面向对象程序设计概念第01章

1.5 多 态 性
面向对象程序设计借鉴了现实世界的多态性。 面向对象的多态性是指不同的对象在接收到 相同的消息时产生的多种不同的行为方式 C++语言支持两种多态性，即编译时的多态态 性和运行时的多态性。 编译时的多态性是通过重载来实现的， 运行时的多态性多态性是通过虚函数来实现 的。
重载
重载一般包括函数重载和运算符重载。函数重 载是指一个标识符同时用于为多个函数命名、 而运算符重载是指一个运算符可同时用于多种 运算。也就是说，相同名字的函数或运算符在 不同的场合可以表现出不同的行为。 class A{ public: void Print(int a){}; void Print(float b){}; void Print(const char* c){}; … }
面向对象 VS 面向过程
面向对象程序特点
第一,程序一般由类的定义和类的使用两部分 组成，在主程序中定义各对象并规定它们之间传 递消息的规律； 第二，程序中的一切操作都是通过向对象发 送消息来实现的，对象接收到消息后，启动有关 方法完成相应的操作。 面向对象程序设计的最大优点就是软件具有 可重用性。当人们对软件系统的要求有所改变时， 并不需要程序员做大量的工作，就能使系统做相 应的变化。
软件设计开发
订购
清单 运输
Problem Space
Natural Language
Descriptions of problem Business Process
(Human: 需求分析)
High-Level Language (Object-Oriented) e.g. C++ Java High-Level Language (Procedural) e.g. C, BASIC A Gap between languages Assembly Language Machine Language
假设有两个类A和B，若类B继承类A，则属 于类B中的对象具有类A的一切特征(包括数据 同性和操作)，这时，我们称被继承类A为基 类或父类或超类；而称继承类B为类A的派生 类或子类。同时，我们还可以说，类B是从类 A中派生出来的。 如果类B从类A派生出来．而类C又是从类B 派生出来的，就构成了类的层次。这样，我 们又有了直接基类和间接基类的概念。类A是 类B的直接基类，是类C的间接基类。类C不但 继承它的直接基类的所有特性，还继承它的 所有间接基类的特征。
从继承内容上划分，继承可分为取代继承、包含
继承、受限继承、特化继承。 1、取代继承：例如徒弟从师傅那里学到的所有技 术，在任何需要师傅的地方都可以由徒弟来替代， 这就居于取代继承。 2、包含继承：例如“何利狗”继承了“狗”的所 有特征，任何一条“柯利狗”都是一条“狗”， 这就属于包含继承。 3、受限继承：例如“鸵鸟”尽管继承了“鸟”的 一些特性，但不能继承鸟会飞的持征，属于受限 继承。 4、特化继承：例如“运动员”是一类特殊的人， 比一般人具有更多体育特长，这就属于特化继承。
从另一角度看，继承与封装还有相似．那 就是它们都提供了共享代码的手段．因而增 加了代码的重用性。 继承提供的代码共享是静态的，派生类对 象在成为活动的实体以后，自动地共享其基 类中定义的代码段，从而使基类对象与其派 生类对象共享一段代码。 封装提供的代码共享是动态的，例如我们 在一个类中说明了一段代码，那么属于该类 的多个实例在程序运行时共享在类中说明的 那段代码。
继承与封装的关系
在面向对象程序设计中，对象具有封装性， 对象之间的联系只能通过消息传送来完成． 对象的私有数据和行为是被隐藏起来的。 那么，继承机制的引入是否削弱了封装性? 继承与封装是否产生矛盾?

回答是否定的。继承与封装不但没有实质性的 冲突，而且还有一定的相似性。
在面向对象系统中．封装的单位是对象， 也就是说．把一个属于某一类的对象封装起来， 使其数据和操作成为一个整体。 如果该对象所属的类是一个派生类，那么，它 只要把从基类那里继承来的操作和数据与自己 的操作和数据一并封装起来 对象依然是封装好的整体，仍然只通过消息传 递与其它的对象交互，而不是直接调用。 所以．一个对象，无论它是基类的实例，还是 派生类的实例，都是一个被封装的实体。 因此，我们得此结论：继承机制的引入并不影 响对象的封装性。
第一章：面向对象程序设计概念
本章的重点：

