浅析面向对象程序技术的特征和思想

装备制造与教育第二十八卷二O 一四年第一期︵总第九十三期︶1面向对象程序技术的历史与概念在60年代时，出现了以Simula语言为标志的面向对象的程序设计（以下简称OOP）概念，到80年代的中后时期，面向对象的编程思想已经发展成熟，并成为了软件开发领域的主流技术，形成了软件开发领域的一种方法论。

目前，典型的OOP代表系统软件有C++、C#、.NET、JAVA等。

传统的结构程序设计是以过程为中心进行功能组合，软件的扩充和重复使用能力很差。

结构和设计方法难以适应大型、复杂软件生产自动化的要求。

而OOP技术是一种以对象为基础，以事件或消息来驱动对象执行处理的程序设计技术，凭着它的可重用性、可扩展性、可管理性等优点成为了软件开发首选。

浅析面向对象程序技术的特征和思想张忠华,李德蓉,肖章林（四川工程职业技术学院，四川德阳618000）[摘要]在日趋复杂、庞大的软件系统开发中,结构化程序设计方法的弱点逐渐暴露,面向对象程序设计(Object Oriented Programming)随之应运而生,凭着它的可重用性、可扩展性、可管理性等优点,成为了当下软件开发方法的主流。

在此,笔者拟以C++程序案例的方式来浅析面向对象程序技术的继承、多态、封装技术和消息机制。

[关键词]对象;类;继承;多态;封装中图分类号:TP311.131文献标示码:AAn Analysis on the Features and the Ideology of theTechnology of the Object-oriented ProgrammingZhang Zhonghua,Li Derong,Xiao Zhanglin（Sichuan Engineering Technical College,Deyang,Sichuan,618000,China）Abstract：In the development of complicated and enormous software systems,there are more and more weaknessescoming from the designing method of the structural programming.So there comes the Object Oriented Program-ming.This programming can be repeatedly used,and it has advantages of expandability and manageability,so ithas become the main stream of the development of softwares.In this paper,the author tries to use the cases of C++program to recognize the inheritance,various states,packaging technology and news mechanism of Object OrientedProgramming.Key Word：orientation;category;inheritance;various states;packaging[收稿日期]2013-12-31[作者简介]张忠华（1978-），男，四川工程职业技术学院，助理工程师；研究方向：计算机应用。

工程技术研究与应用主持：李艳EQUIPMENT MANUFACTURING AND EDUCATION062装备制造与教育第二十八卷二O 一四年第一期︵总第九十三期︶OOP 技术把对象（Object ）看成是现实世界实体的模拟，以数据为中心，数据相对于功能而言具有更强的稳定性。

把数据（属性）和程序（方法）封装在一起，作为一个整体来处理，将这个形成的整体抽象成一种新的数据类型──类，并且考虑实际编程中不同类之间的联系和类的重用性，提高了代码的重复使用率，减少了程序的维护量。

其次，面向对象程序运行流程是由运行事件的实际发生来触发，不再由预定顺序来控制程序流程，这更符合实际。

围绕消息的产生与处理，靠消息循环机制来实现事件驱动程序执行。

更重要的是，可以利用不断扩充的框架产品MFC （Microsoft Foundation Classes ），在已有框架基础上，实际编程时可以采用搭积木的方式来“构建”程序。

2OOP 技术的基本特征和C++体现面向对象思想2.1类和对象OOP 最基本也是最重要的组成部分是类和对象。

类（Class ）是对一组具有相同数据和相同操作的对象的描述，依据共同的行为将有关对象进行的一种分组，用来描述具有相同的属性和方法的对象集合。

它定义了该集合中每个对象所共有的属性和方法，是创建对象的样板，在整体上代表一组对象，设计类而不是设计对象可以避免重复编码，类只需要编码一次，就可以创建本类的所有对象，类是对象的抽象，在程序中只有类。

对象（Object ）是一个现实世界实体的抽象，数据及可以对这些数据施加的操作结合在一起所构成的独立实体的总称，是计算的基础构造块，是类的实例。

一个对象可被认为是一个把数据（属性）和程序（方法）封装在一起的实体，由现实世界实体的过程或信息来定义，这些对象通过外部接口访问其他对象。

在程序设计领域，可以用“对象＝数据+作用于这些数据上的操作”这一公式来表达。

2.2面向对象技术的基本特征和思想面向对象技术包括面向对象分析和面向对象程序设计，主要是为了解决传统结构化程序设计所不能解决的代码重用问题。

它强调在软件开发过程中面向客观世界或问题域中的事物，采用生活中普遍运用的思维方法，直观、自然地描述客观世界中的有关事物。

它的基本特征主要有抽象性、多态性、继承性和封装性，如图1-1所示：图1-1对象基本特征结构图2.2.1抽象性抽象（Abstract ）就是忽略一个主题中与当前目标无关的那些方面，软件设计时只需把有用的信息重新定义，抽取对软件开发中有用的信息。

