面向对象程序设计概述

结构化程序设计
程序
模块 1
模块 2
模块 3
1.1 1.2 1.3 2.1 2.2 3.1 3.2
1.3.1 1.3.2 1.3.3
3.1.1 3.1.2
例如：输入一组整数，统计正整数和负整 数的个数。按照结构化程序设计的思想，可以 将其拆分为以下的子任务：
1. 读入数据； 2.统计正数、负数的个数;
每个对象由对象标识符唯一标识
§1.2 面向对象的基本概念
对象（object）
圆
对象名
圆心位置
半径
属性
颜色
r
移动 面积
操作
§1.2 面向对象的基本概念
对象（object）
特点1. 以数据为中心。
对象是由数据及有权对这些数据施加的 操作组成的统一体，这些操作围绕着对其数 据所需进行的处理来设置，操作的结果也与 这些数据的值相关。
§1.2 面向对象的基本概念
类（class）
r3
r1
r2
obj1
obj2
obj3
类是对具有相同属性和方法的一组相似 对象的抽象描述。
§1.2 面向对象的基本概念
自行车对象
数据抽象
自行车类
属性：架子尺寸 车轮尺寸 颜色 原材料
操作：转弯 移动 修理
§1.2 面向对象的基本概念
类（class）
类
对象
AL中的内容与数字9相 加，结果存入累加器AL
编程语言的发展史
机器语言
汇编语言 高级语言 面向对象语言
汇编语言是机器语言的符号化表示。
语句 序号
1
2 3
汇编语言 程序
MOV AL,8
ADD AL,9
HLT
语句功能
把数字8送到累加器AL 中
AL中的内容与数字9相 加，结果存入累加器AL
停止操作
编程语言的发展史
消息（message）
消息有三部分组成：① 接收消息的对象 ② 消息名 ③ 零个或多个变元
如：MyCircle.Show(Red)
§1.2 面向对象的基本概念
消息（message）
同一对象可接收不同形式的多个消息，产生 不同的响应； 同一个消息可以发给不同的对象，所做出的 响应可以截然不同； 发送方不需要知道接受方如何对请求予以响 应的。
机器语言
汇编语言 高级语言 面向对象语言
高级语言采用人类语言和表达习 惯的符号和表达式来编制程序
C main() 语 { int al; 言 al=8+9; 程 printf(“%d\n”,al); 序}
编程语言的发展史
机器语言 汇编语言 高级语言 面向对象语言
？
第一章 面向对象程序设计概述
面向对象思想的由来 面向对象的基本概念 面向对象程序的特性 面向对象的程序设计 面向对象程序设计语言
§1.3 面向对象程序的特性
class CCompanyStaff
//封装单元（类）
{/* 行为封装 */
public:
//外部接口标志
void SetBasicSal( float ); //设置基本工资
float GetBasicSal ( void ); //查询基本工资
float CalculateSal( float, float ); //计算实际发放工资
特点3. 实现了数据封装。
对象的数据和操作完全被封装在对象的 内部，对外是隐蔽、不可见的。对对象内部 数据的访问和处理只能通过共有的操作进行。
§1.2 面向对象的基本概念
对象（object）
特点4. 本质上具有并行性。
不同对象各自独立地处理自身的数据， 彼此通过发消息传递信息完成通信。
§1.2 面向对象的基本概念
§1.2 面向对象的基本概念
对象（object）
特点2. 对象是主动的。
对象是进行处理的主体。当系统需要完 成某对象内部的某个操作时，不能从外部直 接加工该对象自己的数据，而是必须通过公 共接口向该对象发消息，请求该对象执行某 个操作，处理相关的数据。
§1.2 面向对象的基本概念
对象（object）
例如：一个简单的学生成绩管理系统用来管 理若干个学生的信息。
class SS { private:
char number[10]; char name[10]; int dailyScore; int finalScore ; float generalScore; int place ;
public: void readData( ); void calcuScore( ); void printOut( ); friend void sortScore(SS stu[ ],int n) ; };
3. 输出结果；
正整数个数为0；负整数个数0；
取第一个整数：