面向对象程序设计的概念 面向对象程序设计的重要特性
本章的难点：

继承的理解 多态性的理解 重载的理解
“类”与对象
类与对象是面向对象程序设计中最重要 的概念。对象是现实世界中的一个实体， 其特性是：
(1)每一个对象必须有一个名字以区别于其 它对象； (2)用属性(或叫状态)来描述它的某些特征： (3)有一组操作，每一个操作决定对象的一 种行为。
继承性
如果类B是类A的派生类，那么，在构造类B的时 候．我们不必重新描述A的所有特征，我们只需 让它继承类A的特征，然后描述与基类A不同的那 些特性。也就是说，类B的特征由继承来的和新 添加的两部分特征构成。 具体地说，继承机制允许派生类继承基类的数据 和操作(即数据成员和成员函数)，也 就是说， 允许派生类使用基类的数据和操作。同时，派生 类还可以增加新的操作和数据。例如，子女类可 以从父母类继承房子和汽车，当然可以使用房子 和汽车，还可以对房子进行再装修。
为什么要使用重载
使用重载的目的是为了更好地表达行为共 享，这种行为就像将相似的操作划分在一 起。 使用重载可以使程序员在只知道操作的一 般含义，而不知道操作具体细节的请况下 能正确地对某个对象使用一个操作。 另外，使用重载的直接益处是减少了程序 员记忆操作名字的负担。
Descriptions of solution
(Human: 程序设计) Execution of program
Programming Language
Computer System
Solution Space
面向过程程序设计
使用C语言 设计一个银行帐户管理系统: 程序 = 数据结构 + 算法
“类”与对象
“类”是对一组具有共同的属性特征和 行为特征的对象的抽象。如：由一个个 的人构成人类，而一个人是人类的一个 实例。
类和对象之间的关系是抽象相具体的关 系。类是对多个对象进行综合抽象的结 果。又是类的个体实物，一个对象是类 的一个实例。
例
1.2.2 对象的状态
对象的状态定义：对象的状态是所有静态 属性和这些属性的动态值的总和。 对象的状态通常不仅仅是初等的数据类型 (整型、实型、字符型等)，而且许多对象 将另一个对象作为它们状态的一部分。
面向过程程序设计
过程与数据分离. 分析与实施之间需要概念转换. 设计模型与实现之间距离很远. 过程难于重用 程序扩展维护难度大.
Data
lysis
a gap
Design
面向对象程序设计概念
面向对象程序设计 Object-Oriented Programming 是一种新的程序设计范型。
Struct account { char name; int accountId; Data Structure: float balance; Bank Account float interestYTD; char accountType; };
Procedure 1: Deposit() {...} Procedure 1: Withdraw() {...} Procedure 1: Transfer() {...}
1.2.4 类的确定与划分
类的确定相划分并没有统一的标准 和固定的方法 基本上依赖设计人员的经验、技巧 以及对实际问题的把握。 一个基本的原则是：寻求一个大系 统中事物的共性．将具有共性的系 统成分确定为一个类。
数据的抽象与封装
面向对象系统中最突出的特性是封装性、继承 性和多态性。 封装与数据抽象的概念密切相关。 将数据结构和作用于数据结构上的操作组成一 个实体，数据的表示方式相对数据的操作细节 被隐藏起来，用户通过操作接口对数据进行操 作。 对于用户来说，只知道如何通过操作接口对该 数据进行操作，而并不知道是如何做的，也不 知道数据是如何表示的。这就是数据的封装。
(1)同一个对象可以接收不同形式的多个消 息，做出不同的响应； (2)相同形式的消息可以传递给不同的对象， 所做出的响应可以是不同的：
(3)消息的发送可以不考虑具体的接受者， 对象可以响应消息，也可以不响应。
消息的分类
在面向对象程序设计中．消息 分为两类：公有消息和私有消息。 假设有一批消息同属于一个对象， 其中一部分消息是由其它对象直 接向它发送的，称为公有消息； 另一部分消息是它向自己发送的， 称为私有消息。（public-private)
继承性
以面向对象程序设计的观点来看．继承所表
达的是对象类之间相关的关系。这种关系使 得某类对象可以继承另外一类对象的特征和 能力。若类之间具有继承关系，则它们之间 具有下列几个特性： (1)类间具有共享特征(包括数据和程序代码 的共享) (2)类间具有差别或新增部分(包括非共享的 数据和程序代码) (3)类间具有层次结构。
数据的抽象是在确定类时强调对象的共同点而忽 略它们的不同点的结果。 数据的抽象则是通过对数据实例的分析，抽取其 共同性质的结果。 数据的抽象和我们前面讨论的类的概念之间显然 存在着很强的相似性。 数据的封装则是隐藏了抽象的内部实现细节的结 果。 封装是将数据抽象的外部接口与内部的实现细节 清楚地分离开。 抽象和封装是互补的。好的抽象有利于封装，封 装的实体则帮助维护抽象的完整性。重要的是抽 象先于封装。
面向对象程序设计为什么要提供继承机 制?也就是说，继承的作用是什么? 继承的作用有两个： 其一．避免公用代码的重复开发，减少代 码和数据冗余； 其二．通过增强一致性来减少模块间的接 口和界面。