【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 它的動(dòng)態(tài)行 ?為 ，在面向?qū)ο??分析和面向 ?對(duì)象設(shè)計(jì)中 ?， 通常把對(duì)象 ?的操作稱為 ?服務(wù)或方法 ?。 ?表示 為有助于讀 ?者理解對(duì)象 ?的概念，圖 形象地描 ?繪了具有 3?個(gè)操作的對(duì) ?象。 看了圖 之后，讀者可能會(huì) ?聯(lián)想到一臺(tái) ?錄 音機(jī) 。 確實(shí) ， 可以用一臺(tái) ?錄音機(jī)比喻 ?一個(gè)對(duì)象， 通俗地說(shuō)明 ?對(duì)象的某些 ?特點(diǎn)。 當(dāng)使用一臺(tái) ?錄音機(jī)的時(shí) ?候，總是通過(guò)按 ?鍵來(lái) 操作：按下“ Play(放音 )” 鍵，則錄音帶正 ?向轉(zhuǎn)動(dòng)， 通過(guò)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(zhuǎn)動(dòng)，在錄音帶中 ?錄下新的音 ?響 ?? 完?duì)顟B(tài) S 操作 1， 2， 3 的實(shí)現(xiàn) 操作 1 操作 2 操作 3 圖 對(duì)象的形象 ?表示 界 面 成錄音機(jī) ?各種功能的 ?電子線路被 ?裝在錄音機(jī) ?的外殼中 ， 人們無(wú)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(jī) ?。 為了使用錄 ?音機(jī)根本沒(méi) ?有必要打開(kāi) ?外殼去觸動(dòng) ?殼內(nèi)的各種 ?零部件 ， 事實(shí)上 ， 不是專業(yè)維 ?修人員的一 ?般用戶 ，完全不允許 ?打開(kāi)錄音機(jī) ?外殼。 一個(gè)對(duì)象很 ?像一臺(tái)錄音 ?機(jī)。當(dāng)在軟件中 ?使用一個(gè)對(duì) ?象的時(shí)候，只能通過(guò)對(duì) ?象與外界的 ?界面來(lái)操作 ?它 。 對(duì)象與外界 ?的界面也就 ?是該對(duì)象向 ?公眾開(kāi)放的 ?操 作，例如， C++語(yǔ)言中對(duì)象 ?的公有 (publi?c)成員函數(shù)。使用對(duì)象向 ?公眾開(kāi)放的 ?操作就好像 ?使用錄音機(jī) ?的按 鍵 ， 只須知道該 ?操作的名字 ?(好像錄音機(jī) ?的按鍵名 )和所需要的 ?參數(shù) (提供附加信 ?息或設(shè)置狀 ?態(tài) ， 例如聽(tīng)錄音 ?前先裝錄音 ?帶并把錄音 ?帶轉(zhuǎn)到指定 ?位置 )，根本無(wú)須知 ?道實(shí)現(xiàn)這些 ?操作的方法 ?。 事實(shí)上 ， 實(shí)現(xiàn)對(duì)象操 ?作的代碼和 ?數(shù)據(jù)是隱藏 ?在對(duì)象內(nèi)部 ?的 ， 一個(gè)對(duì)象好 ?像是一個(gè)黑 ?盒子 ， 表示它內(nèi)部 ?狀態(tài)的數(shù)據(jù) ?和實(shí)現(xiàn)各個(gè) ?操作的代碼 ?及局部數(shù)據(jù) ?， 都被封裝在 ?這個(gè)黑盒子 ?內(nèi)部 ， 在外面是看 ?不見(jiàn)的，更不 能從外 ?面去訪問(wèn)或 ?修改這些數(shù) ?據(jù)或代碼。 使用對(duì)象時(shí) ?只需知道它 ?向外界提供 ?的接口形式 ?而無(wú)須知道 ?它的內(nèi)部實(shí) ?現(xiàn)算法 ， 不僅使得對(duì) ?象的使用變 ?得非常簡(jiǎn)單 ?、 方便 ， 而且具有很 ?高的安全性 ?和可靠性 。 對(duì)象內(nèi)部的 ?數(shù)據(jù)只能通 ?過(guò)對(duì)象的公 ?有方法 (如 C+十的公有成 ?員函數(shù) )來(lái)訪問(wèn)或處 ?理，這就保證了 ?對(duì)這些數(shù)據(jù) ?的訪問(wèn)或處 ?理 ， 在任何時(shí)候 ?都是使用統(tǒng) ?一的方法進(jìn) ?行的 ， 不會(huì)像使用 ?傳統(tǒng)的面向 ?過(guò)程的程序 ?設(shè)計(jì)語(yǔ)言那 ?樣 ， 由于每個(gè)使 ?用者各自編 ?寫自己的處 ?理某個(gè)全局 ?數(shù)據(jù)的過(guò)程 ?而發(fā)生錯(cuò)誤 ?。 此外，錄音機(jī)中放 ?置的錄音帶 ?很像一個(gè)對(duì) ?象中表示其 ?內(nèi)部狀態(tài)的 ?