4.面向?qū)ο蟮姆椒ǖ幕�本概念與特征

　　實(shí)質(zhì)上，軟件是問題及其求解方法的一種表達(dá)形式。顯然，如果軟件能直接自然地表達(dá)求解方法，則軟件不僅易于理解，而且也具有較高可靠性與可維護(hù)性。如果能按照人們通常的思維方式，在機(jī)器世界里建立問題的模型，則可以提高軟件的模塊化和重用的可能性。面向?qū)ο蠓椒ǖ幕�本原則是:按照人們?cè)诂F(xiàn)實(shí)世界中的通常的思維方式建立問題在機(jī)器世界的模型，設(shè)計(jì)盡可能自然地表現(xiàn)求解方法的軟件。在oom中，對(duì)象(object)和消息傳遞(message passing)分別作為表達(dá)事物及事物間相互聯(lián)系的概念。類(class)和繼承(inheritance)作為適合人們一般思維方式的描述機(jī)制。方法(method)允許各種操作作用于某類對(duì)象上。這種集對(duì)象、類、消息、繼承和方法于一體的oom的基本點(diǎn)在于對(duì)象的封裝(encapsulation)和繼承。通過封裝能將對(duì)象的定義和其實(shí)現(xiàn)分開;通過繼承能體現(xiàn)類與類間的關(guān)系，并由此帶來(lái)了動(dòng)態(tài)連接(dynamic binding)和實(shí)體的多態(tài)性(polymorphisim)從而構(gòu)成了oom的基本特征。

　　(1)對(duì)象為了使用計(jì)算機(jī)求解問題，現(xiàn)實(shí)世界的對(duì)象必須表示成計(jì)算機(jī)內(nèi)部的概念，即機(jī)器世界的對(duì)象(簡(jiǎn)稱機(jī)器對(duì)象，或?qū)ο?。為此，“對(duì)象”有在兩個(gè)不同世界的不同含義，可以從下文中區(qū)分開來(lái)。從存儲(chǔ)角度來(lái)看，機(jī)器對(duì)象占有一塊存儲(chǔ)空間，其中有數(shù)據(jù)也有方法。從機(jī)器實(shí)現(xiàn)機(jī)制來(lái)看，機(jī)器對(duì)象中私有數(shù)據(jù)表示了對(duì)象的狀態(tài)，該對(duì)象的狀態(tài)只能由私有的方法來(lái)改變它。每當(dāng)需要對(duì)象來(lái)完成一定處理工作時(shí)，只能由其它對(duì)象向該對(duì)象發(fā)送消息，本對(duì)象響應(yīng)消息后按照消息模式找出匹配的方法，并執(zhí)行該方法，方法定義了該對(duì)象上的操作。

　　(2)消息和方法程序的執(zhí)行是靠在對(duì)象間傳遞消息來(lái)完成的。7發(fā)送消息的對(duì)象稱為發(fā)送者，接收消息的對(duì)象稱為接收者。消息中僅包含發(fā)送者的要求，它只告訴接收者需要完成哪些處理，但并不指示接收者應(yīng)如何完成這些處理。消息完全由接收者解釋，并決定完成所需的處理的方式。一個(gè)對(duì)象可以接收不同形式、不同內(nèi)容的多個(gè)消息;相同形式的消息可以發(fā)往不同的對(duì)象。不同的對(duì)象對(duì)形式相同的消息可以有不同的解釋，因而可以作出不同的反應(yīng)。這里，反應(yīng)并不是必需的。這與子程序的調(diào)用/返回有明顯的不同。把全部對(duì)象分成各種對(duì)象表，每個(gè)類都定義一組所謂“方法”。方法實(shí)際上是允許作用于該類對(duì)象上的各種操作。當(dāng)一個(gè)面向?qū)ο蟮某绦蛟谶\(yùn)行期間，一般要做三件事:

　　(1)根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建對(duì)象;

　　(2)從一個(gè)對(duì)象(或用戶)向另一個(gè)對(duì)象傳遞消息;

