面向对象程序设计

1、第一章 面向对象程序设计概述,软件方法 对象与类 抽象与封装 继承 多态 对象特性,软件方法,结构化程序设计思想：过程驱动。 程序=（算法）（数据结构）,面向对象程序设计思想：数据驱动。 对象=（算法数据结构） 程序=（对象1对象2对象n）,什么是面向对象程序设计？ 面向对象程序设计是一种新的程序设计范例。 面向对象程序的主要结构特点是： 第一，程序一般由类的定义和类的使用两部分组成，在主程序中定义各对象并规定它们之间传递消息的规律； 第二，程序中的一切操作都是通过向对象发送消息来实现的，对象接收到消息后，启动有关方法完成相应的操作。,面向对象程序的结构特点： 1、程序由类的定义和类的使用组成

2、，主程序中定义对象并设定对象间传递消息的规律； 2、通过向对象发送消息来实现有关操作，各对象接收消息后，启动有关方法完成相应操作。,面向对象程序设计的最大优点： 软件具有可重用性，可维护性提高，可靠性可到增强。 面向对象程序设计提供了一个快速原型可使用平台。,对象与类（一）,类（class）：一组具有共同属性特征（数据成员）和行为特征（成员函数）的事物的抽象定义，是创建对象的样板，包含对象的状态描述和行为说明。 例,对象（object）：类的实例，由属性和操作构成。 属性（attributes）:区别于其它对象的特征。 操作（actions）：对象可以完成的任务。 例,对象的状态：对象的静态属

3、性和属性的动态值。,烤箱类 属性： 容量：=5kg； 温度级：250C； 加热源（烤，烘） 操作： 打开/ 关闭烤箱； 选择加热源（烤，烘）； 设置温度级,类的示例,对象与类（二）,方法：对象能够完成的操作。 消息：要求一个对象执行某个操作的规格说明。包括接收消息的对象、消息名、零个或多个变元。 1、同一个对象可以接收不同的消息，做出不同的响应； 2、相同形式的消息可传递给不同的对象，可得到不同的响应； 3、对象可以响应消息，也可以不响应。 消息分为公有和私有两种，私有消息只在对象内部传递，共有消息可在对象间传递。,对象与类（三）,类的确定： 1、有一个以上的实例； 2、实例间无绝对不同点。,

4、类函数集,类可以看做一个抽象数据类，用于定义对象，只在源代码和编译中存在；对象作为类的实例，在运行时存在，占用内存空间。,面向对象系统的特性： 封装性（Encapsulation） 继承性（Inheritance） 多态性（Polymorphism）。,对象名：烤箱1 属性： 容量：=2kg； 温度级：=150C； 加热源（烤：上面，烘：下面） 操作： 打开/ 关闭烤箱； 选择加热源（烤，烘）； 设置温度级,对象示例,抽象与封装,数据抽象：通过对数据实例的分析，抽取数据描述和操作的共性。 数据封装：隐藏数据的表示和操作细节，将数据抽象的外部接口与内部实现细节划分开。 对象的封装性： 1、对象的

5、私有数据和成员函数的细节被封装； 2、有一个对外接口，说明消息传递的使用方法； 3、其它对象不能直接修改一个对象的内部代码和数据。 封装性提供了动态代码重用性，一个类的多个实例在程序运行时共享类中定义的代码。,继 承(一),继承：面向对象技术中，子类自动共享父类中的数据定义和方法的机制。,面向对象技术把类组织成一个层次结构。 例图,父类（基类）：层次结构中有下层结点的类。,子类（派生类）：层次结构中有上层结点的类，它继承了其上层全部基类的特性，同时还具有自己的特性。,一个类可以既是基类又是派生类。,继承层次结构,动物,猫,鸟,百灵鸟,继承方式,人,学生,教师,在职学生,职工,学生,单继承,多继

6、承,大学生,继 承(二),当一个类只允许有一个父类时，为单继承方式； 若一个类同时有多个父类，为多继承方式。 例图,按继承内容不同，分为取代继承、包含继承、受限继承和特化继承。,继承性提供了静态代码重用性，基类对象与派生类对象共享基类中定义的代码。,多 态(一),多态：相同的消息作用于不同的对象得到不同的响应。 多态性分为：编译时的多态性（重载）和运行时的多态性（虚函数）。 运算符重载：同一个运算符可作用于不同类型的数据，包括系统定义的数据类型和用户自定义数据类型。 函数重载：相同标识符为不同的函数命名。 虚函数与动态联编：重载函数在运行时才确定要调用的函数。,多 态(二),多态性允许各对象以

7、适合自身的方式响应共同的消息，用户不必为相同功能的操作作用于不同类型的对象而设计代码，增强了操作的透明性、可理解性和可维护性。,多态性增强了软件的灵活性和重用性，允许用户以更明确、易懂的方式建立通用的软件。,对象的特性,封装性：私有数据和实现操作的细节被隐藏，通过对外接口与外部联系。,模块独立性：每一个对象都是一个独立的模块，可独立成为软件的组件，可重用。,动态连接性：对象通过消息传递机制与其它对象联系，若干对象可协同完成任务。,易维护性：软件系统的维护以对象为单位，对对象以外的代码没有影响。,面向对象程序设计语言,面向对象程序设计语言应具备下述特征： 它支持对象的概念（包括对象所有的特性，如

8、封装等）； 要求对象属于类； 提供继承机制。,高级程序设计语言的发展过程： 第一代：FORTRAN和Algol 60，前者提出了许多重要的程序设计基本概念，后者提出了快结构的概念。 第二代：Pascal和C，他们的重点在于如何有效地表达算法。 第三代：Ada，引入了抽象数据类型概念的程序设计语言，被认为是基于对象的语言。 第四代：Smalltalk, Object-C和C+，面向对象程序设计语言,面向对象程序设计语言的发展过程 60年代开发的Simula67，它是公认的面向对象语言的鼻祖。提供了对象、类以及继承的概念，奠定了面向对象语言的基础，并提出了面向对象的术语。主要用途是仿真建模。 Smalltalk，包括了Simula的面向对象的特征，而且数据封装更为严格。 Object-C是在1983年前后开发的，是对C进行扩充以后形成面向对象的语言，语法更像Smalltalk。它并没有扩充已有的