждому потребителю объекта нужна независимая копия.
  • Не требуется реализация событий и слушателей.
• Используйте классы-ссылки, если:
  • Объект представляет уникальный ресурс (графический объект, файл, соединение).
  • Необходимо, чтобы несколько частей программы работали с одним и тем же экземпляром объекта.
  • Планируется использовать события и слушатели для динамического взаимодействия.
  • Требуется передача объектов «по ссылке» для экономии памяти или для реализации специфической логики (например, паттерн Singleton).

Понимание этих различий позволяет эффективно использовать возможности ООП в MATLAB, создавая более производительный, гибкий и предсказуемый код.

Реализация Ключевых Принципов ООП в MATLAB

MATLAB предоставляет мощный и гибкий механизм для реализации всех основных принципов объектно-ориентированного программирования, позволяя разработчикам создавать сложные и масштабируемые системы. В этом разделе мы углубимся в то, как инкапсуляция, наследование, полиморфизм, а также абстрактные классы, события и слушатели, реализуются в среде MATLAB.

Инкапсуляция: Управление доступом к данным и методам

Инкапсуляция, как уже отмечалось, является одним из фундаментальных принципов ООП, заключающимся в объединении данных и методов, работающих с этими данными, в единый логический блок (класс), а также в сокрытии внутренних деталей реализации. В MATLAB инкапсуляция достигается естественным образом путем группировки свойств и методов в определении класса.

Для более тонкого контроля доступа к членам класса (свойствам, методам, событиям) MATLAB предлагает специальные атрибуты доступа: Access, SetAccess и GetAccess. Эти атрибуты позволяют точно определить, кто может читать, записывать или вызывать определенные части класса.

• Access: Контролирует доступ к свойству или методу в целом. Может быть public (доступно отовсюду), protected (доступно из класса и его подклассов), private (доступно только изнутри класса).
• SetAccess: Определяет, кто может устанавливать (изменять) значение свойства.
• GetAccess: Определяет, кто может получать (читать) значение свойства.

classdef MyEncapsulatedClass
    properties (Access = private) % PrivateProperty доступно только внутри MyEncapsulatedClass
        PrivateProperty
    end
    properties (SetAccess = private, GetAccess = public) % ReadOnlyProperty можно читать извне, но изменять только внутри класса
        ReadOnlyProperty
    end
    properties (Access = protected) % ProtectedProperty доступно внутри класса и его подклассов
        ProtectedProperty
    end

    methods
        function obj = MyEncapsulatedClass(val1, val2, val3)
            obj.PrivateProperty = val1;
            obj.ReadOnlyProperty = val2;
            obj.ProtectedProperty = val3;
        end

        function displayPrivate(obj)
            disp(['Значение PrivateProperty: ' num2str(obj.PrivateProperty)]);
            obj.internalMethod(); % Вызов private-метода из публичного
        end
    end

    methods (Access = private) % internalMethod доступен только внутри MyEncapsulatedClass
        function internalMethod(obj)
            disp('Это внутренний (private) метод.');
        end
    end

    methods (Access = protected) % protectedMethod доступен внутри класса и его подклассов
        function protectedMethod(obj)
            disp('Это защищенный (protected) метод.');
        end
    end
end

Пример использования:

obj = MyEncapsulatedClass(10, 20, 30);
% disp(obj.PrivateProperty); % Ошибка: PrivateProperty недоступно извне
disp(obj.ReadOnlyProperty); % Выведет: 20 (доступно для чтения)
% obj.ReadOnlyProperty = 25; % Ошибка: SetAccess = private

obj.displayPrivate(); % Выведет:
                      % Значение PrivateProperty: 10
                      % Это внутренний (private) метод.
% obj.internalMethod(); % Ошибка: internalMethod недоступен извне

Таким образом, инкапсуляция в MATLAB позволяет надежно защищать внутреннее состояние объектов, предотвращая некорректное использование и обеспечивая модульность и надежность кода.

Наследование: Повторное использование и расширение кода

Наследование является мощным механизмом ООП, позволяющим создавать иерархии классов, где подклассы расширяют или специализируют функциональность своих суперклассов. В MATLAB для указания наследования используется символ < в объявлении classdef:

classdef ChildClass < ParentClass
    % ... свойства и методы ChildClass
end

Подкласс автоматически наследует все публичные и защищенные свойства, методы и события от своего суперкласса.

Множественное наследование также поддерживается в MATLAB с использованием символа &:

classdef ChildClass < SuperClass1 & SuperClass2
    % ... свойства и методы ChildClass
end

При множественном наследовании подкласс заимствует функциональность от нескольких суперклассов. Однако, следует быть осторожным с его использованием, так как это может приводить к сложностям, известным как «проблема ромба» (diamond problem), связанным с неоднозначностью наследования.

Важным аспектом наследования является вызов конструктора суперкласса из подкласса. Это необходимо для правильной инициализации унаследованных свойств:

classdef Vehicle
    properties
        Speed = 0
    end
    methods
        function obj = Vehicle(speed)
            if nargin > 0
                obj.Speed = speed;
            end
            disp('Vehicle создан.');
        end
        function accelerate(obj, amount)
            obj.Speed = obj.Speed + amount;
        end
    end
end

classdef Car < Vehicle
    properties
        NumWheels = 4
    end
    methods
        function obj = Car(speed, numWheels)
            % Вызов конструктора суперкласса Vehicle для ��нициализации Speed
            obj = obj@Vehicle(speed);
            if nargin > 1
                obj.NumWheels = numWheels;
            end
            disp('Car создан.');
        end
        function drive(obj)
            disp(['Машина едет со скоростью ' num2str(obj.Speed) ' км/ч на ' num2str(obj.NumWheels) ' колесах.']);
        end
    end
end

Пример использования:

myCar = Car(60, 4); % Создает объект Car, вызывая конструктор Vehicle
myCar.accelerate(20); % Использует унаследованный метод
myCar.drive(); % Выведет: Машина едет со скоростью 80 км/ч на 4 колесах.

