【文章內容簡介】 它的動態(tài)行 ?為 ，在面向對象 ?分析和面向 ?對象設計中 ?， 通常把對象 ?的操作稱為 ?服務或方法 ?。 ?表示 為有助于讀 ?者理解對象 ?的概念，圖 形象地描 ?繪了具有 3?個操作的對 ?象。 看了圖 之后，讀者可能會 ?聯(lián)想到一臺 ?錄 音機 。 確實 ， 可以用一臺 ?錄音機比喻 ?一個對象， 通俗地說明 ?對象的某些 ?特點。 當使用一臺 ?錄音機的時 ?候，總是通過按 ?鍵來 操作：按下“ Play(放音 )” 鍵，則錄音帶正 ?向轉動， 通過喇叭放 ?出錄音帶中 ?記錄的歌曲 ?或其他聲音 ?； 按下 “ Recor?d(錄音 )” 鍵，則錄音帶正 ?向轉動，在錄音帶中 ?錄下新的音 ?響 ?? 完狀態(tài) S 操作 1， 2， 3 的實現(xiàn) 操作 1 操作 2 操作 3 圖 對象的形象 ?表示 界 面 成錄音機 ?各種功能的 ?電子線路被 ?裝在錄音機 ?的外殼中 ， 人們無須了 ?解這些電子 ?線路的工作 ?原理就可以 ?隨心所欲地 ?使用錄音機 ?。 為了使用錄 ?音機根本沒 ?有必要打開 ?外殼去觸動 ?殼內的各種 ?零部件 ， 事實上 ， 不是專業(yè)維 ?修人員的一 ?般用戶 ，完全不允許 ?打開錄音機 ?外殼。 一個對象很 ?像一臺錄音 ?機。當在軟件中 ?使用一個對 ?象的時候，只能通過對 ?象與外界的 ?界面來操作 ?它 。 對象與外界 ?的界面也就 ?是該對象向 ?公眾開放的 ?操 作，例如， C++語言中對象 ?的公有 (publi?c)成員函數(shù)。使用對象向 ?公眾開放的 ?操作就好像 ?使用錄音機 ?的按 鍵 ， 只須知道該 ?操作的名字 ?(好像錄音機 ?的按鍵名 )和所需要的 ?參數(shù) (提供附加信 ?息或設置狀 ?態(tài) ， 例如聽錄音 ?前先裝錄音 ?帶并把錄音 ?帶轉到指定 ?位置 )，根本無須知 ?道實現(xiàn)這些 ?操作的方法 ?。 事實上 ， 實現(xiàn)對象操 ?作的代碼和 ?數(shù)據(jù)是隱藏 ?在對象內部 ?的 ， 一個對象好 ?像是一個黑 ?盒子 ， 表示它內部 ?狀態(tài)的數(shù)據(jù) ?和實現(xiàn)各個 ?操作的代碼 ?及局部數(shù)據(jù) ?， 都被封裝在 ?這個黑盒子 ?內部 ， 在外面是看 ?不見的，更不 能從外 ?面去訪問或 ?修改這些數(shù) ?據(jù)或代碼。 使用對象時 ?只需知道它 ?向外界提供 ?的接口形式 ?而無須知道 ?它的內部實 ?現(xiàn)算法 ， 不僅使得對 ?象的使用變 ?得非常簡單 ?、 方便 ， 而且具有很 ?高的安全性 ?和可靠性 。 對象內部的 ?數(shù)據(jù)只能通 ?過對象的公 ?有方法 (如 C+十的公有成 ?員函數(shù) )來訪問或處 ?理，這就保證了 ?對這些數(shù)據(jù) ?的訪問或處 ?理 ， 在任何時候 ?都是使用統(tǒng) ?一的方法進 ?行的 ， 不會像使用 ?傳統(tǒng)的面向 ?過程的程序 ?設計語言那 ?樣 ， 由于每個使 ?用者各自編 ?寫自己的處 ?理某個全局 ?數(shù)據(jù)的過程 ?而發(fā)生錯誤 ?。 此外，錄音機中放 ?置的錄音帶 ?很像一個對 ?象中表示其 ?內部狀態(tài)的 ?數(shù)據(jù)，當錄音帶處 ?于不同位置 ?時按下 Play鍵所放出的 ?歌曲是不相 ?同的，同 樣 ， 當對象處于?不同狀態(tài)時 ?