【正文】 第 1章 面向對象程序設計概論 面向對象程序設計教程（ C++語言描述）上 第 1章 面向對象程序設計概論 第 1章 面向對象程序設計概論 程序設計方法 面向對象程序設計的基本概念 面向對象程序設計語言 C++對面向對象程序設計方法的支持 C++程序的實現(xiàn) 第 1章 面向對象程序設計概論 程序設計方法 結構化程序設計方法 面向對象的程序設計方法 返回首頁 目前有兩種重要的程序設計方法： 第 1章 面向對象程序設計概論 結構化程序設計方法 結構化程序設計的概念由瑞士計算機科學家 1971年首次提出來，隨之出現(xiàn)了支持結構化程序設計方法的程序設計語言，例如 C語言。 結構化程序設計方法： 強調(diào)程序結構的規(guī)范性，強調(diào)程序設計的自頂向下，逐步求精的演化過程。在這種方法中，待解問題和程序設計語言中的過程緊密相聯(lián)。 第 1章 面向對象程序設計概論 結構化程序設計方法 例如要開發(fā)一個成績管理系統(tǒng)，由于問題較復雜，我們將待解的問題分解成若干子問題： ?輸入成績 ?處理成績 ?打印成績 待解問題將對應到main()函數(shù)，每個子問題對應到main()的調(diào)用函數(shù) 第 1章 面向對象程序設計概論 結構化程序設計方法 返回本節(jié) 隨著程序規(guī)模與復雜性的增長，面向過程的結構化程序設計方法存在明顯的不足之處： ?數(shù)據(jù)安全性問題 ?可維護性及可重用性差 ?圖形用戶界面的應用程序，很難用過程來描述和實現(xiàn)，開發(fā)和維護也都很困難。 第 1章 面向對象程序設計概論 面向對象程序設計方法 在結構化程序設計方法中，程序可表示為： 程序 =數(shù)據(jù)結構 +算法 即程序的要素是數(shù)據(jù)結構和算法，數(shù)據(jù)結構是指利用計算機的離散邏輯來量化表達需要解決的問題，而算法則研究如何高效而快捷地組織解決問題的具體過程。 第 1章 面向對象程序設計概論 面向對象程序設計方法 【 例 】 用 C++語言描述，用結構化程序設計方法計算矩形的面積。 第 1章 面向對象程序設計概論 面向對象程序設計方法 在面向對象的程序設計方法中，對象是數(shù)據(jù)結構和算法的封裝體。 根據(jù)這個定義，對象是計算機內(nèi)存中的一塊區(qū)域。在對象中，不但存有數(shù)據(jù)，而且存有代碼，使得每個對象在功能上相互之間保持相對獨立。當然，對象之間存在各種聯(lián)系，但它們之間只能通過消息進行通信。程序可表示為： 程序 =對象 +消息 第 1章 面向對象程序設計概論 面向對象程序設計方法 【 例 】 用 C++語言描述，用面向對象程序設計方法計算矩形的面積。 第 1章 面向對象程序設計概論 面向對象程序設計方法 通過這個程序可以知道面向對象程序程序的基本結構。一般情況下，面向對象程序都是由三個部分來構成：類的聲明、類的成員的實現(xiàn)和主函數(shù)。 可見，在面向對象程序設計中，它著重于類的設計。類正是面向對象語言的基本程序模塊，通過類的設計，來完成實體的建模任務。 第 1章 面向對象程序設計概論 面向對象程序設計方法 程序 Li1_2比程序 Li1_1看起來要煩瑣一些。但是，如果以 RectangleArea類為基礎，通過繼承，可以很方便地派生出長方體等新的幾何體，實現(xiàn)代碼重用。 面向對象程序設計方法提供了軟件重用、解決大問題和復雜問題的有效途徑，具有抽象性、封裝性、繼承性和多態(tài)性等特點。 返回本節(jié) 第 1章 面向對象程序設計概論 面向對象程序設計的基本概念 抽象 封裝 消息 繼承 多態(tài) 返回首頁 第 1章 面向對象程序設計概論 抽象 抽象就是忽略事物中與當前目標無關的非本質特征，而強調(diào)與當前目標有關的本質特征，從而找出事物的共性，并把具有共性的事物劃為一類，得到一個抽象的概念。 第 1章 面向對象程序設計概論 抽象 面向對象方法中的抽象：指對具體問題 (對象 )進行概括 ， 抽出一類對象的公共性質并加以描述的過程 。 它包括兩個方面：數(shù)據(jù)抽象和行為抽象 （ 或稱功能抽象 、 代碼抽象 ） 。 其中 ， 數(shù)據(jù)抽象描述某類對象共有的屬性或狀態(tài) ， 行為抽象描述某類對象的共有的行為或功能特征 。 將這兩方面抽象有機地結合 ， 就形成了面向對象程序設計中的“ 對象 ” 。 還可以繼續(xù)抽象：把眾多相似的 “ 對象 ” 聚集起來 ， 進一步抽象后就形成了 “ 類 ” 。 第 1章 面向對象程序設計概論 抽象 數(shù)據(jù)抽象： float length,width,Area。 行為抽象： SetData(float L,float W)。 CompueteArea()。 OutputArea()。 分析程序清單 Li1_2： 如果不是計算矩形的面積，關注的特征可能是顏色、大小等。由此可見，對于同一個研究對象，由于所研究問題的側重點不同，就可能產(chǎn)生不同的抽象結果。 返回本節(jié) 第 1章 面向對象程序設計概論 封裝 在日常生活中，我們往往只想知道某件物品的功能，而不關心它是怎么工作的。 對于程序設計亦是如此，當人們面對某段程序時，只關心它的執(zhí)行結果，而不關心實現(xiàn)過程以及過程中所用到的數(shù)據(jù)。