14、软件设计：结构化与面向对象的深度解析

软件设计：结构化与面向对象的深度解析

1. 结构化设计概述

结构化设计涵盖了一系列经典的设计方法，这些设计理念适用于众多类型的问题。最初的结构化设计思想——逐步细化，要求从顶层开始分解问题，重点关注解决方案的控制流程。它与一些架构紧密相关，特别是主程序 - 子程序和管道 - 过滤器架构。模块化分解是现代面向对象方法的直接先驱，它引入了封装和信息隐藏的概念，这些概念是设计工具箱中的基础。

2. 面向对象编程基础

面向对象编程（OOP）中，对象具有身份（名称）、状态（描述对象内部当前存储数据的一组属性）和一组定义好的行为。在面向对象程序中，一组协作的对象相互传递消息，消息请求目标对象调用方法，这些方法可以对其数据执行操作（从而改变对象的状态），或者报告对象的当前状态。对象使用封装和信息隐藏来隔离数据和操作，通常会消除共享数据区域。对象是定义属性类型和操作的类的成员。

类是对象的模板，也可以看作是生成对象的工厂。类可以从其他类继承属性和行为，并可以形成类层次结构。子类继承其父类的属性和操作，并可以添加自己的新方法或属性。例如，银行账户对象可能包括客户的姓名、地址、余额和唯一的银行账户 ID 号，还允许存款和取款，并可以查询当前余额。支票账户是银行账户的更具体版本，它具有银行账户的所有属性和操作，但增加了特定于支票账户的数据和行为，如支票号码和每张支票的费用。

继承具有一些优点，它是一种可用于对实体进行分类的抽象机制，也是设计和编程层面的重用机制，继承图是关于领域和系统的组织知识的来源。然而，继承也存在问题，它使对象类不是自包含的，不参考其父类就无法理解子类。继承会引入复杂性，这在关键系统中是不可取的。继承通常还允许运算符（Java 中的方法）