面向?qū)ο缶幊趟枷虢馕?/h1>
2015-02-04 21:26馬曉娟
電子技術(shù)與軟件工程 2014年22期
馬曉娟
面向?qū)ο笫钱?dāng)今程序設(shè)計(jì)的主流，主要通過(guò)類和對(duì)象實(shí)現(xiàn)軟件的各種功能。它從客觀世界中的實(shí)物出發(fā)，盡可能通過(guò)人類自然的思維方式來(lái)認(rèn)識(shí)和思考問(wèn)題，抓住這些實(shí)物的特點(diǎn)，經(jīng)抽象將它們定義為類，系統(tǒng)就是由不同類的對(duì)象所構(gòu)成的。文章主要圍繞面向?qū)ο蟮膸讉€(gè)基本概念和特征對(duì)面向?qū)ο缶幊趟枷胱隽艘粋€(gè)概述。
【關(guān)鍵詞】面向?qū)ο?類 對(duì)象 封裝 繼承
1 引言
面向?qū)ο蟮乃枷氩粌H僅局限于軟件設(shè)計(jì)，它已經(jīng)拓展到更多的領(lǐng)域，如分布式系統(tǒng)、應(yīng)用平臺(tái)、交互式界面、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、人工智能、嵌入式軟件系統(tǒng)等領(lǐng)域。作為計(jì)算機(jī)專業(yè)的求學(xué)者和從業(yè)人員，不管鉆研或從事哪個(gè)方向的，都應(yīng)該對(duì)面向?qū)ο缶幊趟枷胗兴私狻?/p>
通俗地講，面向?qū)ο缶幊趟枷肟梢愿爬ㄈ缦拢合到y(tǒng)中的一切事物都是對(duì)象；將屬性和對(duì)屬性執(zhí)行的操作封裝成為整體，這個(gè)封裝體即是對(duì)象；屬性和操作相同的對(duì)象抽象成為類，對(duì)象則是類的實(shí)體；發(fā)送消息可以使對(duì)象執(zhí)行相應(yīng)的操作；在現(xiàn)有類的基礎(chǔ)上增加屬性或操作可以構(gòu)成另一個(gè)類，這是類的繼承。
2 面向過(guò)程編程思想所存在的問(wèn)題
2.1 可維護(hù)性差
用傳統(tǒng)的面向過(guò)程方法所開發(fā)出的軟件，由于可修改性較差，維護(hù)時(shí)產(chǎn)生的費(fèi)用仍很高，造成其可維護(hù)性差。
2.2 重用性差
重用性指軟件不用修改或略加修改就能重復(fù)使用。面向過(guò)程程序設(shè)計(jì)階段軟件重用性極差，引起軟件危機(jī)，軟件工程這一學(xué)科由此而誕生，提高重用性是軟件工程的重要目標(biāo)，而面向?qū)ο蟮睦^承機(jī)制很好地解決了軟件重用性這一問(wèn)題。
2.3 軟件功能與用戶需求不一致
用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化方法開發(fā)大型軟件系統(tǒng)涉及各種不同領(lǐng)域的知識(shí)，在開發(fā)需求模糊或需求動(dòng)態(tài)變化的系統(tǒng)時(shí)，所開發(fā)出的軟件系統(tǒng)往往不能真正滿足用戶的需要。
3 面向?qū)ο蟮闹匾拍?/p>
3.1 類
類是屬性與操作相同的對(duì)象的抽象。因此，類是對(duì)象的抽象，對(duì)象是類的實(shí)例。 例如“人”是所有人的一個(gè)抽象的總稱，他是一個(gè)類，“魯迅”是具體的一個(gè)人，這就是個(gè)對(duì)象。再如“班級(jí)”是個(gè)抽象的類名，“計(jì)算機(jī)系13級(jí)軟件1班”是具體的一個(gè)班級(jí)對(duì)象。
類的屬性用來(lái)表示對(duì)象的各種特征，用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)描述。如長(zhǎng)方體有三個(gè)基本屬性長(zhǎng)、寬、高；時(shí)間有三個(gè)基本屬性小時(shí)、分、妙；人的基本屬性有姓名、年齡、性別、工作單位等。在不同的處理需求下對(duì)于同一事物的屬性描述是不一樣的。
