『编程基础』OOP-面向对象编程

概述

OOP（Object-oriented Programming，面向对象的程序设计）是一种计算机编程架构。OOP的一条基本原则是计算机程序由单个能够起到子程序作用的单元或对象组合而成。
OOP达到了软件工程的三个主要目标：重用性、灵活性和扩展性。
OOP=对象+类+继承+多态+消息，其中核心概念是类和对象。
面向对象程序设计方法是尽可能模拟人类的思维方式，使得软件的开发方法与过程尽可能接近人类认识世界、解决现实问题的方法和过程，也即使得描述问题的问题空间与问题的解决方案空间在结构上尽可能一致，把客观世界中的实体抽象为问题域中的对象。
面向对象程序设计以对象为核心，该方法认为程序由一系列对象组成。类是对现实世界的抽象，包括表示静态属性的数据和对数据的操作，对象是类的实例化。对象间通过消息传递相互通信，来模拟现实世界中不同实体间的联系。在面向对象的程序设计中，对象是组成程序的基本模块。

三个特性

封装

封装是指将现实世界中存在的某个客体的属性与行为绑定在一起，并放置在一个逻辑单元内。该逻辑单元负责将所描述的属性隐藏起来，外界对客体内部属性的所有访问只能通过提供的用户接口实现。
这样做既可以实现对客体属性的保护作用，又可以提高软件系统的可维护性。
只要用户接口不改变，任何封装体内部的改变都不会对软件系统的其他部分造成影响。
结构化设计方法没有做到客体的整体封装，只是封装了各个功能模块，而每个功能模块可以随意地对没有保护能力客体属性实施操作，并且由于描述属性的数据与行为被分割开来，所以一旦某个客体属性的表达方式发生了变化，或某个行为效果发生了改变，就有可能对整个系统产生影响。
在面向对象技术的相关原理以及程序语言中，封装的最基本单位是对象，而使得软件结构的相关部件的实现“高内聚、低耦合”的“最佳状态”便是面向对象技术的封装性所需要实现的最基本的目标。
对于用户来说，对象是如何对各种行为进行操作、运行、实现等细节是不需要刨根问底了解清楚的，用户只需要通过封装外的通道对计算机进行相关方面的操作即可。大大地简化了操作的步骤，使用户使用起计算机来更加高效、更加得心应手。

继承

继承性是子类自动共享父类数据结构和方法的机制，这是类之间的一种关系。在定义和实现一个类的时候，可以在一个已经存在的类的基础之上来进行，把这个已经存在的类所定义的内容作为自己的内容，并加入若干新的内容。
如果按照继承源进行划分，则可以分为单继承（一个对象仅仅从另外一个对象中继承其相应的特点）与多继承（一个对象可以同时从另外两个或者两个以上的对象中继承所需要的特点与能力，并且不会发生冲突等现象）；如果从继承中包含的内容进行划分，则继承可以分为四类，分别为取代继承（一个对象在继承另一个对象的能力与特点之后将父对象进行取代）、包含继承（一个对象在将另一个对象的能力与特点进行完全的继承之后，又继承了其他对象所包含的相应内容，结果导致这个对象所具有的能力与特点大于等于父对象，实现了对于父对象的包含）、受限继承、特化继承。

多态

多态性是指相同的操作或函数、过程可作用于多种类型的对象上并获得不同的结果。不同的对象，收到同一消息可以产生不同的结果，这种现象称为多态性。
多态性允许每个对象以适合自身的方式去响应共同的消息。
从微观的角度来讲，多态性是指在一组对象的一个类中，面向对象技术可以使用相同的调用方式来对相同的函数名进行调用，即便这若干个具有相同函数名的函数所表示的函数是不同的。

优点

易维护、易复用、易扩展，由于面向对象有封装、继承、多态性的特性，可以设计出低耦合的系统，使系统 更加灵活、更加易于维护。
比较面向对象程序设计和面向过程程序设计，面向对象程序设计的优点：

• 数据抽象的概念可以在保持外部接口不变的情况下改变内部实现，从而减少甚至避免对外界的干扰；
• 通过继承大幅减少冗余的代码，并可以方便地扩展现有代码，提高编码效率，也减低了出错概率，降低软件维护的难度；
• 结合面向对象分析、面向对象设计，允许将问题域中的对象直接映射到程序中，减少软件开发过程中中间环节的转换过程；
• 通过对对象的辨别、划分可以将软件系统分割为若干相对为独立的部分，在一定程度上更便于控制软件复杂度；
• 以对象为中心的设计可以帮助开发人员从静态（属性）和动态（方法）两个方面把握问题，从而更好地实现系统；
• 通过对象的聚合、联合可以在保证封装与抽象的原则下实现对象在内在结构以及外在功能上的扩充，从而实现对象由低到高的升级。

缺点

• 运行效率较低
  类的大量加载会牺牲系统性能，降低运行速度。虽然CPU速度在提高，内存容量在增加，但这一问题仍会随着系统规模变大而逐渐显示出来，变得越发严重。
• 类库庞大
  由于类库都过于庞大，程序员对它们的掌握需要一段时间，从普及、推广的角度来看，类库应在保证其功能完备的基础上进行相应的缩减。
• 类库可靠性
  越庞大的系统必会存在我们无法预知的问题隐患，程序员无法完全保证类库中的每个类在各种环境中百分之百的正确，当使用的类发生了问题，就会影响后续工作，程序员也有可能推翻原来的全部工作。