， 做同一個操 ?作所得到的 ?效果也是不 ?同的。 ? 目前，對對象所下 ?的定義并不 ?完全統(tǒng)一，人們從不同 ?角度給出對 ?象的不同定 ?義。這些定義雖 ?然形式不同 ?， 但基本含義 ?是相同的 。 下面給出對 ?象的幾個定 ?義。 (1)定義 1：對象是具有 ?相同狀態(tài)的 ?一組操作的 ?集合。 這個定義主 ?要是從面向 ?對象程序 設 ?計的角度看 ?“ 對象 ” 。 (2)定義 2：對象是對問 ?題域中某個 ?東西的抽象 ?，這種抽象反 ?映了系統(tǒng)保 ?存有關這個 ?東西的信息 ?或與它交互 ?的能力 。 也就是說 ， 對象是對屬 ?性值和操作 ?的封裝。 這個定義著 ?重從信息模 ?擬的角度看 ?待 “ 對象 ” 。 (3)定義 3：對象：： =(ID， MS， DS， MI)。其中， ID 是對象 ?的標識或名 ?字，MS是對象 ?中的操作集 ?合， DS 是對象 ?的數(shù)據(jù)結構 ?， MI是對象 ?受理的消息 ?名集合 (即對外接口 ?)。 這個定義是 ?一個形式化 ?的定義。 總之， 對象是封裝 ?了數(shù)據(jù)結構 ?及可以施加 ?在這些數(shù)據(jù) ?結構上的操 ?作的封裝體 ?，這個封裝體 ?有可以惟一 ?地標識它的 ?名字 ， 而且向外界 ?提供一組服 ?務 (即公有的操 ?作 )。對象中的數(shù) ?據(jù)表示對象 ?的狀態(tài) ， 一個對象的 ?狀態(tài)只能由 ?該對象的操 ?作來改變 。 每當需要改 ?變對象的狀 ?態(tài)時 ， 只能由其他 ?對象向該對 ?象發(fā)送消息 ?。 對象響應消 ?息時 ， 按照消息模 ?式找出與之 ?匹配的方法 ?， 并執(zhí)行該方 ?法。 從動態(tài)角度 ?或對象的實 ?現(xiàn)機制來看 ?，對象 是一臺自動 ?機 。 具有內部狀 ?態(tài) S，操作 fi(i=1， 2， ? ， n)，且與操作 f?i對應的狀 ?態(tài)轉換函數(shù) ?為 gi(I=1， 2， ? ，咒 )的一個對象 ?，可以用圖 9?.3 所 示的自動機 ?來模擬。 ? 對象有如下 ?一些基本特 ?點： (1)以數(shù)據(jù)為中 ?心。操作圍繞對 ?其數(shù)據(jù)所需 ?要做的處理 ?來設置，不設置與這 ?些數(shù)據(jù)無關 ?的操作 ， 而且操作的 ?結果往往與 ?當時所處的 ?狀態(tài) (數(shù)據(jù)的值 )有關。 (2)對象是主動 ?的。它與傳統(tǒng)的 ?數(shù)據(jù)有本質 ?不同，不是被動地 ?等待對它進 ?行處理，相 反 ， 它是進行處 ?理的主體 。 為了完成某 ?個操作，不能從外 部 ?直接加工它 ?的私有數(shù)據(jù) ?， 而是必須通 ?過它的公有 ?接口向對象 ?發(fā)消息 ， 請求它執(zhí)行 ?它的某個操 ?作 ， 處理它的私 ?有數(shù)據(jù)。 (3)實現(xiàn)了數(shù)據(jù) ?封裝。對象好像是 ?一只黑盒子 ?，它的私有數(shù) ?據(jù)完全被封 ?裝在盒子內 ?部 ， 對外是隱藏 ?的 、 不可見的 ， 對私有數(shù)據(jù) ?的訪問或處 ?理只能通過 ?公有的操作 ?進行 。 為了使用對 ?象內部的私 ?有數(shù)據(jù) ， 只需知道數(shù) ?據(jù)的取值范 ?圍 (值域 )和可以對該 ?數(shù)據(jù)施加的 ?