Object คืออะไร ? มาดูความสำคัญของ อ็อบเจกต์ ในมุมการเขียนโปรแกรมกัน !

Object คืออะไร ? มาดูความสำคัญของ Object ในเชิงของการเขียนโปรแกรมกัน !

ในเชิงของการเขียนโปรแกรม คำว่า "อ็อบเจกต์ (Object)" หรือภาษาไทยก็คือ "วัตถุ" อาจจะฟังดูเป็นคำทั่วไปที่หลายคนเคยได้ยิน แต่จริง ๆ แล้วมันเป็นหนึ่งในแนวคิดที่สำคัญ และทรงพลังที่สุดของการเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุ (Object-Oriented Programming - OOP) ซึ่งเปรียบเสมือนเสาหลักที่ช่วยให้โปรแกรมของเรามีความยืดหยุ่น และใช้งานได้หลากหลายมากยิ่งขึ้น

แล้ว Object คืออะไรกันแน่ ? ทำไมมันถึงมีบทบาทสำคัญต่อการพัฒนาโปรแกรมในยุคปัจจุบัน ? ในบทความนี้จะพาทุกคนไปทำความเข้าใจกับความหมาย, คุณสมบัติ, ประเภท, ตัวอย่าง และประโยชน์ของ Object ที่นักพัฒนาทุกคนควรรู้ 

อ็อบเจกต์ คืออะไร ? (What is Object ?)

ในบริบทของการเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุ (OOP)  คือ หน่วยพื้นฐานที่ใช้ในการจัดการข้อมูล และพฤติกรรมของโปรแกรม คำว่า "Object" สามารถอธิบายได้ว่าเป็นการจำลองวัตถุของจริง หรือแนวคิดเชิงนามธรรมเข้ามาในโปรแกรม เพื่อให้โปรแกรมสามารถทำงานได้อย่างมีโครงสร้าง และเป็นระบบมากขึ้น

สิ่งที่ทำให้ Object มีความพิเศษคือ มันสามารถเก็บข้อมูลที่เป็นตัวแทนของคุณสมบัติต่าง ๆ เช่น สี, ขนาด, หรือ สถานะ พร้อมกับพฤติกรรมที่สามารถทำงานได้ เช่น การเคลื่อนที่, การเปลี่ยนสถานะ ซึ่งสิ่งเหล่านี้จะถูกรวมเข้าไว้ในหน่วยเดียวกัน ทำให้ Object มีทั้งคุณสมบัติ และความสามารถในการทำงานที่เป็นเอกลักษณ์ของตัวเอง

ภาพจาก : https://blog.aigents.co/understanding-object-oriented-programming-concepts-4ddcc0eb3c96

ตัวอย่างเช่น ในการเขียนโปรแกรมเกี่ยวกับ "รถยนต์" รถยนต์แต่ละคันก็สามารถเป็น Object ที่มีคุณสมบัติต่าง ๆ ได้แก่ สี, ยี่ห้อ และรุ่น (ข้อมูล) และยังสามารถมีพฤติกรรมเช่น การเร่งความเร็ว หรือการหยุด (ฟังก์ชัน) การสร้างโปรแกรมด้วย Object ช่วยให้นักพัฒนาจัดการกับข้อมูล และกระบวนการทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นด้วยการนำเอา Object มาใช้ซ้ำ และทำให้โค้ดเข้าใจง่ายขึ้น

คุณสมบัติหลักของ อ็อบเจกต์ (Characteristics of an Object)

Object ใน OOP มีคุณสมบัติหลักอยู่ 3 ประการ ซึ่งคุณสมบัติเหล่านี้จะช่วยให้เราจัดการ และเข้าใจการทำงานของโปรแกรมเชิงวัตถุได้ง่ายขึ้น

1. เอกลักษณ์ (Identity)

Object แต่ละตัวมีเอกลักษณ์เฉพาะที่ทำให้เราแยกแยะ Object หนึ่งจากอีก Object หนึ่งได้ เอกลักษณ์นี้อาจเป็น ตัวระบุเฉพาะ (Unique Identifier) ที่ไม่ซ้ำกันก็ได้

2. สถานะ (State)

