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1、第二講 面向對象技術 主講人： 呂松茂 主要內容 面向對象技術的提出 什么是面向對象技術 對象 類 封裝性 問題的提出 傳統(tǒng)的結構化程序設計（ Structured Programming-SP） 方法 使用 SP方法設計程序的步驟 數據聲明 數據處理 結果輸出 在數據處理過程中，采用的是自頂向下、分而 治之的方法，將整個程序按功能劃分為幾個可 獨立編程的子過程模塊，每一子模塊完成指定 的子任務，并且提供一個清晰、嚴格的調用界 面，主過程通過調用各子過程完來成全部處理 工作 。 f（ 1） 過程 /函數 f（ 2） f（ 2） f（ 3） 數據結構 B A C 返回 存在的問題 （ 1） 數據
2、和函數分開 ， 重疊的數據存取 使并行性和完整性的問題變得復雜 （ 2） 本質上是 面向過程 的 ， 以功能和需 求為核心 ， 而 “ 功能 ” 和 “ 需求 ” 又是 不穩(wěn)定和多變的 ， 因此程序代碼經常要 進行修改 ， 不易維護 。 （ 3） 程序代碼 可重用性差 。 程序中除少 數標準庫函數外 ， 每設計一個程序時 ， 程序員幾乎從零做起 。 即使重用代碼 ， 通常也是通過拷貝或編輯重新生成一份 。 如何解決 面向對象技術 （ Object-Oriented Programming -OOP） 何為面向對象技術 與面向過程相對應（結構化程序設計） 心理學研究表明，客觀世界由許多對象組成，
3、 對象具有其屬性和行為，對象之間存在著各種 聯系，這樣能夠更好的刻畫問題域，也更接近 人類的自然思維方式。這就是面向對象程序開 發(fā)思想的由來。 面向對象的程序設計方法強調直接以問題域 （現實世界）中的事物為中心來思考和認識問 題，并按照這些事物的本質特征把它們抽象為 對象，以作為構成軟件系統(tǒng)的基礎。 f(1) f(2) 數據結構 簡單類（規(guī)則） + 復雜聯系 = 復雜系統(tǒng) 接口 函數 數據 比較 面向對象與面向過程設計對比 是一種數學思維或計 算機思維方法，與人 們認識世界的方法不 同 以不穩(wěn)定的、多變的 “過程”和“操作” 為中心來構造系統(tǒng) 可重用性較差 是建立在認識方法學 基礎上的一項技術
4、科 學，比較自然地模擬 了人類認識客觀世界 的方式； 以相對穩(wěn)定的“對象” 為中心來構造系統(tǒng) 可重用性較好 面向過程程序設計 面向對象程序設計 將設計目標從模擬現實世界的行為轉向了模 擬現實世界中存在的對象及其各自的行為。 面向對象程序設計是在吸取結構化程序設計 的一切優(yōu)點的基礎上發(fā)展起來的一種新的程序 設計方法。它的 本質 是 把數據和處理數據的 過程當成一個整體 對象。 在 OOP中，將 “ 對象 ” 作為系統(tǒng)中最基本的 運行實體，整個程序即由各種不同類型的對象 組成，各對象既是一個獨立的實體，又可通過 消息相互作用，對象中的方法決定要向哪個對 象發(fā)消息、發(fā)什么消息以及收到消息時如何進 行
5、處理等。 面向對象技術 對象 （ Object） 對象 是客觀世界中的事物在人腦中的映像 ， 這種映像通過對同一類對象的抽象反映成 人的意識 ， 并做為一種概念而存在 。 每個對象都具有 屬性 （ Attribute） 和 方 法 （ Method） 這兩方面的特征 。 對象的屬 性描述了對象的狀態(tài)和特征 ， 對象的方法 說明了對象的行為和功能 ， 并且對象的屬 性值只應由這個對象的方法來讀取和修改 ， 兩者結合在一起就構成了對象的完整描述 。 對象例一 例 1：考慮對象 “學生”，具體描述為： 對象名 屬性 操作 學號、姓名、專業(yè)、性別、 年齡、身份證號、電話等等 獲取和修改學號、姓名、 專
