面向对象程序设计基本概念(1).ppt

第10章 面向对象程序设计基本概念,讲授内容,面向对象程序设计方法的产生和发展 面向对象程序设计语言 面向对象程序设计的特点 类和对象的基本概念 消息,10.1 面向对象语言和方法(1/6),六十年代末期Simula 67（面向对象语言的鼻祖） 包含了类和继承的概念 类描述特性相同或相近的一组对象的结构和行为 继承将多个类组织成层次结构，实现数据和操作的共享,10.1 面向对象语言和方法(2/6),七十年代末八十年代初Smalltalk（第一个真正的集成开发环境） 包含类和继承，更严格的信息隐藏 带有一个巨大的、标准类库 第一个使用MVC(Model-View-Controller)模式开发交互式应用软件,10.1 面向对象语言和方法(3/6),Smalltalk使面向对象方法为人们注目 面向对象语言被分为两大阵营 纯粹的面向对象语言：Smalltalk、Eiffel、Java 混合型面向对象语言：C+和CLOS 基于对象的语言：Ada支持数据抽象类型（包）、函数和运算符重载、多态性，但不支持继承,10.1 面向对象语言和方法(4/6),结构化程序设计 软件的结构化分析、设计方法 工程化的概念的方法 但无法很好地支持越来越复杂、庞大的系统需求 面向对象方法 直接将问题的求解映射到问题本身上 有目的地将系统分解为模块 将问题分解为一系列的实体（对象） 方便设计，可维护性、可扩充性好,10.1 面向对象语言和方法(5/6),简单的例子图书馆管理系统 包含reader（读者）对象、librarian（图书管理员）对象、bookshelf（书架）对象等 所有的操作由各对象协作完成 借书 reader对象向librarian对象提出借书请求 librarian对象向bookshelf对象提出查书和取书请求 然后逐步响应，逐步返回，共同完成借书操作 万物皆对象,10.1 面向对象语言和方法(6/6),面向对象方法的一些特性 程序设计的重点在数据而不是函数 程序由对象组成 对象之间通过相互协作来完成功能 大多数对象的定义以数据为中心 函数与相关的数据紧密结合 数据可以被隐藏 很容易扩充新的数据和函数,10.2 类、对象和消息(1/10),面向对象程序设计的一般步骤 分析实际问题，分辨并抽取其中的类和对象 设计相应的类，并根据这些类创建各种对象 协调这些对象完成程序功能（消息）,10.2 类、对象和消息(2/10),万物皆对象 每个学生、每个班级、每个学校、每个国家、每棵树、每本书、每部汽车具体的实体 “张三”、“李四”都是对象，但“人”不是 “人”不是具体的实体，是类，是抽象概念 类是某些对象共同特征的表示 类是创建对象的模板，对象是类的实例,10.2 类、对象和消息(3/10),如何区分类和对象以“人”和“张三”为例 “人”描述了所有人（包括“张三” ）都具有的属性和行为，如有姓名、身高、体重，有鼻子、眼睛、四肢，能交流、能思维等等 类（“人”）描述的概念是抽象的 “人”的姓名是什么？ “人”的身高是什么？ 对象（“张三”）是具体的 “张三”的姓名是“张三” “张三”的身高是185CM,10.2 类、对象和消息(4/10),还有哪些类和对象的例子 教室301-105教室 国家中国 学校国防科技大学 ,例子：读者类Reader,class Reader public: Reader(); /构造函数 int registration(char *name); /注册 int borrowBook(int bookNo); /借书 int returnBook(int bookNo); /还书 private: char *name; /姓名 char *certifNo; /借书证号 ;,10.2 类、对象和消息(5/10),格式说明 类的定义以关键字class开头 class后面是类名（Reader） 类名后面花括号扩起来的部分是类的体 类的定义以分号结尾,10.2 类、对象和消息(6/10),内容说明 类的定义可以包含数据和函数 关键字public后面定义了类的公有成员 类Reader有四个公有成员函数：Reader、registration（注册）、borrowBook（借书）和returnBook（还书） 关键字private后面定义的是类的私有成员 类Reader包含两个私有数据成员，姓名（name）和借书证号（certifNo） 数据成员和成员函数都可以是私有的或公有的,10.2 