　　(3)若不再需要該對(duì)象時(shí)，應(yīng)刪除它，并回收它所占用的存儲(chǔ)單元

　　(3)類和類的層次在面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)中，對(duì)象是程序的基本單位。相似的對(duì)象，可以像傳統(tǒng)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的變量與類型關(guān)系一樣，歸并到一類(class)中去。程序員只需定義一個(gè)類對(duì)象，就可以得到若干實(shí)例(instance)，作為可以使用的對(duì)象。具體地說(shuō)，類由方法和數(shù)據(jù)組成，是關(guān)于一類對(duì)象的性質(zhì)的描述。它包括外部特性和內(nèi)部特性兩個(gè)方面。通過描述消息模式及其相應(yīng)的處理能力來(lái)定義對(duì)象的外部特性。通過描述內(nèi)部狀態(tài)的表現(xiàn)形式及固有的處理能力的實(shí)現(xiàn)來(lái)定義對(duì)象的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)特性。對(duì)象是在執(zhí)行過程中，根據(jù)對(duì)象所屬的類，動(dòng)態(tài)地生成的。一個(gè)類可以生成多個(gè)不同的對(duì)象。同一類對(duì)象具有相同的特性。一個(gè)對(duì)象的內(nèi)部狀態(tài)只能由其自身來(lái)修改，任何別的地象都不可能修改它。因此，同一個(gè)類的對(duì)象，雖然在內(nèi)部狀態(tài)的表現(xiàn)形式上相同，但它們可以有不同的內(nèi)部狀態(tài)，故此這些對(duì)象并不完全一模一樣。一個(gè)類的上層可以有超類(superclass)，下層可以有子類(subclass)，這樣形成了一種類的層次結(jié)構(gòu)。層次結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要特點(diǎn)是繼承性，一個(gè)類可以直接或間接地繼承其超類的全部描述。繼承性具有傳遞性。一個(gè)類可以有多個(gè)子類，也可以有多個(gè)超類。抽象類(abstract class)是一種不能建立實(shí)例的類。抽象類將有關(guān)的類組合在一起，提供了一個(gè)公共的根，其它一些子類從這個(gè)根派生出來(lái)。通常一個(gè)抽象類只描述了這個(gè)類的 有關(guān)的操作接口。或者操作的部分實(shí)現(xiàn);完整的實(shí)現(xiàn)則被留給一個(gè)或幾個(gè)子類，抽象類一般用于定義一種協(xié)議或概念。

　　(4)繼承性繼承性(inherintance)是自動(dòng)地共享子類、超類和對(duì)象中的方法和數(shù)據(jù)的一種機(jī)制。如果沒有繼承性，不同類中的對(duì)象中的數(shù)據(jù)和方法就可能出現(xiàn)大量的重復(fù)。繼承性比較自然地體現(xiàn)了對(duì)象間的聯(lián)系。

　　(5)封裝性封裝是一種信息隱蔽技術(shù)，用戶只能看到對(duì)象封裝界面上的信息，對(duì)象內(nèi)部的信息對(duì)用戶是隱蔽的。封裝的目的是使對(duì)象的使用者和對(duì)象的設(shè)計(jì)者分開，使用者不必知道實(shí)現(xiàn)的具體細(xì)節(jié)，只須按設(shè)計(jì)者的要求來(lái)訪問對(duì)象，這樣方便于系統(tǒng)的集成。封裝是一種強(qiáng)有力的系統(tǒng)集成手段。封裝和類說(shuō)明有關(guān)。一個(gè)類的每一個(gè)實(shí)例都是一個(gè)單獨(dú)的封裝(或組件)。顯式地把對(duì)象的規(guī)格說(shuō)明(specification)和對(duì)象的實(shí)現(xiàn)分開是面向?qū)ο蟮囊淮筇厣�。封裝本身即是一個(gè)模塊，把對(duì)象的定義模塊和實(shí)現(xiàn)模塊分開，從而使得維護(hù)和修改變得方便。

　　(6)多態(tài)性所謂多態(tài)(polymorphic)，即一個(gè)名字可以具有多種語(yǔ)義。多態(tài)與動(dòng)態(tài)類型和靜態(tài)類型有關(guān)。動(dòng)態(tài)類型是指在執(zhí)行期間可以改變的類型。靜態(tài)類型是在程序文本中聲明時(shí)確定下來(lái)的類型。在面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)中，利用重名這樣多義性不會(huì)帶來(lái)混亂，并且為需求分析和設(shè)計(jì)帶來(lái)了好處。

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