面向对象程序设计-第九章

面向对象程序设计-第九章2023-2026ONEKEEPVIEWREPORTINGWENKUDESIGNWENKUDESIGNWENKUDESIGNWENKUDESIGNWENKU目录CATALOGUE面向对象程序设计概述类与对象封装与数据隐藏继承与代码复用抽象类与接口设计模式与重构面向对象程序设计概述PART01面向对象程序设计（Object-OrientedProgramming，简称OOP）是一种编程范型，它以对象为基础，将数据和操作封装在一起，通过类和继承实现代码的复用和扩展。在面向对象程序设计中，对象是程序的基本单元，它包含了数据成员（属性）和方法（行为），通过消息传递实现对象之间的交互。什么是面向对象程序设计将数据和操作封装在对象中，隐藏对象的内部实现细节，只通过对象提供的接口进行交互。封装通过继承实现类与类之间的层次关系，子类可以继承父类的属性和方法，并可以添加或覆盖父类的行为。继承允许一个接口多种形态存在，即一个接口可以有多种实现方式，或者一个对象可以表现出多种形态。多态通过抽象来定义接口和类，使得子类可以根据需要实现不同的行为。抽象面向对象程序设计的特点发展随着计算机技术的不断发展，面向对象程序设计逐渐成为主流编程范型，许多编程语言都支持面向对象编程，如C、Java、Python等。起源面向对象程序设计最早起源于20世纪60年代的Simula语言，后来在Smalltalk语言中得到广泛应用。未来面向对象程序设计将继续发展，随着软件工程和人工智能的兴起，面向对象程序设计将更加注重可扩展性、可维护性和可复用性。面向对象程序设计的历史与发展类与对象PART02类是一种抽象的概念，用于描述具有相同属性和方法的对象的集合。类定义了对象的结构、行为和状态。属性是类中定义的变量，用于描述对象的状态。每个对象都有其自己的属性值，这些值可以在对象创建时设置，也可以在对象创建后修改。类的定义与属性类的属性类的定义通过使用类的构造函数来创建对象。构造函数是一个特殊的方法，用于初始化对象的属性。在创建对象时，需要为对象的属性分配初始值。对象的创建对象创建后，可以通过对象名来访问其属性和方法。对象名是用户定义的标识符，用于唯一标识一个对象。通过对象名可以访问对象的属性和方法，并执行相应的操作。对象的使用对象的创建与使用类的继承继承是面向对象程序设计中的一个重要概念，它允许创建一个新类（子类）来继承另一个类（父类）的属性和方法。子类可以继承父类的所有属性和方法，也可以添加新的属性和方法，或者重写父类的方法。多态多态是指一个接口可以有多种实现方式。在面向对象程序设计中，多态允许一个接口被多个类实现，每个类实现方式不同。通过多态，可以实现代码的复用和灵活的程序结构。类的继承与多态封装与数据隐藏PART03封装是将对象的属性和行为封装到一个独立的实体中，通过定义类来实现。封装提供了一种机制，将数据和操作数据的函数绑定在一起，形成一个独立的实体。封装有助于实现信息隐藏，保护对象的内部状态不被外部随意修改。封装的概念通过访问修饰符（如private、protected）来限制对类的成员的访问权限。将类的属性定义为private，只提供公共的getter和setter方法来获取和修改属性值。隐藏类的实现细节，只暴露必要的接口给外部使用，降低耦合度。数据隐藏的实现010204访问修饰符的使用private：限制访问权限，只能在类内部访问。default（没有修饰符）：在同一包内可访问。protected：在同一包内及不同包中的子类可访问。public：对所有地方开放访问权限。03继承与代码复用PART04

继承的概念继承是面向对象程序设计中的一个重要概念，它允许一个类继承另一个类的属性和方法，从而实现在已有代码的基础上进行扩展和复用。通过继承，子类可以继承父类的属性和方法，并且可以添加或覆盖它们，以实现更具体或更适应特定需求的代码。继承有助于减少代码重复，提高代码的可维护性和可扩展性。子类直接使用父类的属性和方法，并可以添加新的属性和方法。这是最常见的继承方式。实现继承接口继承实现多重继承子类实现一个接口，并实现该接口中定义的所有方法。这是实现多态的一种方式。一个类可以继承多个类的属性和方法，但这种方式可能导致代码复杂度和冲突增加。030201继承的实现方式多态是面向对象程序设计中的一个重要概念，它允许一个接口被多个不同的对象实现。通过多态，可以将子类的对象视为父类的对象，从而实现代码的灵活性和可扩展性。多态的应用场景包括：方法重载、方法覆盖、接口实现等。多态的应用抽象类与接口PART05抽象类的定义与使用抽象类是一种只能作为其他类的基类的类，它不能被实例化。抽象类通常用来定义一个共同的接口供子类遵循，并包含一些抽象方法和具体方法的声明。使用场景当有一些类具有共同的行为或属性，但细节实现不同时，可以使用抽象类来定义这些共同的行为或属性。是一种完全抽象的类，它只包含方法的声明而不包含方法的实现。一个类可以实现一个或多个接口，并为其提供具体实现。接口当需要定义一组类应遵循的规范或行为时，可以使用接口。通过实现接口，类可以提供具体实现以满足接口的要求。使用场景接口的定义与实现抽象类可以继承其他类，而接口不能继承其他类。继承关系一个类可以实现多个接口，但只能继承一个抽象类。多继承抽象类与接口的比较与选择细节实现：抽象类可以包含具体方法的实现，而接口只包含方法的声明。如果需要定义一组具有共同属性和行为的类，并且这些类需要共享一些具体实现，则可以使用抽象类。选择使用抽象类还是接口取决于具体需求如果需要定义一组类的规范或行为，并且这些类的具体实现可以不同，则可以使用接口。抽象类与接口的比较与选择设计模式与重构PART06设计模式的概念设计模式是解决特定问题的最佳实践，它提供了一种通用的、可复用的解决方案，用于解决软件开发中常见的问题。应用场景设计模式适用于各种规模和类型的软件系统，尤其在复杂系统、大型项目和需要高可维护性的系统中应用更为广泛。设计模式的概念与应用场景VS设计模式可以根据不同的角度进行分类，如创建型、结构型、行为型等。每种类型的模式都有其特定的应用场景和解决的问题。选择在选择设计模式时，需要考虑系统的需求、约束和上下文环境。选择合适的设计模式可以提高系统的可维护性、可扩展性和可重用性。分类设计模式的分类与选择重构是对代码进行修改和改进的过程，旨在提高代码质量、降低维护成本。常见的重构方法包括提取方法、重命名变量、消除重复代码等。在重构过程中，需要注意保持代码的可读性和可维护性，同时遵循“小步快跑”的原则，逐步进行改进，避免对现有功能造成不良影响。此外，还需要进