Object มีสถานะซึ่งเป็นข้อมูลที่เก็บอยู่ภายใน Object เอง ซึ่งสถานะนี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ระหว่างการทำงานของโปรแกรม ตัวอย่างเช่น รถยนต์อาจมีสถานะ "ความเร็ว" ที่เปลี่ยนแปลงได้เมื่อรถเร่งความเร็วนั่นเอง

3. พฤติกรรม (Behavior)

พฤติกรรมของ Object หมายถึง สิ่งที่มันสามารถทำได้ เช่น การโต้ตอบกับ Object อื่นหรือการเปลี่ยนแปลงสถานะของตัวเอง

ในโปรแกรม สิ่งที่มักถูกกำหนดให้เป็น Object ก็มีดังนี้

• ตัวแปร (Variables) : เก็บค่าและสามารถเปลี่ยนแปลงได้
• โครงสร้างข้อมูล (Data Structures) : ใช้จัดการ และประมวลผลข้อมูล
• ฟังก์ชัน (Functions) : เป็นชุดคำสั่งที่ทำหน้าที่เฉพาะอย่าง
• วิธี (Methods) : เป็นฟังก์ชันที่เป็นส่วนหนึ่งของคลาส และจะถูกรวมอยู่ใน Object ของคลาสนั้น ๆ

Object ไม่เพียงแค่ทำสิ่งต่าง ๆ ได้ แต่ยังสามารถถูกกระทำได้ด้วย ตัวอย่างเช่น ฟังก์ชัน หรือ Methods ใน Object อาจถูกเขียนขึ้นเพื่อแก้ไขข้อมูลภายในตัวแปรหรือโครงสร้างข้อมูลใน Object อื่น ทำให้เกิดการโต้ตอบระหว่าง Object หลาย ๆ ตัวในโปรแกรม

ภาพจาก : https://blog.aigents.co/understanding-object-oriented-programming-concepts-4ddcc0eb3c96

ประเภทของ อ็อบเจกต์ (Types of Object)

Object ในการเขียนโปรแกรมสามารถแบ่งประเภทได้ตามหน้าที่ หรือวิธีการทำงาน ซึ่งแต่ละประเภทจะมีลักษณะเฉพาะตัว โดยประเภทของ Object ที่พบบ่อยก็มีจะดังนี้

1. Function Objects

Function Objects หรือที่บางครั้งเรียกว่า Callable Objects เป็น Object ที่ถูกออกแบบมาเพื่อทำหน้าที่คล้ายกับฟังก์ชัน หรือ Methods ในภาษาโปรแกรม หรือบนระบบปฏิบัติการ สามารถถูกเรียกใช้งานได้เหมือนกับฟังก์ชันปกติ แต่ Function Objects จะมีความยืดหยุ่นมากกว่า เพราะสามารถเก็บสถานะ หรือข้อมูลเพิ่มเติมภายในตัวเองได้ ทำให้มันมีประโยชน์ในสถานการณ์ที่ต้องการฟังก์ชันที่สามารถจัดการข้อมูลเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับการทำงานได้

ตัวอย่างในภาษา Python เราสามารถสร้าง class ที่ทำให้ Object สามารถถูกเรียกเป็นฟังก์ชันได้โดยใช้เมธอด "__call__" ซึ่งทำให้ Object นั้นสามารถเก็บสถานะ และทำงานเป็นฟังก์ชันได้ในเวลาเดียวกัน

2. Immutable Objects

Immutable Objects คือ Object ที่ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงข้อมูลภายในได้หลังจากถูกสร้างขึ้น ข้อมูลและสถานะภายในจะถูกกำหนดตายตัว และไม่สามารถแก้ไขได้ ทำให้ Immutable Objects มีความปลอดภัย และเสถียร โดยเฉพาะในระบบที่ต้องการหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดจากการเปลี่ยนแปลงข้อมูลโดยไม่ได้ตั้งใจ

ตัวอย่างของ Immutable Objects ก็อย่างเช่น Strings ในภาษาโปรแกรมหลาย ๆ ภาษา เช่น Python และ Java นอกจากนี้ยังรวมถึงประเภทข้อมูลอย่าง Tuples ใน Python ซึ่งไม่สามารถเปลี่ยนแปลงค่าได้หลังจากถูกสร้างขึ้น

ภาพจาก : https://www.linkedin.com/pulse/javascript-mutable-immutable-bharath-kumar-murugan