類的操作是對(duì)于對(duì)象行為的描述，包括操作的名稱和操作實(shí)現(xiàn)過(guò)程。
3.2 對(duì)象
對(duì)象是任何被人類研究的實(shí)物，不管是簡(jiǎn)單的實(shí)數(shù)還是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的核潛艇都可以認(rèn)為是對(duì)象。除了具體的事物，對(duì)象還能表示抽象的規(guī)則、計(jì)劃。
3.3 對(duì)象的屬性和操作
對(duì)象的屬性用各類數(shù)據(jù)描述。 如一個(gè)餐桌的屬性包括長(zhǎng)、寬、高、材質(zhì)和顏色，前三種屬性值用實(shí)型數(shù)據(jù)表示，后兩種屬性值用字符串表示。對(duì)象的操作用于改變或訪問(wèn)對(duì)象的屬性。 如一個(gè)餐桌對(duì)象有一個(gè)求桌面面積的操作，這個(gè)操作需要訪問(wèn)此餐桌的長(zhǎng)和寬。對(duì)象將其屬性值與操作結(jié)合在一起形成一個(gè)整體，將這個(gè)整體封裝在對(duì)象中。
3.4 消息和方法
當(dāng)要求對(duì)象執(zhí)行某種操作時(shí)，必須由外界向?qū)ο蟀l(fā)送一條消息，消息包括對(duì)象名和方法名，有時(shí)還要加若干參數(shù)。類中操作的實(shí)現(xiàn)過(guò)程叫做方法，一個(gè)方法有方法名、參數(shù)、方法體。
3.5 類與類的特殊關(guān)系
在現(xiàn)實(shí)世界中存在很多類，有些類之間是毫無(wú)關(guān)聯(lián)的，但有些類之間具有一定的特殊關(guān)系，有兩種這樣的關(guān)系：繼承關(guān)系和組合關(guān)系。
如果現(xiàn)有一個(gè)定義好的類是“人”，還需要再定義一個(gè)“男人”類，可以不用對(duì)“男人”類進(jìn)行重新定義，而是選擇在“人”這個(gè)類的基礎(chǔ)上增加一個(gè)性別屬性即可?！叭恕狈Q為父類或基類，“男人”稱為子類或派生類，這兩個(gè)類的關(guān)系叫做繼承，可以說(shuō)這兩個(gè)類是一種“是”的關(guān)系，即男人是人。
如果現(xiàn)有一個(gè)“日期”類，還要定義一個(gè)“學(xué)生”類，屬性中要體現(xiàn)出生日期，那也可以不用在“學(xué)生”類中重新定義出生日期這一屬性，可以直接用已有的“日期”類來(lái)定義生日，這兩個(gè)類的關(guān)系叫做類的組合，可以說(shuō)這兩個(gè)類是一種“有”的關(guān)系，即每個(gè)學(xué)生都有生日，而生日是日期信息。
4 面向?qū)ο蟮娘@著特征
4.1 封裝
封裝很好地實(shí)現(xiàn)了信息隱藏，可以達(dá)到數(shù)據(jù)保護(hù)的目的，即對(duì)象的屬性一般不被外界直接訪問(wèn)，而是通過(guò)對(duì)象的方法來(lái)訪問(wèn)，從而保護(hù)了對(duì)象的屬性，為軟件的模塊性提供了保證。另外，類定義將外部接口（用戶可見）與內(nèi)部實(shí)現(xiàn)（外界不可見）分離，對(duì)象的方法其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)對(duì)外界是不可見的，用戶只管調(diào)用外部接口完成對(duì)象的一系列操作。
4.2 繼承
子類繼承父類的所有屬性和方法，避免了許多重復(fù)性的工作，在一個(gè)現(xiàn)有類的基礎(chǔ)上新增一些屬性或方法級(jí)大地減少了軟件設(shè)計(jì)的工作量。繼承是面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言區(qū)別于面向過(guò)程編程語(yǔ)言的最顯著的特點(diǎn)。如果子類只有一個(gè)父類稱為單繼承，子類存在多個(gè)父類叫做多重繼承。在軟件設(shè)計(jì)工作中，繼承是信息分類與組織的切實(shí)可行的方法，它簡(jiǎn)化了創(chuàng)建類的過(guò)程，提高了軟件的可重用性，使得軟件的可擴(kuò)充性大大加強(qiáng)。
