面向对象的概念

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面 向 对 象 的 方 法
面向对象的基本概念
——继承 继承
继承对于软件复用有着重要意义， 继承对于软件复用有着重要意义，是 面向对象技术能够提高软件开发效率 的重要原因之一。 的重要原因之一。 定义： 定义：特殊类的对象拥有其一般类的 全部属性与服务， 全部属性与服务，称作特殊类对一般 类的继承。 类的继承。 例如：将轮船作为一个一般类，客轮 例如：将轮船作为一个一般类， 便是一个特殊类。 便是一个特殊类。
C++: 兼容原有 语言，加入面向对象的有关内容 兼容原有C语言 语言， 和规则
面 向 对 象 的 方 法
程序设计方法的发展历程
程序的目的： 程序的目的：用于数学计算 主要工作：设计求解问题的过程 主要工作：
——面向过程的程序设计方法 面向过程的程序设计方法 面向过程
缺点：对于庞大、复杂的程序难以开发 缺点：对于庞大、 和维护
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——封装 封装 利用抽象数据类型将数据和基于数据的操 作封装在一起 ——继承 继承 存在于面向对象程序的两个类之间的一种 关系。 关系。 当一个类拥有另一个类的所有数据和操作 就称这两个类之间具有继承关系； 时，就称这两个类之间具有继承关系；被继承 的类称为父类或基类， 的类称为父类或基类，继承了父类属性的类称 为子类或派生类
——面向过程的结构化程序设计方法 面向过程 结构化程序设计方法 过程的 缺点：可重用性差、数据安全性差、 缺点：可重用性差、数据安全性差、 难以开发图形界面的应用
– 把数据和处理数据的过程分离为相互独 立的实体。 – 当数据结构改变时，所有相关的处理过 程都要进行相应的修改。 – 每一种相对于老问题的新方法都要带来 额外的开销。 – 图形用户界面的应用，很难用过程来描 述和实现，开发和维护都很困难。
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面 向 对 象 的 方 法
面向对象的基本概念
——对象 对象
一般意义上的对象： 一般意义上的对象：
– 是现实世界中一个实际存在的事物。 – 可以使有形的（比如一辆汽车），也可 以是无形的（比如一项计划）。 – 是构成世界的一个独立单位，具有：
静态特征：可以用某种数据来描述 动态特征：对象所表现的行为或具有的功能
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手表： 手表：类 老王的手表： 老王的手表：对象
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计算机世界
现实世界 映射
对象
实 例 化 抽 象
实体
抽 象
类
计算机 逻辑的 实现
抽象数据类
前属性 状态：对象的静态属性 行为：对象的操作 标志：用以区分
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调整时间
显示时间
报时
状态 （种类 指示时间 上弦 …） ）
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面 向 对 象 的 方 法
程序设计方法的发展历程
优点： 优点：
——面向对象的方法 面向对象的方法 面向对象
– 程序模块间的关系更为简单，程序模块 的独立性、数据的安全性就有了良好的 保障。 – 通过继承与多态性，可以大大提高程序 的可重用性，使得软件的开发和维护都 更为方便。
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面 向 对 象 的 方 法
面向对象的基本概念
——封装 封装
把对象的属性和服务结合成一个独立 的系统单位。 的系统单位。 尽可能隐蔽对象的内部细节。对外形 尽可能隐蔽对象的内部细节。 成一个边界（或者说一道屏障）， ），只 成一个边界（或者说一道屏障），只 保留有限的对外接口使之与外部发生 联系。 联系。
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面 向 对 象 的 方 法
程序设计方法的发展历程
——面向对象的方法 面向对象 面向对象的方法
将数据及对数据的操作方法封装在一 作为一个相互依存、 起，作为一个相互依存、不可分离的 整体——对象。 对象。 整体 对象 对同类型对象抽象出其共性，形成类。 对同类型对象抽象出其共性，形成类。 类通过一个简单的外部接口， 类通过一个简单的外部接口，与外界 发生关系。 发生关系。 对象与对象之间通过消息进行通讯。 对象与对象之间通过消息进行通讯。
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面 向 对 象 的 方 法
程序设计方法的发展历程
优点： 优点：
——面向过程的结构化程序设计方法 面向过程的结构化程序设计方法 面向过程
有效地将一个较复杂的程序系统设计 任务分解成许多易于控制和处理的子任务， 便于开发和维护。
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面 向 对 象 的 方 法
程序设计方法的发展历程
软件的质量 外部质量：软件中与用户和维护人员有关的 ——正确性 ——健壮性 ——可扩充性 ——可复用性 ——其他（兼容性，效率，可移植性…） 内部质量：与开发人员有关的 ——可读性 ——可维护性
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• 面向对象方法的提出