Абстрактные классы, методы и свойства:

Абстракция позволяет определять общие интерфейсы и функциональность на высоком уровне, оставляя конкретную реализацию подклассам. В MATLAB это реализуется через абстрактные классы, абстрактные методы и абстрактные свойства.

• Абстрактный класс — это класс, который не может быть инстанциирован напрямую. Он служит основой для других классов и может содержать как обычные, так и абстрактные члены. Класс становится абстрактным, если он сам объявлен с атрибутом Abstract или если он содержит хотя бы один абстрактный метод или свойство.

  classdef (Abstract) Shape % Абстрактный класс
      % ...
  end
  

• Абстрактные методы не имеют реализации в абстрактном классе. Они лишь объявляют сигнатуру метода (имя, аргументы) и требуют, чтобы все неабстрактные подклассы предоставили свою конкретную реализацию.
• Абстрактные свойства объявляются, но не инициализируются в абстрактном классе. Их определение и инициализация также возлагаются на неабстрактные подклассы.

classdef (Abstract) Shape
    properties (Abstract) % Абстрактное свойство
        Area
    end
    methods (Abstract) % Абстрактные методы
        calculateArea(obj)
        displayShape(obj)
    end
    methods
        function perimeter = getPerimeter(obj) % Конкретный метод
            perimeter = 0; % Заглушка, должна быть переопределена или вычислена в подклассах
        end
    end
end

classdef Circle < Shape
    properties
        Radius
        Area % Реализация абстрактного свойства
    end
    methods
        function obj = Circle(r)
            obj.Radius = r;
            obj = calculateArea(obj); % Вызов для инициализации Area
        end
        function obj = calculateArea(obj) % Реализация абстрактного метода
            obj.Area = pi * obj.Radius^2;
        end
        function displayShape(obj) % Реализация абстрактного метода
            disp(['Круг с радиусом ' num2str(obj.Radius) ', площадью ' num2str(obj.Area)]);
        end
    end
end

Пример использования:

% myShape = Shape(); % Ошибка: Нельзя создать экземпляр абстрактного класса
myCircle = Circle(5);
myCircle.displayShape(); % Выведет: Круг с радиусом 5, площадью 78.5398

Абстрактные классы и их члены позволяют создавать мощные иерархии, гарантируя, что подклассы реализуют определенный набор функциональности.

Полиморфизм: Гибкость и расширяемость

Полиморфизм, как способность объектов разных классов реагировать на одно и то же сообщение по-разному, является ключевым принципом для создания гибкого и расширяемого кода. В MATLAB полиморфизм реализуется преимущественно через переопределение методов (method overriding). Это происходит, когда подкласс предоставляет свою собственную реализацию метода, который уже был определен в его суперклассе.

classdef Animal
    methods
        function makeSound(obj)
            disp('Животное издает звук.');
        end
    end
end

classdef Dog < Animal
    methods
        function makeSound(obj) % Переопределение метода makeSound
            disp('Собака лает: Гав-гав!');
        end
    end
end

classdef Cat < Animal
    methods
        function makeSound(obj) % Переопределение метода makeSound
            disp('Кошка мяукает: Мяу!');
        end
    end
end

Пример использования:

animals = {Animal(), Dog(), Cat()};
for i = 1:length(animals)
    animals{i}.makeSound(); % Каждый объект вызывает свою версию makeSound
end
% Вывод:
% Животное издает звук.
% Собака лает: Гав-гав!
% Кошка мяукает: Мяу!

Это демонстрирует, как один и тот же вызов makeSound() приводит к разному поведению в зависимости от конкретного типа объекта, на который он вызывается.

Отсутствие прямой поддержки перегрузки методов (method overloading) в MATLAB:

Важно отметить, что MATLAB, в отличие от строго типизированных языков, таких как C++ или Java, не поддерживает перегрузку методов (method overloading) в классическом понимании. Перегрузка методов означает возможность определения нескольких методов с одним и тем же именем в одном классе, но с разными сигнатурами (разным количеством или типами аргументов). Динамическая типизация MATLAB и гибкость в передаче аргументов делают такую строгую перегрузку излишней.

Однако, полиморфное поведение, похожее на перегрузку, можно имитировать в MATLAB, используя условную логику внутри метода для проверки количества (nargin) или типов аргументов (isa, class):

classdef Calculator
    methods
        function result = add(obj, a, varargin)
            if nargin == 2 % add(obj, a)
                result = a;
            elseif nargin == 3 % add(obj, a, b)
                result = a + varargin{1};
            elseif nargin > 3 % add(obj, a, b, c, ...)
                result = a + varargin{1} + varargin{2}; % Пример для трех аргументов
                for i = 3:length(varargin)
                    result = result + varargin{i};
                end
            else
                error('Некорректное количество аргументов.');
            end
        end
    end
end

Пример использования:

calc = Calculator();
disp(calc.add(5));          % Выведет: 5
disp(calc.add(5, 10));      % Выведет: 15
disp(calc.add(1, 2, 3, 4)); % Выведет: 10

Таким образом, хотя MATLAB не имеет строгой перегрузки, его гибкость позволяет реализовать аналогичное полиморфное поведение.