數(shù)據(jù)，當(dāng)錄音帶處 ?于不同位置 ?時(shí)按下 Play鍵所放出的 ?歌曲是不相 ?同的，同 樣 ， 當(dāng)對(duì)象處于?不同狀態(tài)時(shí) ?， 做同一個(gè)操 ?作所得到的 ?效果也是不 ?同的。 ? 目前，對(duì)對(duì)象所下 ?的定義并不 ?完全統(tǒng)一，人們從不同 ?角度給出對(duì) ?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(duì) ?象的幾個(gè)定 ?義。 (1)定義 1：對(duì)象是具有 ?相同狀態(tài)的 ?一組操作的 ?集合。 這個(gè)定義主 ?要是從面向 ?對(duì)象程序 設(shè) ?計(jì)的角度看 ?“ 對(duì)象 ” 。 (2)定義 2：對(duì)象是對(duì)問(wèn) ?題域中某個(gè) ?東西的抽象 ?，這種抽象反 ?映了系統(tǒng)保 ?存有關(guān)這個(gè) ?東西的信息 ?或與它交互 ?的能力 。 也就是說(shuō) ， 對(duì)象是對(duì)屬 ?性值和操作 ?的封裝。 這個(gè)定義著 ?重從信息模 ?擬的角度看 ?待 “ 對(duì)象 ” 。 (3)定義 3：對(duì)象：： =(ID， MS， DS， MI)。其中， ID 是對(duì)象 ?的標(biāo)識(shí)或名 ?字，MS是對(duì)象 ?中的操作集 ?合， DS 是對(duì)象 ?的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ?， MI是對(duì)象 ?受理的消息 ?名集合 (即對(duì)外接口 ?)。 這個(gè)定義是 ?一個(gè)形式化 ?的定義。 總之， 對(duì)象是封裝 ?了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ?及可以施加 ?在這些數(shù)據(jù) ?結(jié)構(gòu)上的操 ?作的封裝體 ?，這個(gè)封裝體 ?有可以惟一 ?地標(biāo)識(shí)它的 ?名字 ， 而且向外界 ?提供一組服 ?務(wù) (即公有的操 ?作 )。對(duì)象中的數(shù) ?據(jù)表示對(duì)象 ?的狀態(tài) ， 一個(gè)對(duì)象的 ?狀態(tài)只能由 ?該對(duì)象的操 ?作來(lái)改變 。 每當(dāng)需要改 ?變對(duì)象的狀 ?態(tài)時(shí) ， 只能由其他 ?對(duì)象向該對(duì) ?象發(fā)送消息 ?。 對(duì)象響應(yīng)消 ?息時(shí) ， 按照消息模 ?式找出與之 ?匹配的方法 ?， 并執(zhí)行該方 ?法。 從動(dòng)態(tài)角度 ?或?qū)ο蟮膶?shí) ?現(xiàn)機(jī)制來(lái)看 ?，對(duì)象 是一臺(tái)自動(dòng) ?機(jī) 。 具有內(nèi)部狀 ?態(tài) S，操作 fi(i=1， 2， ? ， n)，且與操作 f?i對(duì)應(yīng)的狀 ?態(tài)轉(zhuǎn)換函數(shù) ?為 gi(I=1， 2， ? ，咒 )的一個(gè)對(duì)象 ?，可以用圖 9?.3 所 示的自動(dòng)機(jī) ?來(lái)模擬。 ? 對(duì)象有如下 ?一些基本特 ?點(diǎn)： (1)以數(shù)據(jù)為中 ?心。操作圍繞對(duì) ?其數(shù)據(jù)所需 ?要做的處理 ?來(lái)設(shè)置，不設(shè)置與這 ?些數(shù)據(jù)無(wú)關(guān) ?的操作 ， 而且操作的 ?結(jié)果往往與 ?當(dāng)時(shí)所處的 ?狀態(tài) (數(shù)據(jù)的值 )有關(guān)。 (2)對(duì)象是主動(dòng) ?的。它與傳統(tǒng)的 ?數(shù)據(jù)有本質(zhì) ?不同，不是被動(dòng)地 ?等待對(duì)它進(jìn) ?行處理，相 反 ， 它是進(jìn)行處 ?理的主體 。 為了完成某 ?個(gè)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(guò)它的公有 ?接口向?qū)ο??發(fā)消息 ， 請(qǐng)求它執(zhí)行 ?它的某個(gè)操 ?作 ， 處理它的私 ?有數(shù)據(jù)。 (3)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù) ?封裝。