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面向对象语言的产生,是因为对于系统的理解或抽象到了更为高级的层次。此时的认知思想不仅更接近于现实世界,其抽象程度也很高。因而,既有易懂的一方面,也有难懂的另一方面,就看理解的境界了。
面向对象思想,对现实世界采用直观的理解,计算机化时候采用深度的抽象,简单地可以总
结如下:
系统是由事物构成的,事物之间是有联系的,复杂的事物也是系统;系统与系统、系统与事物、事物与事物之间是有明确界限(边界)的;系统或事物的状态刻画可以用属性表示,属性一般是些简单的数据,如果复杂那就是事物了;系统或事物的状态会发生变化,称为行为,产生变化是有原因的(内部的或外部的),变化的过程可能是复杂的;不同的事物之间会具有共同的属性和行为,共同的极端情形就是完全包含。
基于以上的认识,一个运行时(动态)的具体系统或事物,是由几个更小的具体事物构成(极端的事物就是一个简单的属性数据),它们是不断发生变化的。如果对事物这一概念进行了有效的抽象,那么问题就迎刃而解。首先,将任何一个具体的事物称为对象(Object),它的极端情形就是过去的变量;事物是分类的,每一类事物都具有统一的属性和行为,即类型——抽象数据类型,简称为类(Class);行为既然是过程,那么就抽象成函数,命名为方法,以示区别。
例如:
描述身高或姓名,各自只是一个简单的数据变量;
描述一个学生,可以使用学号、姓名、宿舍、班级等;那更换宿舍算什么呢!
那描述宿舍、班级,又要有许多个项目。
面向对象程序设计(Object Oriented Programming),OOP语言中,为了进行更为高度的抽
象,会引入一些现实世界中难于找到的概念,但对于一个程序语言来说确实很有价值的。以
下暂时介绍的概念基本上都来源于对现实世界的抽象,要从程序设计的角色中去理解它们。
面向对象程序设计使系统更易于理解,也使代码具有更好的重用性、可扩展性、易于管理和
维护。
1、类
类是对一类事物的抽象表示,其角色就相当于数据类型,当然可以算作复杂的数据类型。如
学生、宿舍、班级。
2、对象
对象表示一个具体的事物,其角色就是变量,即一个复杂数据类型——xx类的变量。如周瑜、张飞、瑜飞居,飞虎班。
OOP语言有三个特征:封装、继承及多态性。
1、封装
类的构成包括成员变量/对象与成员方法,这样将相关的数据与函数包装在一起,同其他的类相区分,就是封装。显然,避免了面向过程语言的平行缺陷,说明了类和成员之间的所属关系。进一步地,可以限制类的成员在外部的可见性,那么就将封装体现得更完美。
2、继承
当一种事物甲完全是另一种事物乙的特例,那么,一般地,类甲只是比类乙多出一些成员变量/对象与成员方法,称为类甲继承类乙,类甲称为(类乙的)子类,类乙称为(类甲的父
类。父类也称为基类、超类,子类也称为导出类、派生类。显然编写子类就没有必要重复书写父类中乙有的代码部分,这是
OOP中最典型的代码重用。
3、多态
多态表示一个类的某种行为存在多种实现版本。简单的情况是在一个类中,给出多种不同的
实现,复杂的情况是在多个子类中各自给出不同的实现。