События и слушатели: Динамическое взаимодействие объектов

Механизм событий и слушателей в MATLAB представляет собой мощный инструмент для создания реактивных и модульных систем, позволяя объектам взаимодействовать без жесткой зависимости друг от друга. Этот механизм поддерживается исключительно классами-ссылками (handle classes), что является логичным, поскольку события часто связаны с изменениями состояния уникальных объектов.

• Событие — это объявление в блоке events класса, которое сигнализирует о том, что произошло что-то значимое.
• Слушатель — это объект, который «подписывается» на определенное событие и запускает функцию обратного вызова (callback-функцию) при его наступлении.

classdef ToggleButton < handle % Должен быть handle-класс
    properties
        State = false % Состояние кнопки (включено/выключено)
    end
    events
        ToggleState % Объявление события, которое будет запускаться при изменении состояния
    end
    methods
        function toggle(obj)
            obj.State = ~obj.State; % Изменение состояния
            disp(['Кнопка переключена в состояние: ' num2str(obj.State)]);
            notify(obj, 'ToggleState'); % Запуск события 'ToggleState'
        end
    end
end

classdef StateMonitor < handle % Также может быть handle-класс для управления слушателями
    properties
        ButtonHandle
        ListenerHandle % Для хранения объекта слушателя
    end
    methods
        function obj = StateMonitor(buttonObj)
            obj.ButtonHandle = buttonObj;
            % Создание слушателя:
            % addlistener связывает событие 'ToggleState' объекта buttonObj
            % с методом handleToggleEvent текущего объекта StateMonitor.
            obj.ListenerHandle = addlistener(buttonObj, 'ToggleState', @obj.handleToggleEvent);
        end

        function handleToggleEvent(obj, src, eventData)
            % Функция обратного вызова, которая срабатывает при событии ToggleState
            % src - объект, который запустил событие (в данном случае ToggleButton)
            % eventData - объект с данными события (обычно пустой, если не определено явно)
            disp(['Слушатель обнаружил: Состояние кнопки изменено на: ' num2str(src.State)]);
        end
    end
end

Пример использования:

button = ToggleButton();
monitor = StateMonitor(button); % Создаем монитор, который подписывается на события кнопки

button.toggle(); % Запускаем событие 'ToggleState'
% Вывод:
% Кнопка переключена в состояние: 1
% Слушатель обнаружил: Состояние кнопки изменено на: 1

button.toggle(); % Запускаем событие снова
% Вывод:
% Кнопка переключена в состояние: 0
% Слушатель обнаружил: Состояние кнопки изменено на: 0

Механизм событий и слушателей идеально подходит для построения реактивных пользовательских интерфейсов, систем мониторинга или любой архитектуры, где компоненты должны асинхронно реагировать на изменения в других компонентах, не имея о них прямой информации. Это значительно повышает модульность и упрощает расширение системы.

Инструменты Разработки и Практическое Применение ООП в MATLAB

MATLAB, будучи интегрированной средой для численных вычислений и разработки, предлагает не только полноценную поддержку ООП, но и набор специализированных инструментов, которые значительно облегчают создание, отладку и анализ объектно-ориентированных приложений. Практическое применение ООП в MATLAB охватывает широкий спектр задач, от моделирования сложных физических систем до разработки интерактивных пользовательских интерфейсов.

Инструменты для отладки и анализа ООП-кода

Эффективная разработка всегда неразрывно связана с качественной отладкой и анализом кода. MATLAB предоставляет мощные встроенные инструменты, которые особенно полезны при работе с объектно-ориентированными структурами.

• Code Analyzer (Анализатор кода): Это встроенный инструмент, который автоматически сканирует ваш MATLAB-код на предмет потенциальных проблем, ошибок, нарушений стиля кодирования и неэффективных конструкций. Для ООП-кода Code Analyzer может выявить:
  • Неиспользуемые свойства или методы.
  • Потенциальные ошибки в атрибутах доступа.
  • Проблемы с инициализацией свойств.
  • Подсказки по улучшению производительности, например, при работе с классами-значениями, где может происходить неявное копирование.

  Использование Code Analyzer на ранних этапах разработки помогает поддерживать чистоту, корректность и производительность ООП-кода.

• Отладчик MATLAB: Один из самых мощных инструментов для понимания поведения кода во время его выполнения. Отладчик позволяет:
  • Устанавливать точки останова (dbstop): Приостанавливать выполнение программы в определенной строке кода. При работе с классами точки останова можно ставить как в методах, так и в конструкторах.
  • Пошаговое выполнение (dbstep): Выполнять код по одной строке, позволяя отслеживать изменения состояния переменных и ход выполнения программы.
  • Просматривать и изменять значения переменных: Во время остановки программы в отладчике можно инспектировать свойства объектов, вызывать их методы и даже изменять значения переменных командной строке. Это особенно полезно для изучения состояния сложных объектов.
  • Команды отладчика:
    • dbcont: Продолжить выполнение до следующей точки останова или до конца программы.
    • dbquit: Выйти из режима отладки.
    • dbstack: Показать стек вызовов функций, что помогает понять, как программа пришла к текущей точке.
    • dbstatus: Показать все активные точки останова.
    • keyboard: Вставить интерактивную командную строку MATLAB в любом месте кода, позволяя выполнить произвольные команды, инспектировать и модифицировать переменные, вызывать методы, находясь в контексте текущего выполнения.

