第十七天 面向对象基础

 

1 第五章 面向对象基础篇

1.1 面向对象基本概念

早期的程序经历了“面向问题”和“面向过程”的阶段，随着计算机的发展那以及解决问题的复杂性的提高，以往的程序设计方法已经不能够适应相待的软件技术要求，于是，从20世纪70年代开始，相继出现了多种面向对象的程序设计语言，想C++、Smalltalk、Java等都是比较熟知的符合面向对象设计的语言。现在，面向对象的概念和应用已经超越了程序设计和软件开发，扩展到很宽的范围，如苏据库系统、交互式界面。应用结构、应用平台、分布式系统、网络管理结构、CAD技术、人工智能等领域。

提示：实例了解“面向过程”和“面向对象”的概念。

例如，现在有两位师傅“面向过程”和“面向对象”要设计一个首饰盒：

（1）“面向过程”：用户提出哪些要求，师傅就针对用户的要求进行制作，直接制作出一个完整的整体，本身也不准备好做首饰盒所需要的工具，而是需要什么再单独拿出来做。

（2）“面向对象”：针对用户提出的要求进行分析，并将分析的结果设计完成一张完整的图纸，与需求的用户确认，然后将一切的准备工作全部处理完之后再分块制作，最后将各个小的部分组装在一起。

对比一下可以发现，“面向对象”师傅要比“面向过程”师傅更能适应用户的变化，而一旦用户有变化之后，“面向过程”师傅基本上要推倒重做，而“面向对象”师傅却可以适应变化。

对于面向对象的程序设计有封装行、继承性、多态性3个主要特性。

1.1.1 封装性

封装是面向对象的方法所应遵循的一个重要原则它有两个含义，一是指把对象的属性和行为看成一个密不可分的整体，将这两者“封装”在一个不可分割的对象中；另一层含义指“信息隐蔽”，把不需要让外界知道的信息隐藏起来，有些对象的属性及行为允许外界用户知道和使用，但不允许更改，而另一些属性或行为，则不允许外界知道，或只允许使用对象的功能，而尽可能隐蔽对象的功能实现细节。

封装机制在程序设计中表现为，把描述对象属性的变量及实现对象功能的方法合在一起，定义一个程序单位，并保证外界不能任意更改其内部的属性值，也不能任意调用其内部的功能方法。

封装机制的另一个特点是，为封装在一个整体内的变量及方法规定不同级别的“可见性”或访问权限。

1.1.2 继承性

继承是面向对象方法中的重要概念，并且是提高软件开发效率的重要手段。

首先拥有反映事物一般特性的类，然后在其基础上派生出反映特殊事物的类。如已有汽车的类，该类中描述了汽车的普遍属性和行为，进一步再产生轿车的类，轿车的类是继承于汽车类，轿车类不但拥有汽车类的全部属性和行为，还增加轿车特有的属性和行为。

在Java程序设计中，已有的类可以是Java开发环境所提供的一批最基本的程序——类库，用户开发的程序类是继承这些已有的类。这样，现在类所描述过的属性及行为，即已定义的变量和方法，在继承产生的类中完全可以使用。被继承的类称为父类或超类，而经继承产生的类称为子类或派生类。根据继承机制，派生类继承超类的所有成员，并相应地增加了自己的一些新的成员。

面向对象程序设计中的继承机制大大增强了程序代码的可复用性，提高了软件的开发效率，降低了程序产生错误的可能性，也为程序的修改扩充提供了便利。

若一个子类只允许继承一个父类，则称为单继承；若允许继承多个父类，则称为多继承。目前许多面向对象程序设计语言不支持多继承。而Java语言通过借口（interface）的方式来弥补由于Java不支持多继承而带来的子类不能享用多个父类的成员的缺点。

1.1.3 多态性

多态是面向对象程序设计的又一个重要特征。多态是允许程序中出现重名现象。Java语言中含有方法重载与对象多态两种形式的多态。

方法重载：在一个类中，允许多个方法使用同一个名字，但方法的参数不同，完成的功能也不同。

对象多态：子类对象可以与父类对象进行相互转换，而且根据其使用子类的不同，完成的功能也不同。

多态的特性使程序的抽象程度和简捷程度提高，有助于程序设计人员对程序的分组协同开发。