3. Container Objects

Container Objects เป็น Object ที่ทำหน้าที่เก็บ หรือรวบรวม Object อื่น ๆ ภายในตัวของมันเอง โดยที่ Container สามารถเป็นได้ทั้งแบบที่กำหนดขนาดไว้ล่วงหน้า (Fixed size) หรือปรับขนาดได้ (Dynamic size) มักจะถูกใช้ในการจัดการกับข้อมูลหลายชุดพร้อมกัน เช่น การจัดเก็บรายการสินค้าในแอปพลิเคชันอีคอมเมิร์ซ หรือเก็บข้อมูลผู้ใช้ในฐานข้อมูล

ตัวอย่างของ Container Objects ได้แก่ Lists, Arrays, Dictionaries และ Sets ซึ่งทำให้การจัดการข้อมูลในโปรแกรมมีความยืดหยุ่นมากขึ้น

4. Factory Objects

Factory Objects เป็น Object ที่ถูกออกแบบมาเพื่อทำหน้าที่ในการ สร้าง Object อื่น ๆ ขึ้นมาแทนการสร้าง Object ด้วยผู้เขียนโปรแกรมเอง Factory Object ตัวอย่างเช่น หากเราต้องสร้าง Object ที่มีโครงสร้าง หรือการตั้งค่าเฉพาะ Factory จะช่วยทำให้กระบวนการนี้เป็นอัตโนมัติ และควบคุมง่ายขึ้น ลดข้อผิดพลาดที่อาจเกิดจากการสร้าง Object ด้วยตนเองในทุกครั้ง

Design Patterns ที่รู้จักกันดีอย่าง Factory Pattern และ Abstract Factory Pattern เป็นตัวอย่างที่ใช้งาน Factory Objects ในการสร้าง Object ที่ซับซ้อนในระบบที่มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง

การเชื่อมโยงกับ Design Patterns

Design Patterns เป็นรูปแบบการออกแบบซอฟต์แวร์ที่ช่วยแก้ปัญหาในการพัฒนาโปรแกรม โดย Design Patterns ไม่ได้เป็น Object เอง แต่เป็นวิธีการออกแบบที่นักพัฒนาสามารถนำมาใช้เพื่อสร้าง Object ที่ทำงานได้ตรงตามความต้องการในสถานการณ์ต่าง ๆ เช่น การใช้ Factory Objects ใน Factory Pattern เพื่อสร้าง Object ใหม่ตามความต้องการของระบบโดยไม่ต้องระบุคลาสที่แน่นอนไว้ล่วงหน้า

ภาพจาก : https://medium.com/@byte.talking/design-patterns-object-oriented-software-design-0f454d630c9b

ตัวอย่างของ อ็อบเจกต์ ในโปรแกรม (Examples of Object)

เพื่อให้เข้าใจง่ายขึ้น เราลองมาพิจารณา ตัวอย่างของ Object ในการพัฒนาโปรแกรมที่เกี่ยวกับระบบการจัดการข้อมูลในบริษัท สมมุติว่าเราต้องการสร้างโปรแกรมที่จัดการพนักงาน พนักงานแต่ละคนสามารถถือเป็น Object ได้ โดยมีคุณสมบัติ (ข้อมูล) เช่น ชื่อ, ตำแหน่ง, เงินเดือน และพฤติกรรมที่เกี่ยวข้อง เช่น การทำงาน, การเลื่อนตำแหน่ง และการคำนวณโบนัส

ภาพจาก : https://www.epitech-it.es/9-characteristics-of-a-programmer/

ในกรณีนี้ "พนักงาน" แต่ละคนคือ Object ที่มีข้อมูลเฉพาะตัว และสามารถกระทำสิ่งต่าง ๆ ในโปรแกรมได้ การใช้ Object ช่วยให้เราจัดการกับข้อมูลของพนักงานได้ง่ายขึ้น และสามารถนำ Object ของพนักงานกลับมาใช้ซ้ำในส่วนอื่น ๆ ของโปรแกรมได้อย่างสะดวก

ข้อดี-ข้อเสียของการใช้ อ็อบเจกต์ ในการเขียนโปรแกรม (Pros and Cons of using Objects in Programming)