封裝恰好滿足了這一需求。 第 1章 面向對象程序設計概論 封裝 面向對象方法中的封裝：就是將抽象出來的對象的屬性和行為結合成一個獨立的單位，并盡可能隱蔽對象的內(nèi)部細節(jié)。 封裝有兩個含義：一是把對象的全部屬性和行為結合在一起，形成一個不可分割的獨立單位。對象的私有屬性只能由這個對象的行為來讀取和修改；二是盡可能隱蔽對象的內(nèi)部細節(jié)，對外形成一道屏障，通過公有行為充當外部接口。 第 1章 面向對象程序設計概論 封裝 例如程序段 Li1_2中的類 RectangleArea就是在抽象的基礎上，將矩形的數(shù)據(jù)和功能結合起來而構成的封裝體。 聲明的私有成員 length、 width和 Area外部無法直接訪問，外界可通過公有行為 SetData()、CompueteArea()和 OutputArea()與類RectangleArea發(fā)生聯(lián)系。 返回本節(jié) 第 1章 面向對象程序設計概論 消息 消息：是面向對象程序設計用來描述對象之間通信的機制。一個消息就是一個對象要求另一個對象實施某種操作的一個請求。 前面所提到的 “ 接口 ” 規(guī)定了能向某一對象發(fā)出什么請求。也就是說，類對每個可能的請求都定義了一個相關的函數(shù)，當向對象發(fā)出請求時，就調(diào)用這個函數(shù)。這個過程通常概括為向對象“ 發(fā)送消息 ” (提出請求 )，對象根據(jù)這個消息決定做什么 (執(zhí)行函數(shù)代碼 )。 第 1章 面向對象程序設計概論 消息 例如，外界與 RectangleArea類進行通信，可以通過下面的 C++語句來描述： //創(chuàng)建一個 Rectangle對象 RectangleArea Rectangle； //通過對象調(diào)用 CompueterArea()函數(shù) ()。 返回本節(jié) 第 1章 面向對象程序設計概論 繼承 在客觀世界中，存在著一般和特殊的關系，特殊具有一般的特性，同時又有自己的新特性。 運用抽象的原則就是舍棄對象的特殊性，提取其一般性，從而得到適合一個對象集的類。如果在這個類的基礎上，再考慮抽象過程中被舍棄的一部分對象的特性，則可形成一個新的類，這個類具有前一個類的全部特征，又有自己的新特征，形成一種層次結構，即繼承結構。 第 1章 面向對象程序設計概論 繼承 面向對象程序設計中利用繼承機制將這種關系模型化。繼承就是指特殊類的對象擁有其一般類的屬性和行為。 第 1章 面向對象程序設計概論 繼承 在軟件開發(fā)過程中，繼承進一步實現(xiàn)了軟件模塊的可重用性。繼承意味著 “ 自動地擁有 ” ，即特殊類中不必重新定義已在一般類中定義過的屬性和行為，而是自動地、隱含地擁有其一般類的屬性與行為。當這個特殊類又被它更下層的特殊類繼承時，它繼承來的和自己定義的屬性和行為又被下一層的特殊類繼承下去。不僅如此，如果將開發(fā)好的類作為構件放到構件庫中，在開發(fā)新系統(tǒng)時便可直接使用或繼承使用。 返回本節(jié) 第 1章 面向對象程序設計概論 多態(tài) 面向對象的通信機制是消息，一個消息可以產(chǎn)生不同的響應效果，這種現(xiàn)象叫做多態(tài)。即一個名字，多種語義；或相同界面，多種實現(xiàn)。 第 1章 面向對象程序設計概論 多態(tài) 例如，如果發(fā)送消息 “ 雙擊 ” ，不同的對象就會有不同的響應。比如， “ 文件夾 ” 對象收到雙擊消息后，會打開該文件夾，而 “ 音樂文件 ” 對象收到雙擊消息后，會播放該音樂。顯然，打開文件夾和播放音樂需要不同的函數(shù)體。但是，它們可以被同一條消息 “ 雙擊 ” 所引發(fā)。這就是多態(tài)。 返回本節(jié) 第 1章 面向對象程序設計概論 面向對象程序設計語言 混合型的面向對象程序設計語言 C++ 純面向對象程序設計語言 Java 返回首頁 第 1章 面向對象程序設計概論 C++ 混合型程序設計語言兼有同時支持面向過程的程序設計和支持面向對象的程序設計的特點， C++語言是這類語言的典型代表。 第 1章 面向對象程序設計概論 C++ C++語言具有 4個方面的優(yōu)點 ： ? 降低程序開發(fā)和維護的成本。 ? 與 C兼容，但比用 C語言編寫的程序更有效率。 ? 允許程序員更自由地使用各種庫。 ? C++的異常處理機制能夠保證在運行期間檢查到錯誤，并轉至相應的處理程序，減少了代碼的長度和復雜度。 返回本節(jié) 第 1章 面向對象程序設計概論 純面向對象程序設計語言 Java Java是一種具有 “ 簡單、面向對象的、分布式、解釋型、健壯、安全、與體系結構無關、可移植、高性能、多線程和動態(tài)執(zhí)行 ” 等特性的語言。其次，它最大限度地利用了網(wǎng)絡，Java的應用程序 (Applet)可在網(wǎng)絡上傳輸，可以說是網(wǎng)絡世界的通用語言；另外， Java還提供了豐富的類庫，使程序設計者可以方便地建立自己的系統(tǒng)。因此 Java具有強大的圖形、圖像、動畫、音頻、視頻、多線程及網(wǎng)絡交互能力，使其在設計交互式、多媒體網(wǎng)頁和網(wǎng)絡應用程序方面大顯身手。 Java是 C++的簡化和