  При отладке методов класса вы получаете доступ ко всем методам класса, включая унаследованные, private-методы и private-функции, что дает полный контроль над инспекцией и тестированием внутренней логики объекта.

Применение ООП в MATLAB для решения задач

Объектно-ориентированный подход в MATLAB находит широкое применение в различных инженерных и научных областях, значительно повышая эффективность и модульность разрабатываемых решений.

• Моделирование сложных систем:
  ООП является идеальным выбором для моделирования, где объекты могут представлять собой реальные физические устройства, компоненты или процессы. Например, при моделировании электрической цепи можно создать классы Resistor, Capacitor, Inductor, каждый из которых инкапсулирует свои параметры (сопротивление, емкость, индуктивность) и методы (расчет тока, падения напряжения). Эти объекты затем могут взаимодействовать, формируя сложную модель цепи.
  Примеры включают:
  • Моделирование физических систем (механические, электрические, тепловые).
  • Проектирование СБИС (VLSI), где каждый логический элемент или блок может быть объектом.
  • Моделирование процессов и коммуникационных протоколов, где объекты имитируют участников или этапы протокола.
• Обработка данных и создание пользовательских типов данных:
  MATLAB позволяет создавать пользовательские классы, которые ведут себя как встроенные типы данных. Это особенно полезно для организации и управления сложной информацией. Например, можно создать класс PatientRecord, который содержит свойства Name, ID, MedicalHistory и методы для добавления новых записей или анализа данных. Или класс LinkedListNode для реализации связанных списков, который позволяет более эффективно работать с динамическими структурами данных, чем традиционные массивы MATLAB.
• Разработка пользовательских интерфейсов (GUI):
  Инструмент App Designer в MATLAB полностью основан на объектно-ориентированной парадигме. При создании GUI с помощью App Designer, каждый компонент (кнопка, ползунок, график) автоматически становится объектом класса, а код взаимодействия генерируется в виде методов этого класса. Это упрощает организацию кода, управление состоянием компонентов и обработку событий. Например, кнопка может быть объектом, который запускает событие ButtonPushed, а слушатель этого события может обновить график или другое свойство в приложении.
• Представление математических функций с параметрами:
  Классы могут быть использованы для инкапсуляции математических функций, которые зависят от набора параметров. Это особенно удобно, когда функция используется многократно с разными наборами параметров или когда параметры должны быть частью состояния объекта. Например, класс Polynomial может иметь свойства для хранения коэффициентов и методы для вычисления значения полинома в точке, его производной или интеграла.

      classdef ParameterizedFunction
          properties
              A
              B
          end
          methods
              function obj = ParameterizedFunction(a, b)
                  obj.A = a;
                  obj.B = b;
              end
              function y = evaluate(obj, x)
                  y = obj.A * x.^2 + obj.B;
              end
          end
      end
  
      func1 = ParameterizedFunction(2, 3);
      disp(func1.evaluate(5)); % Выведет: 53
  

• Системы управления:
  Многие специализированные тулбоксы MATLAB, такие как Control System Toolbox, активно используют ООП. Например, объекты класса ss (state-space) или tf (transfer function) инкапсулируют математические модели систем управления и предоставляют методы для их анализа (например, bode, step) и синтеза (например, lqr). Это позволяет инженерам работать с абстрактными моделями систем, не погружаясь в низкоуровневые детали их математического представления.

Применение ООП в этих и других областях существенно улучшает организацию кода, делает его более модульным, поддерживаемым и расширяемым, что критически важно для эффективной инженерной и научной работы.

Преимущества, Ограничения и Лучшие Практики Объектно-Ориентированного Программирования в MATLAB

Принятие объектно-ориентированной парадигмы в MATLAB открывает множество возможностей для повышения эффективности разработки, но также сопряжено с определенными особенностями и ограничениями, которые необходимо учитывать. В этом разделе мы систематизируем преимущества ООП, проанализируем его потенциальные недостатки и предложим лучшие практики для его успешного применения.

Преимущества объектно-ориентированного подхода

Применение ООП в MATLAB приносит ряд значительных преимуществ, которые делают его предпочтительным выбором для разработки сложных и долгосрочных проектов:

• Повышенная читабельность и структурированность кода: Разделение программы на независимые объекты с четко определенными обязанностями значительно улучшает организацию кода. Каждый класс представляет собой логическую единицу, что облегчает понимание и навигацию по проекту. Это особенно ценно при работе в команде, где разные разработчики могут работать над различными компонентами без глубокого понимания всей системы.
• Упрощение поддержки и расширения программ: Благодаря модульности и инкапсуляции, изменения в одном классе оказывают минимальное влияние на другие части системы, при условии, что внешний интерфейс (публичные методы и свойства) остается неизменным. Это делает программы более устойчивыми к модификациям и позволяет легко добавлять новую функциональность или изменять существующую.
• Улучшение управляемости и масштабирования сложных систем: ООП позволяет разбивать большие, комплексные задачи на множество мелких, взаимосвязанных объектов. Такой декомпозированный подход упрощает управление проектом, особенно когда система разрастается. Масштабируемость обеспечивается возможностью повторного использования существующих классов и легким добавлением новых, которые наследуют или расширяют базовую функциональность.
• Повторное использование кода через наследование и модульность: Наследование позволяет создавать новые классы на основе уже существующих, заимствуя их функциональность и избегая дублирования кода. Модульность, присущая ООП, поощряет создание автономных, переиспользуемых компонентов, которые можно легко интегрировать в другие проекты.
• Инкапсуляция данных и функциональности в одном файле класса: Все, что относится к определенному типу объекта (его данные и поведение), собрано в одном месте – файле класса (.m файл). Это значительно упрощает управление проектом, так как вся необходимая информация об объекте доступна в одном файле.
• Создание пользовательских типов данных, которые ведут себя как встроенные типы: Благодаря ООП, разработчики могут определять собственные классы, которые могут быть настолько же функциональными и удобными в использовании, как и стандартные типы данных MATLAB (например, числа, массивы). Это позволяет создавать предметно-ориентированные абстракции, которые делают код более ин��уитивным и выразительным.