操作 (即，對象提供了 ?哪些處理或 ?訪問數(shù)據(jù)的 ?公有方法 )，根本無須知 ?道數(shù)據(jù)的具 ?體結構以及 ?實現(xiàn)操作的 ?算法 。 這也就是抽 ?象數(shù)據(jù)類型 ?的概念 。 因此 ， 一個對象類 ?型也可以看 ?作是一種抽 ?象數(shù)據(jù)類型 ?。 (4)本質上具有 ?并行性。對象是描述 ?其內部狀態(tài) ?的數(shù)據(jù)及可 ?以對這些數(shù) ?據(jù)施加的全 ?部操作的集 ?合 。 不同對象各 ?自獨立地處 ?理自身的數(shù) ?據(jù) ， 彼此通過發(fā) ?消息傳遞信 ?息完成通信 ?。 因此 ， 本質上具有 ?并行工作的 ?屬性。 (5)模塊獨立性 ?好。對象是面向 ?對象的軟件 ?的基本模塊 ?，為了充分發(fā) ?揮模塊化簡 ?化開發(fā)工作 ?的優(yōu)點 ， 希望模塊的 ?獨立性強 。 具體來說 ， 也就是要求 ?模塊的內聚 ?性強 ， 耦合性弱 。 如前所述 ， 對象是由數(shù) ?據(jù)及可以對 ?這些數(shù)據(jù)施 ?加的操作所 ?組成的統(tǒng)一 ?體 ， 而且對象是 ?以數(shù)據(jù)為中 ?心的 ， 操作圍繞對 ?其數(shù)據(jù)所需 ?做的處理來 ?設置 ， 沒有無關的 ?操作 。 因此 ， 對象內部各 ?種元素彼此 ?結合得很緊 ?密 ， 內聚狀態(tài) S 狀態(tài) S 操作： 1f , 2f ,??， 轉換： 1g , 2g ，??， ng 輸出 if ( SX, ) 輸入 if ，X 轉換 ：新狀態(tài) 39。S = ig (X ,S ) 圖 用自動機模 ?擬對象 性相當 ?強 。 由于完成對 ?象功能所需 ?要的元素 (數(shù)據(jù)和方法 ?)基本上都被 ?封裝在對象 ?內部，它與外界的 ?聯(lián)系自然就 ?比較少，因此，對象之間的 ?耦合通常比 ?較松。 其他概念 (class?) 現(xiàn)實世界中 ?存在的客觀 ?事物有些是 ?彼此相似的 ?，例如，張三、李四、王五 ??雖說每個人 ?職業(yè)、性格、愛好、特長等等 各 ?有不同 ， 但是 ， 他們的基本 ?特征是相似 ?的 ， 都是黃皮膚 ?、 黑頭發(fā) 、 黑眼睛 ， 于是人們把 ?他們統(tǒng)稱為 ?“ 中國人 ” 。 人類習慣于 ?把有相似特 ?征的事物歸 ?為一類 ， 分類是人類 ?認識客觀世 ?界的基本方 ?法。 在面向對象 ?的軟件技術 ?中， “ 類 ” 就是對具有 ?相同數(shù)據(jù)和 ?相同操作的 ?一組相似對 ?象的 定義 ， 也就是說 ， 類是對具有 ?相同屬性和 ?行為的一個 ?或多個對象 ?的描述 ， 通常在這種 ?描述中也包 ?括對怎樣創(chuàng) ?建該類的新 ?對象的說明 ?。 例如， 一個面向對 ?象的圖形程 ?序在屏幕左 ?下角顯示一 ?個半徑 3c?m的紅顏色 ?的圓，在屏幕中部 ?顯示一個半 ?徑 4cm的 ?綠顏色的圓 ?，在屏幕右上 ?角顯示一個 ?半徑 1cm?的黃顏色的 ?圓 。 這三個圓心 ?位置 、 半徑大小和 ?顏色均不相 ?同的圓 ， 是三個不同 ?的對象 。 但是 ， 它們都有相 ?同的數(shù)據(jù) (圓心坐標、半徑、顏色 )和相同的操 ?作 (顯示自己、放大縮小半 ?徑、在屏幕上移 ?動位置，等等 )。因此，它們是同一 ?類事物，可以用 Circl?e類 ” 來定義。 