重复至 统计完
1 如果该数大于 0，正整数个数加1； 2 如果该数小于0，负整数个数加1； 3 取下一个整数；
例如：一个简单的学生成绩管理系统用来管理 若干个学生的信息。包括学号、姓名、某门课 的平时成绩、期末成绩、总评成绩和名次。
typedef struct studentScore
§1.1 面向对象思想的由来
软件危机
软件危机首次爆发于二十世纪六十年代。 在大型程序设计中，人们发现投入大量的人力、 物力、时间开发出的软件，其成本、效率、质 量等方面却处于失控状态，尤其软件维护异常 困难。程序的修改扩充往往需要大量重复性投 入。
§1.1 面向对象思想的由来
软件危机产生的原因
1 软件开发者不熟悉用户问题的领域，或没有 理解用户需求，软件产品与要求不一致。
/* 数据封装 */
❖可重用性差 ❖可维护性差
§1.1 面向对象思想的由来
面向对象技术追求的是软件 系统对现实世界的直接模拟，尽 量实现将现实世界中的事物直接 映射到软件系统的解空间。
§1.1 面向对象思想的由来
现实问题空间
面向对象解空间
➢物质： 一辆白色 的自行车
➢意识： 自行车
抽象性
➢具体事物： “对象”—— 自行车类的实例
语言支持 Pascal、 C C++、Java
§1.1 面向对象思想的由来
结构化程序设计
程序 = 算法 + 数据结构
结构化程序设计的基本思想是采用自顶向下、逐 步细化的设计方法和单入单出的控制结构。这种设 计方法的着眼点是面向过程的，特点是将数据与程 序分开存储，即数据与数据处理分离。
§1.1 面向对象思想的由来
for (i=0;i<n; i++) stu[i].calcuScore( );
sortScore( stu,5) ;
for (i=0;i<n;i++) stu[i].printOut( );
}
• 若在类SS中增加 int experiScore; 表示实验成绩，总评成绩 计算方法改变，则类的成员函数代码需做相应地改造，但
主函数的代码不需做任何变动。
§1.2 面向对象的基本概念
对象（object）
一般意义上的对象指的是一个实体 的实例，在这个实体中包括了特定的数 据和对这些数据的操作。
§1.2 面向对象的基本概念
对象（object）
封装的实体 = 数据+方法(操作)
数据：属性或状态 方法：作用于数据上的操作 封装：属性的访问和变化通过方法完成
学生的总评成绩计算方法修改为： • 总评成绩=平时成绩*0.2+实验成绩*0.2+期末
成绩*0.6。 • 显然，类型SS中需要增加一个数据项
int experiScore; 表示实验成绩。同时，所 有的函数代码都应该作相应地修改
§1.1 面向对象思想的由来
结构化程序设计
缺点
❖以过程为中心，打破事物间的相互 关联，给后续开发带来困难
面向对象程序设计
编程语言的发展史
机器语言 汇编语言 高级语言 面向对象语言
编程语言的发展史
机器语言 汇编语言 高级语言 面向对象语言
机器语言是由一连串机器指令序 列形成的程序设计工具。
指令 序号
1
2
机器语言 程序
1011000 0
0000100 0
0000010 0
0000100 1
指令功能
把数字8送到累加器AL 中
void sortScore（SS stu[ ],int n）;
//根据总评成绩排名，得出每个学生的place值
void printOut（SS stu[ ],int n）;
//按一定的格式输出n个学生的完整信息
例如：一个简单的学生成绩Βιβλιοθήκη 理系统用来管 理若干个学生的信息。
• 现在，需求改变了： • 在C语言课程中，需要增加实验成绩这一项，
o 类与对象的关系 • 类是对象的抽象 • 对象是类的实例
§1.2 面向对象的基本概念
教师群体
教师类
教师1 教师2 教师3
…
教师N
属性： 行为：
教师号 获取教师号
姓名 获取姓名
年龄 获取年龄
…
…
职称 获取职称
对象
对象(教师1) 对象(教师2) 对象(教师3)
…
对象(教师N)
§1.2 面向对象的基本概念
§1.2 面向对象的基本概念
方法(Method)
• 描述对象的动态特征或行为 是对象与外界的接口
• 作用
– 改变对象的属性 – 返回对象的属性
object 1 object 2
§1.2 面向对象的基本概念
方法(Method)
• 操作的方式
以某种方式操纵数据的操作（如增、删、 查询、选择）；