6、業(yè)、性別、年齡等等 學生 ( 表一 ) 注意點 ： 一體性 三者成為一體 對象例二 例 2：對象 “課程” 的有關抽象描述。 對象名 屬性 操作 課程 課程名、編號、學時數、選課 要求、任課教師等 獲取并修改課程名、編號、學 時數、選課要求、任課教師等 （表二 ） 注意點： 1. 屬性是對對象的靜態(tài)描述 . 2. 操作是對對象的動態(tài)描述 . 外部是通過調用服務與對 象取得聯系 . 類（ Class） 具有相似屬性和行為的一組對象，就稱 為類。可見，有了類的概念以后，就可 以對具有共同特征的事物進行統(tǒng)一描述 類是面向對象語言必需提供的用戶定義 的數據類型，它將具有相同狀態(tài)、操作 和訪問機制的多個
7、對象 抽象 成為一個對 象類。 類與對象的關系 從一般意義上講，對象（ Object） 是現實 世界中的 客觀事物 。 類是把具有相同屬性的事物劃分為一類， 從而得出的 抽象概念 。 類與對象的關系 類與對象的關系 類 對象 抽象定義 實例 學生 學生王強 汽車 桑塔納，奔馳，寶馬 類型 變量 , 如 C 語言中的 int 和 int x; 類的特點 -封裝與隱藏 將算法和數據結構有機集成在一起 傳統(tǒng)方法：數據和操作分離 支持模塊化程序設計 類成為基本的模塊，作為程序設計的基礎 保護私有成員，隱藏實現細節(jié) 使程序的可維護性、安全性得到保證 封裝（ Encapsulation） 面向對象語言把數
8、據和操作封裝于對象 體之中，并提供一種訪問機制，使對象 的“私有數據”僅能由這個對象的操作 來執(zhí)行。用戶只能通過允許公開的操作 提出要求（消息），才能查詢和修改對 象的狀態(tài)。 封裝 封裝是面向對象方法的一個重要原則。它有兩 個涵義： 第一個涵義是，把對象的全部屬性和全部服務 結合在一起，形成一個不可分割的獨立單位 （即對象）。 第二個涵義也稱作“信息隱蔽”，即盡可能隱 蔽對象的內部細節(jié)，對外形成一個邊界（或者 說形成一道屏障），只保留有限的對外接口使 之與外部發(fā)生聯系。這主要是指對象的外部不 能直接地存取對象的屬性，只能通過幾個允許 外部使用的服務與對象發(fā)生聯系。 f(1) f(2) 數據結構
9、 接口 封裝的例子 鍵盤 電視機 手機 面向對象技術的特點 （ 1） 以 對象 為中心 。 由于對象自然地反映了應用領 域的模塊性 ， 因此具有相對穩(wěn)定性 ， 可以被用作一 個組件去構成更復雜的應用 ， 又由于對象一般封裝 的是某一實際需求的各種成分 ， 因此 ， 某一對象的 改變對整個系統(tǒng)幾乎沒有影響 。 （ 2） 封裝性 。 實現細節(jié)隱藏 ， 增強了安全性和簡化 編程 ， 使用者不必了解具體的實現細節(jié) ， 而只需要 通過外部接口 ， 以特定的訪問權限 ， 來使用類的成 員 （ 3） 可復用性 。 新的應用程序設計可在原有對象的 數據類型和功能的基礎上通過重用 、 擴展和細化來 進行 ， 而不必從頭做起或復制原有代碼 ， 這樣 ， 大 大減少了重新編寫新代碼的工作量 ， 同時降低了程 序設計過程中出錯的可能性 ， 達到了事半功倍的效 果 。 總結 面向對象技術 對象 類 封裝性 謝謝大家
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