面向对象技术

new n
1 representation
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“Push” operation: new (n) n.item := x n.previous := last head := n
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Abstract Data Type
数据抽象：定义了数据类型和施加于该类型对 象上的操作，并限定了对象的值只能通过使用 这些操作修改和观察。包含了2个概念：
1. 模块封装 2. 信息隐蔽
数据抽象的意义
数据抽象提供了面向对象计算的起点：系统应 该被分解为概念上的实体，实体的内部细节应 该被隐藏！
数据抽象发展
第一阶段：从无类型的二进制到基本数据类型
Abstract Data Types
抽象数据类型
摘要
从面向过程到面向对象 如何规约对象？——抽象！ Abstract data type ADT与软件开发
回顾：结构化软件开发
何谓“结构化（structured）”开发方法？
The Big Name “E.W. Dijkstra”
开发过程侧面
Paychecks
例：考虑一个工资系统
这种功能明确的系统确实适合结构化的开发方法：自顶向 下，逐步求精。
你完美地完成了任务。
而后，极有可能，客户会跑过来跟你说：
给我加个统计报表撒 下个月我想一些人发记时工资，一些人发计件工资啊行啊，有人
每月一发，有人每周一发哦 加个个人所得税系统接口 再加个图像用户界面，用来交互查询吧 ……
“面向对象的软件构造”含义（1）
面向对象的软件构造（OOSC）乃是基于系统所 操作之对象类型（而非系统需实现之功能）来 架构系统的途径。
Meyer: “Object-oriented software construction is the approach to system structuring that bases the architecture of software systems on the types of objects they manipulate — not on “the” function they achieve.”
数据类型由一个对象集合(值集合)以及在该集合 上定义的若干合法运算所组成的运算集合组成。
抽象数据类型(ADT)：用数学方法定义对象集合 和运算集合，仅通过运算的性质刻画数据对象， 而独立于计算机中可能的表示方法
ADT规约方法
代数方法 模型方法
C.A.R. Hoare的前后断言方法：通过已定义的(抽象) 数据类型来给出要定义的新类型的抽象模型
Extendibility, Continuity: 对象更直接对应问题 空间的概念，因而较“功能”更稳定.
现实世界 问题世界 软件世界
Reality 抽象
例：考虑一个工资系统
一开始，客户说他的需求很“简单明确”：
Employee information
Hours worked
Produce Paychecks
count
“Push” operation: count := count + 1 representation [count] := x
representation
(array_down) free
“Push” operation: representation [free] := x free := free - 1
自顶向下，逐步求精
程序设计侧面
小结构：顺序，选择，循环 大结构：过程抽象，避免全局变量
回顾：结构化软件开发
“结构化（structured）”的合理性
管理复杂性的有效手段
分解, 抽象, 层次
Correctness
规约与实现
Extendibility? Reusability?
从面向过程到面向对象
面向对象设计的相关问题
如何找到对象类型？ 如何描述对象类型？ 如何描述对象类型之间的关系和共性？ 如何使用对象类型来构造程序？
对象刻画
考虑一类具有相似属性的对象而不是单个对象 定义对象的类型不是通过定义对象的物理表述，
而是通过定义它们的行为：即它们提供给外部 的服务
External, not internal view: ABSTRACT DATA TYPES
Action
ObFra Baidu bibliotekect
Processor
如何导出软件系统的结构？
两条途径：
从操作/功能入手 从客体/对象入手
形成两种抽象方法：
基于过程的抽象 基于数据的抽象
过程抽象 vs. 数据抽象
过程抽象：指任何一个明确定义功能的操作都 可以被使用者看作单个的实体，尽管这个操作 实际上可能由一系列更低级的操作完成
Fortran, Algol: 整型、实数、布尔数
第二阶段：从基本类型到用户自定义类型
Algol68, Pascal
第三阶段：从用户自定义类型到抽象数据类型 （Abstract Data Types）-- 面向对象
模块化程序设计和模块
面向对象的分解好在何处？
Reusability: 数据（结构）及其上之操作的整 体复用，而非仅仅复用操作功能；
对象刻画问题
主要问题：如何描述程序对象（数据结构）？
Completely Unambiguously Without overspecifying?
(Remember information hiding)
A stack, concrete object
capacity
(array_up)
“结构化”的基本思想已经深入人心
但对于复杂、易变、交互性软件系统，以“功 能”为中心的分解方式有局限
完全自顶向下的功能分解？ 线性过程式的程序组织？
应变？
The first step
程序运行：在某个数据体上施以某些操作。 两个要素
操作（功能）Functions [or: Operations, Actions] 客体（对象）Objects [or: Data]
代数规范
语法部分
ADT名 运算(函数)的定义域和值域
公理部分
给出一组刻画各运算之间相互关系的方程来定义各 运算的含义