以上先詳細 ?地闡述了對 ?象的定義，然后在此基 ?礎上定義了 ?類。也可以先定 ?義類再定義 ?對象 ， 例如 ， 可以像下面 ?這樣定義類 ?和對象 ： 類是支持繼 ?承的抽象數(shù) ?據(jù)類型 ， 而對象就是 ?類的實例。 (insta?nce) 實例就是由 ?某個特定的 ?類所描述的 ?一個具體的 ?對象。類是對具有 ?相同屬性和 ?行為的一組 ?相似的對象 ?的抽象 ， 類在現(xiàn)實世 ?界中并不能 ?真正存在 。 在地球上并 ?沒有抽象的 ?“ 中國人 ” ， 只有一個個 ?具體的中國 ?人 ， 例如 ， 張三 、 李四 、 王五 ?? 同樣 ， 誰也沒見過 ?抽象的 “ 圓 ” ， 只有一個個 ?具體的圓。 實際上類是 ?建立對象時 ?使用的 “ 樣板 ” ，按照這個樣 ?板所建立的 ?一個個具體 ?的對象，就 是類的實際 ?例子 ， 通常稱為實 ?例。 當使用 “ 對象 ” 這個術語時 ?，既可以指一 ?個具體的對 ?象，也可以泛指 ?一般的對象 ?，但是， 當使用 “ 實例 ” 這個術語時 ?， 必然是指一 ?個具體的對 ?象。 (messa?ge) 消息就是要 ?求某個對象 ?執(zhí)行在定義 ?它的那個類 ?中所定義的 ?某個操作的 ?規(guī)格說明。通 常 ， 一個消息由 ?下述 3 部分 ?組成： 接收消息的 ?對象； 消息選擇符 ?(也稱為消息 ?名 )； 零個或多個 ?變元。 例如， MyCir?cle 是一 ?個半徑 4c?m、圓心位于 (100， 200)的 Circ?le類的 對 ?象，也就是 Ci?rcle 類 ?的一個實例 ?，當要求它以 ?綠顏色在屏 ?幕上顯示自 ?己時，在 C++語言中應該 ?向它發(fā)下列 ?消息： MyCir?(GREEN?)； 其中 MyC?ircle?是接收消息 ?的對象的名 ?字 ， Show 是 ?消息選擇符 ?(即消息名 )，圓括號內的 ?GREEN?是消息的變 ?元。當 MyCi?rcle 接 ?收到這個消 ?息后，將執(zhí)行在 C?ircle?類中所定義 ?的 Show?操作。 (metho?d) 方法就是對 ?象所能執(zhí)行 ?的操作，也就是類中 ?所定義的服 ?務。方法 描述了 ?對象執(zhí)行操 ?作的算法 ， 響應消息的 ?方法。在 C++語言中把方 ?法稱為成員 ?函數(shù)。 例如，為了 Cir?cle 類的 ?對象能夠響 ?應讓它在屏 ?幕上顯示自 ?己的消息S?how(GREEN?)， 在 Circ?le 類中必 ?須給出成員 ?函數(shù) Sho?w(int color?)的定義，也就是要給 ?出這個成員 ?函數(shù)的實現(xiàn) ?代碼。 (attri?bute) 屬性就是類 ?中所定義的 ?數(shù)據(jù)，它是對客觀 ?世界實體所 ?具有的性質 ?的抽象。類的每個實 ?例都有自己 ?特有的屬性 ?值。 在 C++語言中把屬 ?性稱為數(shù)據(jù) ?成員。例如， Circl?e類中定義 ?的代表圓心 ?坐標、半徑、 顏色等的數(shù) ?據(jù)成員 ， 就是圓的屬 ?性。 (encap?sulat?ion) 從字面上理 ?解，所謂封裝就 ?是把某個事 ?物包起來，使外界不知 ?道該事物的 ?具體內容。 在面向對象 ?的程序中，把數(shù)據(jù)和實 ?現(xiàn)操作的代 ?碼集中起來 ?放在對象內 ?部。一個對象好 ?像是一個不 ?透明的黑盒 ?子 ， 表示對象狀