面向对象编程初释

一、从结构化到面向对象

从这两张图可看到，OOP针对于结构化的最主要的特性在于封装——将信息与处理封装在一起。而恰恰是封装，为程序设计注入了继承、多态等新的特色。（在没有封装之前，如何继承？）

面向对象程序设计直接服务于软件工程。OOP的设计理念最大限度地实现了软件工程的目标——复用性及维护性。

 

• 二、什么是面向对象

  抽象是处理复杂性时用到的基本方法之一。抽象标识出（denote）了一个对象与另一个对象在本质性质（property）及行为（behavior）上的不同。OOP的本质便在于使用类和对象进行抽象建模。而在这一努力过程中的难点也正是找出正确的抽象。

  类表示了一类对象，因此类可用于创建这类对象的模板（blueprint）。类通过为那些代表抽象的对象定义其性质和行为来建模。对象展示了定义它的类的性质和行为。某个类的对象的性质（property）也称为属性（attribute），在Java中定义为字段（field）。类定义中的字段是一个变量，它可以存储表示特殊性质的值。某个类的对象的行为也称之为操作（operation），在Java中定义为方法（method）。类中的字段和方法统称为成员（member）。

   

  One of the fundamental ways in which we handle complexity is abstraction. An abstraction denotes the essential properties(性质) and behaviors of an object that differentiate it from other objects. The essence（本质）of OOP is modeling abstractions， using classes and objects. The hard part in this endeavor(努力) is finding the right abstractions.

  A class denotes(表示) a category of objects， and acts as a blueprint for creating such objects. A class models an abstraction by defining the properties and behaviors for the objects representing the abstraction. An object exhibits(展示) the properties and behaviors defined by its class. The properties of an object of a class are also called attributes， and are defined by fields in Java. A field in a class definition is a variable， which can store a value that represents a particular property. The behaviors of an object of a class are also known as operations， and are defined using methods in Java. Fields and methods in a class definition are collectively called members.

   

• 三、什么是对象(object)?

  –具有属性(properties)和动作(behavior)的实体

  •属性用来确定对象的具体状态

  •动作定义了对象的行为

• 四、什么是类(class)?

  –创建对象的模板

  –用户自定义的数据类型

• 五、面向对象的特性——与软件工程或程序设计思想相结合来考虑

  面向对象设计特色在于：类的抽象、封装、继承、多态、模式，它们分别支持了软件工程，可复用性、可扩展性、灵活性的要求。 对象的抽象以及继承、多态、设计模式支撑了复用性。 多态、泛型支持可扩展性与灵活性。

  六、面向对象的三大特性

• 封装性

（一）封装性(Encapsulation)

封装性是面向对象具有的一个基本特征，其目的是有效地实现信息隐藏原则。这是软件设计模块化、软件复用和软件维护的一个基础。

封装是一种机制，它将某些代码和数据连接起来，形成一个自包含的黑盒子(即产生一个对象)。一般地讲，封装包括：

(1) 一个清楚地边界。封装的基本单位是对象。

(2) 一个接口。这个接口描述该对象与其他对象之间的相互作用。

(3) 受保护的内部实现。内部实现提供对象的相应的软件功能细节，且实现细节不能在定义该对象的类之外。

（二）继承性(Inheritance)

继承性是面向对象技术中另外一个重要概念和特性，它体现了现实世界中对象之间的独特关系。既然类是对具体对象的抽象，那么就可以有不同级别的抽象，就会形成类的层次关系。继承性允许程序设计人员在设计新类时，只考虑与已有的父类所不同的部分，从而继承父类的内容为自己的组成部分。如果父类中的某些行为不适用于子类，则程序设计人员可在子类中重写方法的实现。因此，继承机制不仅除去了基于层次联系的类的共性的重复说明，提高了代码复用率，而且能使开发者的大部分精力用于系统特殊的设计，便于软件的演进和增量式扩充。

• 多态性

  （polymorphism）

  多态性指对象在超类中定义的属性或服务被继承之后，可以具有不同的数据类型或表现出不同的行为。这使得同一个属性或服务名在超类及其各个特殊类中具有不同的语义。如果一种OOPL能支持对象的多态性，则可以为开发者带来不少方便。

  多态性的实现需要OOPL提供相应的支持。与多态性的实现有关的语言功能有：

  • 重载(Overload)，即在特殊类中对继承来的属性或服务进行重新定义，这是一种编译时多态；
  • 动态绑定(Dynamic Binding)，即在运行时根据对象接收的消息动态地确定要连接哪一部分服务代码；
  • 范型(Generic)，泛型编程：即服务参量的类型可以是参数化的。这些功能如何支持多态性的实现与所用编程语言密切相关。多态性也即支持"对外一个接口，内部多种实现"。