對(duì)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(nèi) ?部 ， 對(duì)外是隱藏 ?的 、 不可見(jiàn)的 ， 對(duì)私有數(shù)據(jù) ?的訪問(wèn)或處 ?理只能通過(guò) ?公有的操作 ?進(jìn)行 。 為了使用對(duì) ?象內(nèi)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(duì)該 ?數(shù)據(jù)施加的 ?操作 (即，對(duì)象提供了 ?哪些處理或 ?訪問(wèn)數(shù)據(jù)的 ?公有方法 )，根本無(wú)須知 ?道數(shù)據(jù)的具 ?體結(jié)構(gòu)以及 ?實(shí)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(gè)對(duì)象類 ?型也可以看 ?作是一種抽 ?象數(shù)據(jù)類型 ?。 (4)本質(zhì)上具有 ?并行性。對(duì)象是描述 ?其內(nèi)部狀態(tài) ?的數(shù)據(jù)及可 ?以對(duì)這些數(shù) ?據(jù)施加的全 ?部操作的集 ?合 。 不同對(duì)象各 ?自獨(dú)立地處 ?理自身的數(shù) ?據(jù) ， 彼此通過(guò)發(fā) ?消息傳遞信 ?息完成通信 ?。 因此 ， 本質(zhì)上具有 ?并行工作的 ?屬性。 (5)模塊獨(dú)立性 ?好。對(duì)象是面向 ?對(duì)象的軟件 ?的基本模塊 ?，為了充分發(fā) ?揮模塊化簡(jiǎn) ?化開(kāi)發(fā)工作 ?的優(yōu)點(diǎn) ， 希望模塊的 ?獨(dú)立性強(qiáng) 。 具體來(lái)說(shuō) ， 也就是要求 ?模塊的內(nèi)聚 ?性強(qiáng) ， 耦合性弱 。 如前所述 ， 對(duì)象是由數(shù) ?據(jù)及可以對(duì) ?這些數(shù)據(jù)施 ?加的操作所 ?組成的統(tǒng)一 ?體 ， 而且對(duì)象是 ?以數(shù)據(jù)為中 ?心的 ， 操作圍繞對(duì) ?其數(shù)據(jù)所需 ?做的處理來(lái) ?設(shè)置 ， 沒(méi)有無(wú)關(guān)的 ?操作 。 因此 ， 對(duì)象內(nèi)部各 ?種元素彼此 ?結(jié)合得很緊 ?密 ， 內(nèi)聚狀態(tài) S 狀態(tài) S 操作： 1f , 2f ,??， 轉(zhuǎn)換： 1g , 2g ，??， ng 輸出 if ( SX, ) 輸入 if ，X 轉(zhuǎn)換 ：新?tīng)顟B(tài) 39。S = ig (X ,S ) 圖 用自動(dòng)機(jī)模 ?擬對(duì)象 性相當(dāng) ?強(qiáng) 。 由于完成對(duì) ?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(duì)象 ?內(nèi)部，它與外界的 ?聯(lián)系自然就 ?比較少，因此，對(duì)象之間的 ?耦合通常比 ?較松。 其他概念 (class?) 現(xiàn)實(shí)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(shuō)每個(gè)人 ?職業(yè)、性格、愛(ài)好、特長(zhǎng)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(guó)人 ” 。 人類習(xí)慣于 ?把有相似特 ?征的事物歸 ?為一類 ， 分類是人類 ?認(rèn)識(shí)客觀世 ?界的基本方 ?法。 在面向?qū)ο??的軟件技術(shù) ?中， “ 類 ” 就是對(duì)具有 ?相同數(shù)據(jù)和 ?相同操作的 ?一組相似對(duì) ?象的 定義 ， 也就是說(shuō) ， 類是對(duì)具有 ?相同屬性和 ?行為的一個(gè) ?或多個(gè)對(duì)象 ?的描述 ， 通常在這種 ?描述中也包 ?括對(duì)怎樣創(chuàng) ?建該類的新 ?對(duì)象的說(shuō)明 ?。 例如， 一個(gè)面向?qū)??象的圖形程 ?序在屏幕左 ?下角顯示一 ?個(gè)半徑 3c?m的紅顏色 ?的圓，在屏幕中部 ?顯示一個(gè)半 ?徑 4cm的 ?綠顏色的圓 ?，在屏幕右上 ?角顯示一個(gè) ?半徑 1cm?的黃顏色的 ?圓 。 這三個(gè)圓心 ?位置 、 半徑大小和 ?顏色均不相 ?同的圓 ， 是三個(gè)不同 ?的對(duì)象 。 但是 ， 它們都有相 ?