4.3 多態(tài)
多態(tài)指相同的方法作用于類型不同的對(duì)象上可以得到不一樣的結(jié)果。 每個(gè)對(duì)象通過(guò)滿足自身意愿的方式響應(yīng)同樣的消息。例如在聽到統(tǒng)一的上課鈴聲后，老師們各自進(jìn)入自己任課的班級(jí)，而不是進(jìn)入同一個(gè)班級(jí)，并且所講的內(nèi)容也都不同。 多態(tài)性使得軟件的可重用性和靈活性進(jìn)一步增強(qiáng)了。
5 結(jié)語(yǔ)
面向?qū)ο缶幊趟枷胍云洫?dú)特的形式將數(shù)據(jù)以及在數(shù)據(jù)之上的操作細(xì)節(jié)封裝在類中，改變了面向過(guò)程編程思路的程序結(jié)構(gòu)和整體格局，由于其繼承性可以加快軟件開發(fā)速度，并增強(qiáng)軟件可重用性，便于軟件擴(kuò)充功能，多態(tài)性可提高軟件設(shè)計(jì)的靈活性，故從過(guò)去較長(zhǎng)時(shí)間至今一直以來(lái)仍占據(jù)著程序設(shè)計(jì)的主流地位，也一直是衡量各層次程序員與計(jì)算機(jī)從業(yè)人員業(yè)務(wù)素質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。
參考文獻(xiàn)
[1]彭莉芬、陳俊生.淺析面向?qū)ο蟮娜筇卣鱗J].福建電腦，2010（05）.
[2]譚大海、劉興勇.面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)[J]. 科技信息，2014（10）.
[3]張忠華、李德蓉、肖章林.淺析面向?qū)ο蟪绦蚣夹g(shù)的特征和思想[J].裝備制造與教育，2014（01）.
作者單位
內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市集寧師范學(xué)院 內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市 012000endprint
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【關(guān)鍵詞】面向?qū)ο?類 對(duì)象 封裝 繼承
1 引言
面向?qū)ο蟮乃枷氩粌H僅局限于軟件設(shè)計(jì)，它已經(jīng)拓展到更多的領(lǐng)域，如分布式系統(tǒng)、應(yīng)用平臺(tái)、交互式界面、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、人工智能、嵌入式軟件系統(tǒng)等領(lǐng)域。作為計(jì)算機(jī)專業(yè)的求學(xué)者和從業(yè)人員，不管鉆研或從事哪個(gè)方向的，都應(yīng)該對(duì)面向?qū)ο缶幊趟枷胗兴私狻?/p>
通俗地講，面向?qū)ο缶幊趟枷肟梢愿爬ㄈ缦拢合到y(tǒng)中的一切事物都是對(duì)象；將屬性和對(duì)屬性執(zhí)行的操作封裝成為整體，這個(gè)封裝體即是對(duì)象；屬性和操作相同的對(duì)象抽象成為類，對(duì)象則是類的實(shí)體；發(fā)送消息可以使對(duì)象執(zhí)行相應(yīng)的操作；在現(xiàn)有類的基礎(chǔ)上增加屬性或操作可以構(gòu)成另一個(gè)類，這是類的繼承。
2 面向過(guò)程編程思想所存在的問(wèn)題
2.1 可維護(hù)性差
用傳統(tǒng)的面向過(guò)程方法所開發(fā)出的軟件，由于可修改性較差，維護(hù)時(shí)產(chǎn)生的費(fèi)用仍很高，造成其可維護(hù)性差。