การใช้ Object ในการเขียนโปรแกรมกลายเป็นแนวทางที่ได้รับความนิยม เนื่องจากภาษาโปรแกรมสมัยใหม่ส่วนใหญ่รองรับหลักการเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุ (OOP) ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการพัฒนาโปรแกรมในหลายด้าน ประโยชน์หลัก ๆ ของการใช้ Object ก็มีดังนี้

ข้อดีของการใช้ Object

1. การนำโค้ดกลับมาใช้ซ้ำได้ง่าย (Code Reusability)

Object ช่วยให้การนำโค้ดที่เขียนไว้แล้วกลับมาใช้ซ้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ นักพัฒนาไม่จำเป็นต้องเขียนโค้ดใหม่ทุกครั้งเมื่อมีฟังก์ชันที่ต้องการใช้งานซ้ำ ๆ Object สามารถปรับเปลี่ยน หรือขยายฟังก์ชันการทำงานได้ตามความต้องการ ซึ่งช่วยลดเวลาการพัฒนา และทำให้การจัดการโค้ดเป็นระเบียบมากขึ้น ตัวอย่างเช่น Object ที่สร้างขึ้นเพื่อจัดการข้อมูลของผู้ใช้ สามารถนำมาใช้ใหม่กับโปรแกรมอื่น ๆ ได้เพียงแค่เปลี่ยนแปลงคุณสมบัติบางประการ

2. การแก้ไขข้อผิดพลาดได้ง่ายขึ้น (Easier Debugging and Maintenance)

เมื่อโปรแกรมเกิดข้อผิดพลาด การใช้ Object ช่วยให้นักพัฒนาสามารถโฟกัสเฉพาะส่วนของ Object ที่มีปัญหาได้โดยตรง แทนที่จะต้องตรวจสอบโค้ดทั้งหมด การจัดแยกความรับผิดชอบตาม Object ทำให้การระบุ และแก้ไขข้อผิดพลาดทำได้ง่าย และรวดเร็วมากขึ้น นอกจากนี้หาก Object ใดมีปัญหา ก็สามารถแทนที่ด้วย Object ใหม่ได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนโค้ดทั้งโปรแกรม

3. การปกปิดรายละเอียดการทำงานภายใน (Encapsulation)

Encapsulation หรือการห่อหุ้มข้อมูลเป็นหนึ่งในคุณสมบัติที่สำคัญของ Object ซึ่งช่วยให้ข้อมูล และฟังก์ชันที่ไม่จำเป็นต้องเปิดเผยต่อผู้ใช้งานภายนอกถูกเก็บซ่อนไว้ภายใน Object ทำให้การทำงานภายใน Object นั้นปลอดภัยจากการเข้าถึงโดยไม่ตั้งใจ หรือการแก้ไขจากภายนอก วิธีนี้ทำให้โค้ดมีความปลอดภัยมากขึ้น เพราะนักพัฒนาสามารถควบคุมได้ว่า Object ใดจะเปิดเผยข้อมูล หรือฟังก์ชันให้ Object อื่นเข้าถึงได้

4. ความเป็นโมดูลาร์ (Modularity)

Object ทำให้โปรแกรมมีโครงสร้างที่เป็นโมดูลและยืดหยุ่นมากขึ้น แต่ละ Object ทำงานเป็นอิสระจากกัน ทำให้นักพัฒนาสามารถปรับปรุง แก้ไข หรือเพิ่มเติมฟังก์ชันใหม่ในโปรแกรมโดยไม่ต้องทำให้โค้ดทั้งหมดมีการเปลี่ยนแปลง การออกแบบที่เป็นโมดูลแบบนี้ยังช่วยให้ทีมพัฒนาหลายคนสามารถทำงานพร้อมกันได้โดยที่ไม่ต้องกระทบกับโค้ดส่วนอื่น ๆ

5. การออกแบบโครงสร้างที่สมจริง (Real-World Mapping)

การใช้ Object ช่วยให้นักพัฒนาสามารถจำลองวัตถุในโลกความจริงเข้าสู่โปรแกรมได้อย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยคุณสมบัติที่ใกล้เคียงกับสิ่งที่เกิดขึ้นจริงในชีวิตประจำวัน เช่น การจำลอง Object ของรถยนต์หรือผู้ใช้ ซึ่งทำให้โปรแกรมเข้าใจง่ายขึ้น และสื่อสารระหว่างทีมพัฒนาได้ดีขึ้น

