数据结构与编程基础
1. 编程简介
编程是指通过编写一系列指令来指导计算机执行特定任务的过程。计算机作为一种可编程的数据处理器,能够接收输入并根据指令处理这些输入(程序),最终生成所需的输出。如图1.1所示,程序和数据输入到计算机中,经过处理后产生输出。
程序数据
Computer
Output
Fig. 1.1 Processing a program
计算机虽然能够执行复杂的运算,但本质上是简单且被动的机器。为了使计算机完成任务,我们必须用计算机能理解的语言精确地告诉它做什么。这个指令序列被称为程序。一个满足用户需求的程序称为软件,而实际执行这些指令的物理设备称为硬件。
2. 面向对象编程
面向对象编程(OOP)是一种编程范式,它将软件视为一组明确定义的对象,这些对象模拟了应用领域中的实体。对象之间相互作用,共同构成一个软件系统。每个对象封装了数据和操作这些数据的方法。OOP的核心概念包括类和对象,类是对象的蓝图,定义了对象的属性和行为。
面向对象编程的优势
- 封装 :将数据和操作数据的方法捆绑在一起,保护数据不受外部干扰。
- 继承 :允许创建新的类,这些新类继承现有类的属性和方法,从而提高代码复用性。
- 多态 :允许同一接口用于不同类型的对象,增强灵活性和扩展性。