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面向对象理论概述

發布時間：2023/12/19 编程问答 47 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了面向对象理论概述小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

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轉載自：http://my.oschina.net/brucelee80/blog

面向對象與面向過程的區別

? ? 面向過程就是分析出解決問題所需要的步驟，然后用函數把這些步驟一步一步實現，使用的時候一個一個依次調用就可以了。面向對象是把構成問題事務分解成各個對象，建立對象的目的不是為了完成一個步驟，而是為了描敘某個事物在整個解決問題的步驟中的行為。

? ? ?例如五子棋，面向過程的設計思路就是首先分析問題的步驟：

1、開始游戲，

2、黑子先走，

3、繪制畫面，

4、判斷輸贏，

5、輪到白子，

6、繪制畫面，

7、判斷輸贏，

8、返回步驟2，

9、輸出最后結果。

把上面每個步驟用分別的函數來實現，問題就解決了。

? ? ?而面向對象的設計則是從另外的思路來解決問題。整個五子棋可以分為：

1、黑白雙方，這兩方的行為是一模一樣的，

2、棋盤系統，負責繪制畫面，

3、規則系統，負責判定諸如犯規、輸贏等。

? ? 第一類對象（玩家對象）負責接受用戶輸入，并告知第二類對象（棋盤對象）棋子布局的變化，棋盤對象接收到了棋子的變化就要負責在屏幕上面顯示出這種變化，同時利用第三類對象（規則系統）來對棋局進行判定。

? ? 可以明顯地看出，面向對象是以功能來劃分問題，而不是步驟。同樣是繪制棋局，這樣的行為在面向過程的設計中分散在了總多步驟中，很可能出現不同的繪制版本，因為通常設計人員會考慮到實際情況進行各種各樣的簡化。而面向對象的設計中，繪圖只可能在棋盤對象中出現，從而保證了繪圖的統一。

? ? 功能上的統一保證了面向對象設計的可擴展性。比如我要加入悔棋的功能，如果要改動面向過程的設計，那么從輸入到判斷到顯示這一連串的步驟都要改動，甚至步驟之間的循序都要進行大規模調整。如果是面向對象的話，只用改動棋盤對象就行了，棋盤系統保存了黑白雙方的棋譜，簡單回溯就可以了，而顯示和規則判斷則不用顧及，同時整個對對象功能的調用順序都沒有變化，改動只是局部的。

? ? 到這里就可以很明顯的看出面向對象和面向過程的區別所在了。

基本概念

抽象、封裝、對象、類

? ? 面向對象的思想來解決問題，首先要做的是分析該問題包括哪些對象。問題中的實體和概念都可以抽象為對象來考慮。如上面例子中的黑白雙方、棋盤系統和規則系統等。

? ? 對象具有屬性、狀態以及行為，狀態是屬性的值，行為是屬性的邏輯操作。對象都屬于某個類，而每個對象都是某個類的實例。一個對象就是封裝了數據及操作這些數據的邏輯代碼的實例。

? ? 對具有相同屬性和行為的一組對象進行抽象，便成了類，它是對象的模板，而對象是類的實例化，每個對象都對類的屬性賦予不同的狀態，對象具有唯一性。

隱藏與訪問控制

? ? 封裝并不只是簡單的屬性和行為的集結，更重要的是選擇性隱藏與訪問控制。隱藏和控制那些不想提供對外訪問的屬性和行為，提供出去的便是這個對象的服務與功能。對使用者而言，隱藏了對象具體的實現，又提供了對象可控的行為。訪問控制提高了安全性，也使協作開發有章可循。

組合、繼承

? ? 現實世界中，類與類之間不是孤立的，它們是有聯系的。

? ? 組合是指一個類擁有另外一個類（包含關系），將一個類當做它自己的屬性。比如班級類，就可以組合學生、老師這兩個類，表示班級由學生和老師組成。

? ? 繼承是指兩個類具有父子關系，父類也稱為基類或超類，子類也稱為導出類、擴展類或派生類。比如動物類是父類，而飛禽類和走獸類則屬于子類，表示分禽類和走獸類都是動物類。凡是父類能用在的地方，都可以用子類來替代，因為子類就是父類，父類是子類的再抽象。比如說動物是生物，當然可以替換成飛禽是生物。

? ? 父類的屬性和行為，子類可以原封不動的繼承下來，也可以重寫，以實現每個子類之間各自的新特性。

? ? 對象分析時，組合和繼承到底選哪一個，是抽象分析和封裝時需要考慮的，他們各有優缺點。組合和繼承提高了對象的可復用性。

接口、抽象類

? ? 接口規范了服務提供的約束。比如電腦USB插槽就約束了USB的各種規范，各種廠商生產的帶有USB外接功能的數據線，都必須遵循這個接口約束規范。接口不可實例化，只有實現了接口的類才可被實例化成對象。

? ? 抽象類則更像是一個半成品，它只實現了部分功能，而其他功能必須是它的子類去完成。比如公司下發一個申報流程，必須先讓部門經理簽字，再讓部門HR簽字，這個流程是實現了的，至于每個部門的經理和HR則要每個部門具體實施時才能確定。所以，抽象類（公司申報流程）也不能直接實例化（因為公司申報流程中根本沒有具體的審批人），只能是它的子類（部門申報流程）才能被實例化對象并可用。

轉型

? ? 當類之間有繼承關系時，我們就說子類是父類，這個過程其實就是將子類向上轉型為父類，從一個專有類轉換成一個通用類，這總是很安全的。相反，如果將父類強制轉換為子類，稱之為向下轉型，向下轉型需要強制轉型，具有不安全性，因為通用類無法訪問專有類的專有行為。比如貓類是動物類的子類，貓類可以抓老鼠，但是向下轉型成動物可以抓老鼠，顯然就說不通；反之，如果說貓類能行走，那么向上轉型為動物類能移動，顯然是安全的。

多態

? ? 多態也叫動態綁定，或后期綁定。綁定是指方法調用和方法主體關聯起來。前期綁定是指在編譯時就可確定這種關聯，而后期綁定必須在程序處于運行態時才能確定。

? ? 在Java中，方法調用的默認方式是前期綁定（由編譯器和連接程序實現），當方法出現方法的重載和繼承時行為的重寫時，那么編譯期間就無法進行綁定，這就需要動態綁定。動態綁定使得同樣的一個方法，可以有多種實現方式。

? ? 比如動物類可以進食，當進食的是水時，它就和進食的是固體所表現的行為就不一樣了，這種進食行為是動物類行為的重載，是多態的表現。又比如動物類有移動的行為，而子類飛禽類的移動是飛行，子類走獸類的移動是地面上移動，此時，對于動物類的移動行為，就是多態，當動物是飛禽，移動的行為就變成了飛行的行為，如果是走獸，這個行為又變成了地面上移動，而這一切，只有在運行期才知道，因為只有真正運行起來，程序才知道，這個動物到底是飛禽還是走獸。

? ? 多態可以提供系統間的松耦合性。