2.2 重用性差
重用性指軟件不用修改或略加修改就能重復(fù)使用。面向過(guò)程程序設(shè)計(jì)階段軟件重用性極差，引起軟件危機(jī)，軟件工程這一學(xué)科由此而誕生，提高重用性是軟件工程的重要目標(biāo)，而面向?qū)ο蟮睦^承機(jī)制很好地解決了軟件重用性這一問(wèn)題。
2.3 軟件功能與用戶需求不一致
用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化方法開發(fā)大型軟件系統(tǒng)涉及各種不同領(lǐng)域的知識(shí)，在開發(fā)需求模糊或需求動(dòng)態(tài)變化的系統(tǒng)時(shí)，所開發(fā)出的軟件系統(tǒng)往往不能真正滿足用戶的需要。
3 面向?qū)ο蟮闹匾拍?/p>
3.1 類
類是屬性與操作相同的對(duì)象的抽象。因此，類是對(duì)象的抽象，對(duì)象是類的實(shí)例。 例如“人”是所有人的一個(gè)抽象的總稱，他是一個(gè)類，“魯迅”是具體的一個(gè)人，這就是個(gè)對(duì)象。再如“班級(jí)”是個(gè)抽象的類名，“計(jì)算機(jī)系13級(jí)軟件1班”是具體的一個(gè)班級(jí)對(duì)象。
類的屬性用來(lái)表示對(duì)象的各種特征，用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)描述。如長(zhǎng)方體有三個(gè)基本屬性長(zhǎng)、寬、高；時(shí)間有三個(gè)基本屬性小時(shí)、分、妙；人的基本屬性有姓名、年齡、性別、工作單位等。在不同的處理需求下對(duì)于同一事物的屬性描述是不一樣的。
類的操作是對(duì)于對(duì)象行為的描述，包括操作的名稱和操作實(shí)現(xiàn)過(guò)程。
3.2 對(duì)象
對(duì)象是任何被人類研究的實(shí)物，不管是簡(jiǎn)單的實(shí)數(shù)還是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的核潛艇都可以認(rèn)為是對(duì)象。除了具體的事物，對(duì)象還能表示抽象的規(guī)則、計(jì)劃。
3.3 對(duì)象的屬性和操作
對(duì)象的屬性用各類數(shù)據(jù)描述。 如一個(gè)餐桌的屬性包括長(zhǎng)、寬、高、材質(zhì)和顏色，前三種屬性值用實(shí)型數(shù)據(jù)表示，后兩種屬性值用字符串表示。對(duì)象的操作用于改變或訪問(wèn)對(duì)象的屬性。 如一個(gè)餐桌對(duì)象有一個(gè)求桌面面積的操作，這個(gè)操作需要訪問(wèn)此餐桌的長(zhǎng)和寬。對(duì)象將其屬性值與操作結(jié)合在一起形成一個(gè)整體，將這個(gè)整體封裝在對(duì)象中。
3.4 消息和方法
當(dāng)要求對(duì)象執(zhí)行某種操作時(shí)，必須由外界向?qū)ο蟀l(fā)送一條消息，消息包括對(duì)象名和方法名，有時(shí)還要加若干參數(shù)。類中操作的實(shí)現(xiàn)過(guò)程叫做方法，一個(gè)方法有方法名、參數(shù)、方法體。
3.5 類與類的特殊關(guān)系
在現(xiàn)實(shí)世界中存在很多類，有些類之間是毫無(wú)關(guān)聯(lián)的，但有些類之間具有一定的特殊關(guān)系，有兩種這樣的關(guān)系：繼承關(guān)系和組合關(guān)系。
如果現(xiàn)有一個(gè)定義好的類是“人”，還需要再定義一個(gè)“男人”類，可以不用對(duì)“男人”類進(jìn)行重新定義，而是選擇在“人”這個(gè)類的基礎(chǔ)上增加一個(gè)性別屬性即可?！叭恕狈Q為父類或基類，“男人”稱為子類或派生類，這兩個(gè)類的關(guān)系叫做繼承，可以說(shuō)這兩個(gè)類是一種“是”的關(guān)系，即男人是人。