ข้อเสียของการใช้ Object ในการเขียนโปรแกรม

แม้ว่าการใช้ Object และการเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุ (OOP) จะมีประโยชน์มากมาย แต่ก็ยังมีข้อจำกัดอยู่

1. แนวคิดเข้าใจยาก

การเขียนโปรแกรมโดยใช้ Object และการทำความเข้าใจกับหลักการเชิงวัตถุอาจเป็นเรื่องที่ซับซ้อนสำหรับผู้ที่เพิ่งเริ่มต้น โดยเฉพาะแนวคิดเรื่องการสืบทอด (Inheritance), พหุสัณฐาน (Polymorphism), และการห่อหุ้มข้อมูล (Encapsulation) ซึ่งอาจทำให้ผู้เรียนรู้ใหม่ ๆ สับสนได้ การเขียนโปรแกรมแบบเชิงกระบวนการ (Procedural Programming) ที่เน้นการแบ่งโค้ดออกเป็นขั้นตอนทีละขั้น อาจจะง่ายกว่าในช่วงเริ่มต้น

2. ขนาดของโปรแกรมใหญ่ขึ้น

โปรแกรมที่พัฒนาโดยใช้ OOP มักจะมีขนาดใหญ่เนื่องจากการออกแบบ Object และการจัดการโครงสร้างแบบวัตถุ ทำให้โค้ดมีความซับซ้อนขึ้น โดยเฉพาะเมื่อโปรแกรมเติบโตหรือขยายตัวไปสู่โครงการขนาดใหญ่ อาจทำให้การจัดการทรัพยากร และพื้นที่จัดเก็บซับซ้อนมากยิ่งขึ้น

3. ความเร็วในการทำงานลดลง

ในบางกรณี โปรแกรมที่เขียนด้วย OOP อาจทำงานช้ากว่าโปรแกรมที่ใช้วิธีการเขียนแบบอื่น เนื่องจากโครงสร้างของ Object ที่มีความซับซ้อนมากกว่า ตัวอย่างเช่น การทำงานของ Object ที่ต้องมีการเรียกใช้หลาย Methods หรือต้องทำงานผ่านหลายขั้นตอน อาจทำให้ประสิทธิภาพการทำงานของโปรแกรมลดลง โดยเฉพาะเมื่อมีการใช้งาน Object เป็นจำนวนมากในเวลาเดียวกัน

4. การวางแผนโครงสร้างต้องใช้เวลา

การออกแบบ และวางแผนโครงสร้าง Object ในโปรแกรมขนาดใหญ่ต้องการการวิเคราะห์ และการวางแผนที่ดี หากไม่มีการจัดโครงสร้างที่ชัดเจน และรัดกุม โปรแกรมอาจจะซับซ้อนเกินไปจนทำให้ยากต่อการจัดการ ดังนั้นนักพัฒนาต้องมีความรู้ความเข้าใจใน OOP อย่างละเอียดก่อนที่จะเริ่มพัฒนาโปรแกรมในโครงการขนาดใหญ่

บทสรุปของ อ็อบเจกต์ (Object Conclusions)

Object ในการเขียนโปรแกรมเป็นแนวคิดที่ทรงพลัง และเป็นแกนหลักในกระบวนการพัฒนาโปรแกรมสมัยใหม่ โดยมันช่วยให้นักพัฒนาสามารถจัดการข้อมูล และพฤติกรรมได้อย่างมีระบบ และยืดหยุ่นมากขึ้น คุณสมบัติสำคัญต่าง ๆ ของ Object ช่วยในการจัดโครงสร้างโปรแกรม และเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน

การใช้ Object ไม่เพียงแต่ทำให้โค้ดง่ายต่อการนำกลับมาใช้ซ้ำ และแก้ไขได้ง่าย แต่ยังช่วยเพิ่มความปลอดภัยผ่านการปกปิดข้อมูลภายใน แม้การใช้ Object อาจเพิ่มความซับซ้อนในบางกรณี แต่ประโยชน์ที่ได้รับจากการพัฒนาโปรแกรมด้วย Object ก็ทำให้มันเป็นสิ่งสำคัญของการพัฒนาโปรแกรมในปัจจุบันนั่นเอง