Потенциальные ограничения и накладные расходы

Несмотря на многочисленные преимущества, применение ООП в MATLAB сопряжено с определенными особенностями и потенциальными ограничениями, которые требуют внимательного подхода:

• Производительность ООП в MATLAB и накладные расходы:
  Исторически сложилось, что MATLAB оптимизирован для векторизованных операций с массивами. Вызов методов классов, особенно в циклах, может приводить к значительным накладным расходам, что делает ООП-код в некоторых случаях медленнее, чем эквивалентный векторизованный или процедурный код. По данным бенчмарков, вызов метода класса в MATLAB может быть в 10–76 раз медленнее, чем вызов обычной функции, в зависимости от контекста (например, прямой вызов метода класса может быть в 40 раз медленнее, а вызов через объект – в 76 раз медленнее, чем обычная функция nop()). Переход от обычного скрипта к классу также может привести к падению производительности до 40 раз. Это связано с дополнительными операциями, которые MATLAB выполняет при каждом вызове метода, такими как разрешение имени метода, проверка аргументов и управление контекстом объекта.
• Влияние ООП на потребление памяти:
  Объекты классов в MATLAB, особенно классы-ссылки, могут требовать больше памяти для своего обслуживания по сравнению с простыми структурами данных. Это происходит потому, что каждый объект несет в себе не только сами данные (свойства), но и метаинформацию о своем классе (тип, размеры, атрибуты), а также ссылки на методы. При работе с очень большим количеством мелких объектов это может привести к заметному увеличению потребления оперативной памяти, что может быть критично для ресурсоемких вычислений.
• Ограничения, связанные с динамической типизацией:
  Из-за динамической типизации MATLAB, где тип переменной определяется во время выполнения, отсутствует прямая поддержка перегрузки методов (method overloading) в том виде, как она реализована в статически типизированных языках (C++, Java). Как обсуждалось ранее, аналогичное поведение можно имитировать с помощью условной логики внутри метода, но это может усложнить код и сделать его менее элегантным.
• Передача параметров по значению (pass-by-value) по умолчанию:
  По умолчанию в MATLAB все аргументы функций (включая объекты классов-значений) передаются по значению. Это означает, что при вызове функции создается копия объекта, что может быть накладно для больших объектов с точки зрения производительности и памяти. Для достижения поведения «передачи по ссылке» (pass-by-reference) необходимо использовать классы-ссылки (handle classes).
• Сложность в освоении для новичков:
  Объектно-ориентированное программирование требует понимания целого ряда новых концепций и принципов. Для студентов и инженеров, привыкших к процедурному стилю программирования MATLAB, освоение ООП может потребовать значительных усилий и времени, а также изменения мышления.

Рекомендации и лучшие практики

Чтобы максимально использовать преимущества ООП в MATLAB и минимизировать его ограничения, следует придерживаться следующих рекомендаций:

1. Понимание различий между классами-значениями и классами-ссылками: Это краеугольный камень эффективного ООП в MATLAB. Используйте классы-ссылки (наследуясь от handle), когда требуется поведение ссылочного типа – например, для графических объектов, объектов, которые должны изменяться «на месте» несколькими функциями, или для реализации событий и слушателей. В остальных случаях, когда данные должны быть независимыми, используйте классы-значения.
2. Использование векторизации для оптимизации производительности:
   Там, где это возможно, заменяйте циклы на векторизованные операции с массивами. MATLAB чрезвычайно эффективен при работе с целыми массивами. Если метод класса выполняет простые математические операции, которые можно векторизовать, вынесение этой логики за пределы класса или ее векторизация внутри метода может значительно сократить время выполнения, особенно для больших наборов данных.
3. Предварительное выделение памяти (preallocation):
   При работе с массивами внутри методов класса, особенно если их размер динамически изменяется в цикле, всегда предварительно выделяйте память. Это значительно снижает накладные расходы на управление памятью и повышает производительность. Например, используйте zeros(1, N) или cell(1, N) вместо динамического добавления элементов.
4. Тщательное документирование кода:
   Даже если свойства и методы являются public, четко документируйте их назначение, ожидаемые входные данные и выходные результаты. Используйте комментарии для указания, какие из них не должны изменяться или использоваться напрямую, чтобы предотвратить некорректное использование другими разработчиками. Для сложных проектов рассмотрите использование UML-подобных диаграмм для визуализации структуры классов.
5. Применение шаблонов проектирования (Design Patterns):
   Шаблоны проектирования – это проверенные временем решения для общих проблем в разработке программного обеспечения. Их применение в ООП-проектах в MATLAB (например, Singleton, Factory, Observer) улучшает читаемость кода, предотвращает типичные ошибки, ускоряет разработку и способствует эффективному общению в команде.
6. Осторожное взаимодействие с встроенными классами MATLAB:
   Избегайте прямого взаимодействия или расширения встроенных классов MATLAB, если на то нет крайней необходимости и если вы не уверены в производительности. Хотя это технически возможно, иногда это может быть значительно медленнее или приводить к нежелательным побочным эффектам по сравнению с созданием собственных, специализированных классов.
7. Оптимизация использования памяти:
   При работе с большим количеством объектов, особенно если они содержат много свойств, рассмотрите возможность использования более легких структур данных или классов-значений, если их поведение подходит для вашей задачи. Помните, что каждый объект несет свою метаинформацию.

