软件构造课程笔记（七）

Object-Oriented Programming (OOP)

1. 面向对象编程 (OOP) 的基本概念

• 对象 (Object)：对象具有状态和行为，例如，狗有状态（名字、颜色、品种、饥饿）和行为（叫、取物、摇尾巴）。
• 类 (Class)：类定义了对象的属性和方法。类是对象的蓝图，每个对象都是一个类的实例。
• 属性 (Attribute) 和 方法 (Method)：属性是对象的数据，方法是对象的行为。

2. OOP 的主要特性

• 封装 (Encapsulation) 和 信息隐藏 (Information Hiding)：通过将数据和操作封装在对象内部，只通过对象的接口与外部交互，隐藏实现细节。
• 继承 (Inheritance) 和 重写 (Overriding)：子类继承父类的属性和方法，并可以对其进行重写，以提供特定实现。
• 多态 (Polymorphism) 和 子类型 (Subtyping)：不同类型的对象可以统一处理，不需要区分具体类型。利用子类型，父类型的对象可以被子类型的对象替换，而不影响程序运行。

3. 类与对象的设计

• 可变类 (Mutable Class)：类的实例可以更改其状态。适用于表示状态变化的实体，如银行账户、交通信号灯等。
• 不可变类 (Immutable Class)：类的实例一旦创建，其状态就不能改变。具有简单性、本质线程安全、可自由共享等优点。设计不可变类时应确保所有字段为final和private，并避免暴露可变组件 。

4. 设计良好的类

• API 设计：只提供客户需要的功能，其他成员应设置为private。API应与实现细节分离，模块间仅通过API通信，隐藏实现细节有助于模块的独立开发、测试和优化。
• 信息隐藏的好处：解耦系统组成部分，加快开发速度，简化维护，提高性能调优效果，增加软件重用性 。

5. Java中的重要对象方法

• equals()：判断两个对象是否相等。
• hashCode()：为对象生成哈希码，用于哈希映射。
• toString()：返回对象的字符串表示，通常需要重写以提供有用的信息 。

6. 不可变类的实现

• 不提供任何修改器方法。
• 确保所有字段为final和private。
• 实现toString(), hashCode(), equals()等方法，确保任何可变组件的安全性 。

7. OOP 的历史

• 1960年代：Simula 67是第一个面向对象语言，由Kristin Nygaard和Ole-Johan Dahl开发，用于支持离散事件模拟。
• 1980年代：面向对象编程变得显著，C++是主要因素之一。其它语言包括Eiffel和Java 。

本次课程详细介绍了面向对象编程的基本概念、特性、设计原则、重要方法及其历史发展，有助于理解和应用OOP思想进行软件开发。