类、对象和消息(7/10),自定义类是一种新的自定义类型，可以声明变量、指针、数组等 对象各自拥有自己的数据空间，互不干扰 Reader zhang; /声明Reader类的对象zhang Reader reader1000; /声明Reader类的数组 Reader *rptr = /声明Reader类型的引用,10.2 类、对象和消息(8/10),对象可以响应消息 对象zhang可以响应registration（注册）、borrowBook（借书）和returnBook（还书）三种消息 要对象zhang借书可以向对象zhang发borrowBook消息 对象zhang则通过执行成员borrowBook来响应消息,10.2 类、对象和消息(9/10),C+将“向对象发消息”处理成“调用对象的某个成员函数” 调用对象zhang的成员函数borrowBook zhang.borrowBook(12); rptborrowBook(12); ref.borrowBook(12);,10.2 类、对象和消息(10/10),消息机制的特性 同一对象可以接收不同的消息，并有不同的响应。如对象zhang可接收注册、借书、还书三种消息 给不同对象发送同一消息会产生不同的效果。 对消息的响应不是必须的。对象可以响应消息，也可以忽略某些消息 对象之间是平等的，每个对象都可以向其它对象发消息，让其为自己服务,10.3 面向对象程序设计特点(1/5),抽象和封装 抽象提取和表现事物的核心特性，不描述背景细节 类的定义是对实体的抽象和描述（定义类Reader时，要描述哪些特性？） 封装把数据及与数据相关的操作组织在一个单独的程序单元（对象）中 结构清晰，对象之间的独立性好，接口关系简单，可扩充性和可维护性好,10.3 面向对象程序设计特点(2/5),数据隐藏和访问机制 对象对内部数据提供了不同级别的保护 对象私有的代码和数据不能被外界直接访问 外界只能通过公有成员函数和对象交互 有效地保护数据，提高程序的可维护性,10.3 面向对象程序设计特点(3/5),继承 继承允许从现有的类（基类）建立新类（派生类） 派生类继承了基类的属性和行为 派生类可以修改和扩充这些属性和行为 派生类可以增加新的数据成员和函数成员 派生类对象被认为是基类的对象方便统一管理 提高软件开发的效率和软件质量,10.3 面向对象程序设计特点(4/5),多态性 程序设计中很多类可以通过继承的关系构成树形结构 多态性使程序员可以通过统一的接口操纵这些类的对象 对于同一条函数调用语句不同的对象会执行不同的操作,10.3 面向对象程序设计特点(5/5),面向对象技术的优点 易于建模 易于维护 可扩展性好 代码重用,10.4 面向对象程序的结构,面向对象程序设计的任务 设计类 以类为模板创建不同的对象 协调这些对象共同工作 面向对象程序仍然需要一个入口：main函数,例子1：编写一个雇员类Employee并测试它(1/3),#include #include class Employee public: Employee(char *n) /构造函数 name = new charstrlen(n)+1; strcpy(name,n); Employee() /析构函数 delete name; ,例子1：编写一个雇员类Employee并测试它(2/3),void setSalary(double s) salary = s; void printSalary() cout“My salary is $“salary“!“endl; void whoAreYou() coutendl“My name is “name“.n“; private: char *name; double salary; ;,例子1：编写一个雇员类Employee并测试它(3/3),main() /声明类Employee的对象a和b Employee a(“Zhang Shan“), b(“Li Si“); a.setSalary(123.4); /给对象a发消息setSalary b.setSalary(156.7); /给对象b发消息setSalary a.whoAreYou(); /给对象a发消息whoAreYou a.printSalary(); /给对象a发消息printSalary b.whoAreYou(); /给对象b发消息whoAreYou b.printSalary(); /给对象b发消息printSalary retur