Следуя этим рекомендациям, студенты и инженеры могут максимально эффективно использовать мощь объектно-ориентированного программирования в MATLAB, создавая надежные, производительные и легко поддерживаемые решения для широкого круга задач. Таким образом, эти подходы превращают потенциальные ограничения в возможности для более глубокого и осмысленного проектирования программных систем.

Заключение

Объектно-ориентированное программирование в MATLAB представляет собой мощную методологию, которая трансформирует традиционный подход к разработке, позволяя создавать более структурированные, масштабируемые и легко поддерживаемые приложения. Мы проследили эволюцию ООП от его истоков в языке Simula до современной реализации в MATLAB, детально рассмотрев ключевые принципы — абстракцию, инкапсуляцию, наследование и полиморфизм.

MATLAB предлагает полноценный инструментарий для определения классов и объектов, включая свойства, методы, события и слушателей. Особое внимание было уделено критически важному различию между классами-значениями и классами-ссылками, понимание которого является залогом корректного и эффективного проектирования. Мы продемонстрировали практическую реализацию инкапсуляции через атрибуты доступа, наследования с возможностью множественной иерархии и использованием абстрактных классов, а также полиморфизма через переопределение методов, отметив нюансы, связанные с отсутствием прямой поддержки перегрузки методов. Механизм событий и слушателей был представлен как мощное средство для динамического взаимодействия объектов, особенно полезное в реактивных системах.

Анализ инструментов разработки показал, что MATLAB обеспечивает полноценную поддержку ООП-приложений, предоставляя Code Analyzer для выявления проблем и мощный отладчик для глубокого анализа выполнения кода. Практическое применение ООП в MATLAB охватывает широкий спектр задач — от моделирования сложных физических систем и обработки данных до создания пользовательских интерфейсов в App Designer и разработки систем управления.

Однако, наряду с неоспоримыми преимуществами, такими как повышение читабельности кода, упрощение поддержки и масштабируемость, были выявлены и потенциальные ограничения. К ним относятся накладные расходы при вызове методов, что может сказываться на производительности по сравнению с векторизованным кодом, а также влияние ООП на потребление памяти при работе с большим числом объектов. Отсутствие прямой поддержки перегрузки методов и передача параметров по значению по умолчанию также требуют специфических подходов к реализации.

В свете этих нюансов, были предложены лучшие практики, направленные на оптимизацию производительности и памяти, такие как векторизация, предварительное выделение памяти и выбор правильного типа класса (значение или ссылка). Важность документирования, применения шаблонов проектирования и осторожного взаимодействия со встроенными классами MATLAB также подчеркивает необходимость комплексного подхода к ООП-разработке.

Для студентов технических и инженерных вузов, изучающих программирование и численные методы, глубокое понимание ООП в MATLAB не просто академическое упражнение, а критически важный навык. Он позволяет создавать не только функциональные, но и элегантные, поддерживаемые и масштабируемые решения, способные эффективно справляться со сложностью современных инженерных и научных задач. Освоение объектно-ориентированного подхода в MATLAB — это инвестиция в способность проектировать и реализовывать программные системы нового поколения.