如果現(xiàn)有一個(gè)“日期”類，還要定義一個(gè)“學(xué)生”類，屬性中要體現(xiàn)出生日期，那也可以不用在“學(xué)生”類中重新定義出生日期這一屬性，可以直接用已有的“日期”類來(lái)定義生日，這兩個(gè)類的關(guān)系叫做類的組合，可以說(shuō)這兩個(gè)類是一種“有”的關(guān)系，即每個(gè)學(xué)生都有生日，而生日是日期信息。
4 面向?qū)ο蟮娘@著特征
4.1 封裝
封裝很好地實(shí)現(xiàn)了信息隱藏，可以達(dá)到數(shù)據(jù)保護(hù)的目的，即對(duì)象的屬性一般不被外界直接訪問(wèn)，而是通過(guò)對(duì)象的方法來(lái)訪問(wèn)，從而保護(hù)了對(duì)象的屬性，為軟件的模塊性提供了保證。另外，類定義將外部接口（用戶可見）與內(nèi)部實(shí)現(xiàn)（外界不可見）分離，對(duì)象的方法其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)對(duì)外界是不可見的，用戶只管調(diào)用外部接口完成對(duì)象的一系列操作。
4.2 繼承
子類繼承父類的所有屬性和方法，避免了許多重復(fù)性的工作，在一個(gè)現(xiàn)有類的基礎(chǔ)上新增一些屬性或方法級(jí)大地減少了軟件設(shè)計(jì)的工作量。繼承是面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言區(qū)別于面向過(guò)程編程語(yǔ)言的最顯著的特點(diǎn)。如果子類只有一個(gè)父類稱為單繼承，子類存在多個(gè)父類叫做多重繼承。在軟件設(shè)計(jì)工作中，繼承是信息分類與組織的切實(shí)可行的方法，它簡(jiǎn)化了創(chuàng)建類的過(guò)程，提高了軟件的可重用性，使得軟件的可擴(kuò)充性大大加強(qiáng)。
4.3 多態(tài)
多態(tài)指相同的方法作用于類型不同的對(duì)象上可以得到不一樣的結(jié)果。 每個(gè)對(duì)象通過(guò)滿足自身意愿的方式響應(yīng)同樣的消息。例如在聽到統(tǒng)一的上課鈴聲后，老師們各自進(jìn)入自己任課的班級(jí)，而不是進(jìn)入同一個(gè)班級(jí)，并且所講的內(nèi)容也都不同。 多態(tài)性使得軟件的可重用性和靈活性進(jìn)一步增強(qiáng)了。
5 結(jié)語(yǔ)
面向?qū)ο缶幊趟枷胍云洫?dú)特的形式將數(shù)據(jù)以及在數(shù)據(jù)之上的操作細(xì)節(jié)封裝在類中，改變了面向過(guò)程編程思路的程序結(jié)構(gòu)和整體格局，由于其繼承性可以加快軟件開發(fā)速度，并增強(qiáng)軟件可重用性，便于軟件擴(kuò)充功能，多態(tài)性可提高軟件設(shè)計(jì)的靈活性，故從過(guò)去較長(zhǎng)時(shí)間至今一直以來(lái)仍占據(jù)著程序設(shè)計(jì)的主流地位，也一直是衡量各層次程序員與計(jì)算機(jī)從業(yè)人員業(yè)務(wù)素質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。
參考文獻(xiàn)
[1]彭莉芬、陳俊生.淺析面向?qū)ο蟮娜筇卣鱗J].福建電腦，2010（05）.
[2]譚大海、劉興勇.面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)[J]. 科技信息，2014（10）.
[3]張忠華、李德蓉、肖章林.淺析面向?qū)ο蟪绦蚣夹g(shù)的特征和思想[J].裝備制造與教育，2014（01）.
作者單位
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