Simula I 1966 Smalltalk-80 1980 Lisp Object Pascal C++ JAVA
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面 向 对 象 的 方 法
程序设计方法的发展历程
设计思路
——面向过程的结构化程序设计方法 面向过程 结构化程序设计方法 过程的
– 自顶向下、逐步求精。采用模块分解与 功能抽象，自顶向下、分而治之。
程序结构： 程序结构：
– 按功能划分为若干个基本模块，形成一 个树状结构。 – 各模块间的关系尽可能简单，功能上相 对独立；每一模块内部均是由顺序、选 择和循环三种基本结构组成。 – 其模块化实现的具体方法是使用子程序。
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特点： 特点：将数据 及数据的操做 封装在一起
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• 对象、实体与类
对象： 对象：现实世界中某个具体的物理实体在计算 机逻辑中的映射和体现 类：是一种抽象的数据类型，是同种对象的集 是一种抽象的数据类型， 合与抽象。 合与抽象。属于类的某一个对象则被称为类的 一个实例 鸭子： 鸭子：类 那只红嘴巴的鸭子： 那只红嘴巴的鸭子：对象
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面 向 对 象 的 方 法
面向对象的基本概念
——多态性 多态性
多态是指在一般类中定义的属性或行 被特殊类继承之后， 为，被特殊类继承之后，可以具有不 同的数据类型或表现出不同的行为。 同的数据类型或表现出不同的行为。 这使得同一个属性或行为在一般类及 其各个特殊类中具有不同的语义。 其各个特殊类中具有不同的语义。 例如： 例如：
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面 向 对 象 的 方 法
面向对象的基本概念
——类 类
面向对象方法中的"类 面向对象方法中的 类"
– 具有相同属性和服务的一组对象的集合 – 为属于该类的全部对象提供了抽象的描述， 包括属性和行为两个主要部分。 – 类与对象的关系： 犹如模具与铸件之间的关系，一个属于某 类的对象称为该类的一个实例。
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面 向 对 象 的 软 件 开 发
系统分析
系统分析阶段应该扼要精确地抽象出 系统必须做什么， 系统必须做什么，但是不关心如何去 实现。 实现。 面向对象的系统分析， 面向对象的系统分析，直接用问题域 中客观存在的事物建立模型中的对象， 中客观存在的事物建立模型中的对象， 对单个事物及事物之间的关系， 对单个事物及事物之间的关系，都保 留他们的原貌，不做转换， 留他们的原貌，不做转换，也不打破 原有界限而重新组合， 原有界限而重新组合，因此能够很好 地映射客观事物。 地映射客观事物。
面向对象的语言
优点： 优点：
使程序能够比较直接地反问题域的本 来面目，软件开发人员能够利用人类认识 事物所采用的一般思维方法来进行软件开 发。
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面向对象程序设计的基本概念
一、面向对象思想的由来 程序设计方法的前期发展 软件危机 估计不准确 用户不满意 不可维护 没有适当的文档资料 面向机器 面向过程
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面 向 对 象 的 方 法
面向对象的基本概念
——类 类
分类——人类通常的思维方法 人类通常的思维方法 分类 分类所依据的原则——抽象 分类所依据的原则 抽象
– 忽略事物的非本质特征，只注意那些与 当前目标有关的本质特征，从而找出事 物的共性，把具有共同性质的事物划分 为一类，得出一个抽象的概念。 – 例如，石头、树木、汽车、房屋等都是 人们在长期的生产和生活实践中抽象出 的概念。
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• 面向对象程序设计方法的特点
——抽象： 抽象： 抽象 通过从特定的实例中抽取共同的性质以形 一般化的概念的过程 两类：过程抽象，数据抽象 两类：过程抽象， 面向对象的软件开发方法的主要特点之一就 是采用数据抽象的方法 数据抽象包含了模块化和信息隐藏 原理：数据抽象，行为共享，进化， 原理：数据抽象，行为共享，进化，确定性
计 算 机 语 言 的 发 展
面向对象的语言
出发点： 出发点：
–更直接地描述客观世界中存在的事物 (对象)以及它们之间的关系。
特点： 特点：
–是高级语言。 –将客观事物看作具有属性和行为的对象。 –通过抽象找出同一类对象的共同属性和 行为，形成类。 –通过类的继承与多态实现代码重用
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计 算 机 语 言 的 发 展
——可重用性 ——可扩展性 —— ——可管理性 • 面向对象程序设计语言 ——纯粹的 纯粹的OOP 纯粹的 （Object-c, Eiifel, Smalltalk 80） ） ——混合型 混合型
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• 消息
——什么是消息？ 什么是消息？ 什么是消息 对象之间相互请求或相互协作的途径 三个性质： 三个性质：1. 同一对象可接收不同形式的多个 消息， 消息，产生不同的响应 2. 相同形式的消息可以送给不同对 象，所作出的响应可以是不同的 3. 对消息的响应并不是必须的