Список использованной литературы

1. Ануфриев И. Е., Смирнов А. Б., Смирнова Е. Н. MATLAB 7: Наиболее полное руководство в подлиннике. БХВ-Петербург. 2008. С. 1104.
2. Дьяконов В. П. MATLAB 7.*/R2006/2007. Самоучитель. Москва: ДМК-Пресс, 2008. С. 768.
3. Потемкин В. MATLAB: Среда проектирования инженерных приложений. Диалог-МИФИ, 2009. С. 385.
4. Объектно-ориентированное программирование. Википедия. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0%B1%D1%8A%D0%B5%D0%BA%D1%82%D0%BD%D0%BE-%D0%BE%D1%80%D0%B8%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5 (дата обращения: 11.10.2025).
5. Объектно-ориентированное программирование: принципы, языки программирования и примеры реализации. FAVORIT Pro. URL: https://favorit-pro.com/blog/chto-takoe-oop (дата обращения: 11.10.2025).
6. Принципы ООП. JavaRush. URL: https://javarush.com/groups/posts/1917-printsipi-oop (дата обращения: 11.10.2025).
7. Основные принципы ООП. EPAM Campus. URL: https://campus.epam.com/article/osnovnye-printsipy-oop (дата обращения: 11.10.2025).
8. Объектно-ориентированное программирование: что это, суть — понятия и принципы ООП. Яндекс Практикум. URL: https://practicum.yandex.ru/blog/chto-takoe-oop/ (дата обращения: 11.10.2025).
9. Объектно-ориентированное программирование: принципы и особенности. Otus. URL: https://otus.ru/journal/chto-takoe-oop/ (дата обращения: 11.10.2025).
10. Что такое объектно-ориентированное программирование: принципы, преимущества и недостатки. GoIT Global. URL: https://goit.global/ru/blog/chto-takoe-oop/ (дата обращения: 11.10.2025).
11. Что такое ООП: правила, принципы, примеры. ITSTEP Academy. URL: https://itstep.academy/ru/blog/chto-takoe-oop-pravila-printsipy-primery (дата обращения: 11.10.2025).
12. Сравнение MATLAB и других языков ОО. Exponenta.ru. URL: http://matlab.exponenta.ru/news/oo_matlab.php (дата обращения: 11.10.2025).
13. Роль классов в MATLAB. Документация MathWorks. URL: https://www.mathworks.com/help/matlab/matlab_oop/classes-overview.html (дата обращения: 11.10.2025).
14. Объектно-ориентированное программирование в MATLAB (MLCO). ЦИТМ Экспонента. URL: http://www.exponenta.ru/matlab/mlco/oop.asp (дата обращения: 11.10.2025).
15. Создание класса или объекта MatLab. Radiomaster.ru. URL: https://radiomaster.ru/articles/programmirovanie/matlab/sozdanie-klassa-ili-obekta-matlab.html (дата обращения: 11.10.2025).
16. Примеры реализации классов. Exponenta.ru. URL: http://matlab.exponenta.ru/matlab/mlco/oop_examples.asp (дата обращения: 11.10.2025).
17. Путь к ООП: Взгляд инженера. Habr. URL: https://habr.com/ru/articles/734292/ (дата обращения: 11.10.2025).
18. Объектно-ориентированное программирование в MATLAB. YouTube. URL: https://www.youtube.com/watch?v=FqS-m-3Z-Jc (дата обращения: 11.10.2025).
19. MatLab и ООП, оптимизация. Habr. URL: https://habr.com/ru/articles/123171/ (дата обращения: 11.10.2025).
20. ООП в MATLAB: Пользовательские типы данных. ЦИТМ Экспонента — Дзен. URL: https://dzen.ru/a/ZI0Y6yP081F-Hn4H (дата обращения: 11.10.2025).
21. Инкапсуляция — что это в объектно ориентированном программировании. URL: https://gb.ru/blog/chto-takoe-inkapsulyaciya (дата обращения: 11.10.2025).
22. Инкапсуляция (программирование). Википедия. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%BD%D0%BA%D0%B0%D0%BF%D1%81%D1%83%D0%BB%D1%8F%D1%86%D0%B8%D1%8F_(%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5) (дата обращения: 11.10.2025).
23. Encapsulation | Data Science with MATLAB. URL: https://datascience.mathworks.com/resources/matlab-tutorials/encapsulation-in-matlab (дата обращения: 11.10.2025).
24. Понятие об объектно-ориентированном программировании MatLab. Radiomaster.ru. URL: https://radiomaster.ru/articles/programmirovanie/matlab/ponyatie-ob-obektno-orientirovannom-programmirovanii-matlab.html (дата обращения: 11.10.2025).
25. ООП в графических языках программирования. ч.2 МОП и ООП. Habr. URL: https://habr.com/ru/articles/656157/ (дата обращения: 11.10.2025).
26. Абстрактные классы и члены класса. Документация MathWorks. URL: https://www.mathworks.com/help/matlab/matlab_oop/abstract-classes-and-class-members.html (дата обращения: 11.10.2025).
27. Полиморфизм: что это простыми словами за принцип в ООП. URL: https://karpov.courses/blog/polimorfizm-chto-eto-prostymi-slovami-za-printsip-v-oop (дата обращения: 11.10.2025).
28. ООП: разбираем полиморфизм. Skypro. URL: https://sky.pro/media/oop-razbiraem-polimorfizm/ (дата обращения: 11.10.2025).
29. Polymorphism in MATLAB. GeeksforGeeks. URL: https://www.geeksforgeeks.org/polymorphism-in-matlab/ (дата обращения: 11.10.2025).
30. Subclass Syntax. MATLAB & Simulink — MathWorks. URL: https://www.mathworks.com/help/matlab/matlab_oop/subclass-syntax.html (дата обращения: 11.10.2025).
31. Is MATLAB OOP slow or am I doing something wrong? Stack Overflow. URL: https://stackoverflow.com/questions/21966521/is-matlab-oop-slow-or-am-i-doing-something-wrong (дата обращения: 11.10.2025).
32. Subclassing Multiple Classes. MATLAB & Simulink — MathWorks. URL: https://www.mathworks.com/help/matlab/matlab_oop/subclass-multiple-classes.html (дата обращения: 11.10.2025).
33. Static vs Object Method Performance Considerations. MATLAB Answers — MathWorks. URL: https://www.mathworks.com/matlabcentral/answers/113303-static-vs-object-method-performance-considerations (дата обращения: 11.10.2025).