抽象并不打算了解全部问题，而只是选择其中的一部分，暂时不用部分细节可以忽略。

比如，在设计一个学生成绩管理系统，考察某个学生对象时，只关心他的学号、成绩、班级等，而忽略有关他的身高、体重等信息。

在软件设计阶段，面向对象方法的第一步，是将客观事物抽象成对象和类，这是比较关键，也是较难的过程。

例如，将学生抽象成对象及类的过程，如图1-2所示：面向对象技术的基本特征抽象性多态性继承性封装性覆盖重载继承（泛化）组合（聚合）虚函数接口同名函数实体继承可视承性接口继承纯虚类图1-2抽象过程示意图学生类抽象创建学生1学生2学生3…属性：用户操作：班组查询各属性姓名添加各属性学号删除各属性学生对象1学生对象2学生对象3………张忠华李德蓉肖章林浅析面向对象程序技术的特征和思想工程技术研究与应用主持：李艳063装备制造与教育第二十八卷二O 一四年第一期︵总第九十三期︶工程技术研究与应用主持：李艳2.2.2多态性多态性（Polymorphism）是指允许不同类的对象对同一消息做出响应，在类等级的各层中共享（公用）一个行为（函数）的名字，而类等级中的每个类却各自按照自己的需要来实现这个行为。

可以简单的概括为：“一个名字，多种语义；相同界面，多种实现”。

多态性机制具有灵活、抽象、行为共享、代码共享等优势，很好的解决了软件开发中函数同名问题，且能提高软件的可重用性和可扩充性。

在实际应用中，可以认为函数重载和运算符重载是多态性的最简单形式，例如：下列函数重载表达了最简单的多态性。

void f(int,int,char);void f(char,float);void f(int,int);void f(float,float);从上述代码中，参数数量、类型、顺序不同，函数体也可以完全不同。

2.2.3继承性继承（Inheritance）是一种联结类的层次模型，并且允许和鼓励类的重用，它提供了一种明确表述共性的方法。

对象的一个新类可以从现有的类中派生，这个过程称为类继承。

新类继承了原始类的特性，称为原始类的子类（派生类），而原始类称为新类的父类（基类）。

派生类可以从它的基类那里继承方法和实例变量，并且类可以修改或增加新的方法使之更适合特殊的需要。

在软件开发中，对于已具备基类特性的成员（数据），只需要描述它本身具有的特性即可。

以此类推，层层递增，这种子类获得父类特性的概念就是继承。

例如：茶（Tea）是基类，绿茶（GreenTea）是茶的派生类，那么绿茶将继承茶的数据（特征）和函数。

class Tea{public:void Func1(void);void Func2(void);};class GreenTea:public Tea//绿茶是派生类，茶是基类{public:void Func3(void);void Func4(void);};//实例main(){GreenTea b;//绿茶的一个对象b.Func1();//绿茶从茶继承了函数Func1b.Func2();//绿茶从茶继承了函数Func2b.Func3();b.Func4();}通过这个示例程序说明了一个事实：C++的“继承”特性可以提高程序的可复用性。

2.2.4封装性封装（Encapsulation）就是把对象的属性和行为结合成一个独立的单位，通过封装把过程和数据包围起来，数据和加工处理该数据的方法紧密结合在一起构成黑匣子的整体，并尽可能隐蔽对象的内部细节，是对象和类概念的主要特性。

一旦定义了一个对象的特性，则有必要决定这些特性的可见性，即哪些特性对外部世界是可见的（定义对象的接口），哪些特性用于表示内部状态。

比如，在饮茶时，饮茶的目的是享受茶叶的香冽和味道，所以茶叶的味道(Flavour）就是茶叶所具有的最主要特性之一；在没有水的浸泡下，它的清香无法直接享用，因为它不是直接食用的，而且还被外面的纸袋“封装”起来了。

因此，要达到饮茶的目的，唯一的办法就是“泡”(Dilute），将茶袋扔在开水中泡，它的味道就会融入水中。

假如把袋装茶叶看作一个对象的话，它提供了成员变量Flavour（味道）和成员函数Dilute（类）。

并且Flavour是私有(Private）的，喝茶而不是吞茶，如果要享用茶叶，可通过Dilute才能享受Flavour，下面用C++代码来描述这个例子：Class CTea{Private://隐蔽对象的内部细节Cstring m_Flavour;//味道Cstring m_Color;//颜色......//等等其它属性Private:Void CTea();//构造函数Void~CTea();//析构函数Public://定义外界访问界面或接口Cstring Dilute（）;//沏茶......//等等其它方法}Cstring CTea::Dilute(){......//怎样泡出味道来的代码}(下转82页)张忠华李德蓉肖章林浅析面向对象程序技术的特征和思想064装备制造与教育第二十八卷二O 一四年第一期︵总第九十三期︶(上接64页)这就是封装。