同的數(shù)據(jù) (圓心坐標(biāo)、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(dòng)位置，等等 )。因此，它們是同一 ?類事物，可以用 Circl?e類 ” 來(lái)定義。 以上先詳細(xì) ?地闡述了對(duì) ?象的定義，然后在此基 ?礎(chǔ)上定義了 ?類。也可以先定 ?義類再定義 ?對(duì)象 ， 例如 ， 可以像下面 ?這樣定義類 ?和對(duì)象 ： 類是支持繼 ?承的抽象數(shù) ?據(jù)類型 ， 而對(duì)象就是 ?類的實(shí)例。 (insta?nce) 實(shí)例就是由 ?某個(gè)特定的 ?類所描述的 ?一個(gè)具體的 ?對(duì)象。類是對(duì)具有 ?相同屬性和 ?行為的一組 ?相似的對(duì)象 ?的抽象 ， 類在現(xiàn)實(shí)世 ?界中并不能 ?真正存在 。 在地球上并 ?沒(méi)有抽象的 ?“ 中國(guó)人 ” ， 只有一個(gè)個(gè) ?具體的中國(guó) ?人 ， 例如 ， 張三 、 李四 、 王五 ?? 同樣 ， 誰(shuí)也沒(méi)見(jiàn)過(guò) ?抽象的 “ 圓 ” ， 只有一個(gè)個(gè) ?具體的圓。 實(shí)際上類是 ?建立對(duì)象時(shí) ?使用的 “ 樣板 ” ，按照這個(gè)樣 ?板所建立的 ?一個(gè)個(gè)具體 ?的對(duì)象，就 是類的實(shí)際 ?例子 ， 通常稱為實(shí) ?例。 當(dāng)使用 “ 對(duì)象 ” 這個(gè)術(shù)語(yǔ)時(shí) ?，既可以指一 ?個(gè)具體的對(duì) ?象，也可以泛指 ?一般的對(duì)象 ?，但是， 當(dāng)使用 “ 實(shí)例 ” 這個(gè)術(shù)語(yǔ)時(shí) ?， 必然是指一 ?個(gè)具體的對(duì) ?象。 (messa?ge) 消息就是要 ?求某個(gè)對(duì)象 ?執(zhí)行在定義 ?它的那個(gè)類 ?中所定義的 ?某個(gè)操作的 ?規(guī)格說(shuō)明。通 常 ， 一個(gè)消息由 ?下述 3 部分 ?組成： 接收消息的 ?對(duì)象； 消息選擇符 ?(也稱為消息 ?名 )； 零個(gè)或多個(gè) ?變?cè)? 例如， MyCir?cle 是一 ?個(gè)半徑 4c?m、圓心位于 (100， 200)的 Circ?le類的 對(duì) ?象，也就是 Ci?rcle 類 ?的一個(gè)實(shí)例 ?，當(dāng)要求它以 ?綠顏色在屏 ?幕上顯示自 ?己時(shí)，在 C++語(yǔ)言中應(yīng)該 ?向它發(fā)下列 ?消息： MyCir?(GREEN?)； 其中 MyC?ircle?是接收消息 ?的對(duì)象的名 ?字 ， Show 是 ?消息選擇符 ?(即消息名 )，圓括號(hào)內(nèi)的 ?GREEN?是消息的變 ?元。當(dāng) MyCi?rcle 接 ?收到這個(gè)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(duì) ?象所能執(zhí)行 ?的操作，也就是類中 ?所定義的服 ?務(wù)。方法 描述了 ?對(duì)象執(zhí)行操 ?作的算法 ， 響應(yīng)消息的 ?方法。在 C++語(yǔ)言中把方 ?法稱為成員 ?函數(shù)。 例如，為了 Cir?cle 類的 ?對(duì)象能夠響 ?應(yīng)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(gè)成員 ?函數(shù)的實(shí)現(xiàn) ?代碼。 (attri?bute) 屬性就是類 ?中所定義的 ?數(shù)據(jù)，它是對(duì)客觀 ?世界實(shí)體所 ?具有的性質(zhì) ?的抽象。類的每個(gè)實(shí) ?例都有自己 ?特有的屬性 ?值。 在 C++語(yǔ)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(biāo)、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(gè)事 ?物包起來(lái)，使外界不知 ?道該事物的 ?具體內(nèi)容。 在面向?qū)ο??的程序中，把數(shù)據(jù)和實(shí) ?現(xiàn)操作的代 ?碼集中起來(lái) ?放在對(duì)象內(nèi) ?部。一個(gè)對(duì)象好 ?像是一個(gè)不 ?透明的黑盒 ?子 ， 表示對(duì)象狀