34. Modify Inherited Methods. MATLAB & Simulink — MathWorks. URL: https://www.mathworks.com/help/matlab/matlab_oop/modify-inherited-methods.html (дата обращения: 11.10.2025).
35. Which Kind of Class to Use. MATLAB & Simulink — MathWorks. URL: https://www.mathworks.com/help/matlab/matlab_oop/which-kind-of-class-to-use.html (дата обращения: 11.10.2025).
36. How to Implement Object-Oriented Programming Principles in MATLAB. YouTube. URL: https://www.youtube.com/watch?v=F_Yw_2Fj7-s (дата обращения: 11.10.2025).
37. Comparison of Handle and Value Classes. MATLAB & Simulink — MathWorks. URL: https://www.mathworks.com/help/matlab/matlab_oop/comparison-of-handle-and-value-classes.html (дата обращения: 11.10.2025).
38. matlab.metadata.abstractDetails — Find abstract methods and properties. MathWorks. URL: https://www.mathworks.com/help/matlab/ref/matlab.metadata.abstractdetails.html (дата обращения: 11.10.2025).
39. Matlab class properties as handles, nested handles and class initialization/constructor and preallocation. Stack Overflow. URL: https://stackoverflow.com/questions/32338600/matlab-class-properties-as-handles-nested-handles-and-class-initialization-co (дата обращения: 11.10.2025).
40. Design Patterns in MATLAB — Part 1. Stackademic. URL: https://stackademic.com/blog/design-patterns-in-matlab-part-1 (дата обращения: 11.10.2025).
41. Why Use Object-Oriented Design. MATLAB & Simulink — MathWorks. URL: https://www.mathworks.com/help/matlab/matlab_oop/why-use-object-oriented-design.html (дата обращения: 11.10.2025).
42. Value vs Handle Classes. YouTube. URL: https://www.youtube.com/watch?v=6P0m_1Gz7-c (дата обращения: 11.10.2025).
43. Taking the Next Step with Object-Oriented Programming in MATLAB. YouTube. URL: https://www.youtube.com/watch?v=SjP5fM7j05w (дата обращения: 11.10.2025).
44. Debugging and Analysis. MATLAB & Simulink — MathWorks. URL: https://www.mathworks.com/help/matlab/matlab_oop/debugging-and-analysis.html (дата обращения: 11.10.2025).
45. What is purpose of abstract property in MATLAB? Stack Overflow. URL: https://stackoverflow.com/questions/69022648/what-is-purpose-of-abstract-property-in-matlab (дата обращения: 11.10.2025).
46. How to Optimize Your MATLAB Code for Better Performance — Top Tips and Techniques. URL: https://matlabacademy.mathworks.com/details/how-to-optimize-your-matlab-code-for-better-performance/ml_optim01 (дата обращения: 11.10.2025).
47. Debugging with MATLAB | Introduction To MATLAB Programming — MIT OpenCourseWare. URL: https://ocw.mit.edu/courses/18-06-linear-algebra-spring-2010/resources/lecture-36-debugging-with-matlab/ (дата обращения: 11.10.2025).
48. Abstract Classes, Methods and Properties. Reddit. URL: https://www.reddit.com/r/matlab/comments/241n9b/abstract_classes_methods_and_properties/ (дата обращения: 11.10.2025).
49. Debug MATLAB Function Blocks. MATLAB & Simulink — MathWorks. URL: https://www.mathworks.com/help/simulink/ug/debug-matlab-function-blocks.html (дата обращения: 11.10.2025).
50. Maximizing MATLAB Performance (Programming and Data Types). URL: https://www.mathworks.com/videos/maximizing-matlab-performance-programming-and-data-types-90176.html (дата обращения: 11.10.2025).
51. Building MATLAB Apps with App Designer. YouTube. URL: https://www.youtube.com/watch?v=Kz6lJ_sM4hE (дата обращения: 11.10.2025).
52. Debugging Class Methods :: Classes and Objects (Programming) — MatLab. URL: https://matlab.izmiran.ru/help/matlab/matlab_oop/bp_classes_and_objects.html (дата обращения: 11.10.2025).
53. Object-Oriented Programming in MATLAB | Master Class with Loren Shure. YouTube. URL: https://www.youtube.com/watch?v=d_kF1_f2K4w (дата обращения: 11.10.2025).
54. matlab — Program in same OOP style as App Designer. Stack Overflow. URL: https://stackoverflow.com/questions/74400588/program-in-same-oop-style-as-app-designer (дата обращения: 11.10.2025).
55. Organize App Data Using MATLAB Classes. MathWorks. URL: https://www.mathworks.com/help/matlab/appdesigner/organize-app-data-using-matlab-classes.html (дата обращения: 11.10.2025).
56. Effective MATLAB Debugging Strategies for Better Results. MoldStud. URL: https://moldstud.com/blog/effective-matlab-debugging-strategies-for-better-results (дата обращения: 11.10.2025).
57. How to Make an Interactive App in MATLAB. YouTube. URL: https://www.youtube.com/watch?v=8X0Z7GjFzV4 (дата обращения: 11.10.2025).
58. Overriding «get»-able properties. MATLAB Answers — MathWorks. URL: https://www.mathworks.com/matlabcentral/answers/393226-overriding-get-able-properties (дата обращения: 11.10.2025).
59. Getting Matlab handles events or properties. Stack Overflow. URL: https://stackoverflow.com/questions/36881768/getting-matlab-handles-events-or-properties (дата обращения: 11.10.2025).
60. Automatic change values, in instance of class, by event. Stack Overflow. URL: https://stackoverflow.com/questions/27649539/automatic-change-values-in-instance-of-class-by-event (дата обращения: 11.10.2025).
61. MATLAB Event Listener Demo. YouTube. URL: https://www.youtube.com/watch?v=uR0y_Y3S1u4 (дата обращения: 11.10.2025).
62. Class Members Access. MATLAB & Simulink — MathWorks. URL: https://www.mathworks.com/help/matlab/matlab_oop/access-to-class-members.html (дата обращения: 11.10.2025).
63. Encapsulation (Access Modifiers) +Array inside class + friend + templates. YouTube. URL: https://www.youtube.com/watch?v=i9Y1W6kFh-w (дата обращения: 11.10.2025).