面向对象程序设计(OOP)

面向对象程序设计

面向对象程序设计(Object Oriented Programming,OOP)是一种计算机编程架构。OOP的一条基本原则是计算机程序由单个能够起到子程序作用的单元或对象组合而成。OOP达到了软件工程的三个主要目标:复用性、灵活性和扩展性。OOP=对象+类+继承+多态+消息,其中核心概念是类和对象。

面向对象

所谓面向对象就是把现实中的事务都抽象成程序设计中的对象,基本思想就是一切皆对象,是一种"自上而下"的设计语言,先设计组件,在完成拼接。面向对象是用于大型复杂系统,因为它方便复用,易维护,易扩展,主要是由于面向对象的三大主要特性 封装、继承、多态,所有才可以设计出低耦合的系统,使系统更加灵活,易于维护。封装是把对象的属性和行为看成一个密不可分的整体,将这两者“封装”在一个不可分割的对象中,还有就是隐藏对象的属性和实现细节,仅对外提供公共的访问方式,将变量隔离,提高了代码的安全性,一个良好的封装能够减少耦合,实现“高内聚,低耦合”。继承就是子类继承父类的特征和行为,使得子类对象具有父类的实例域和方法,或是子类从父类继承方法,使子类具有父类相同的行为。提高的代码的复用性,使类与类之间产生了关系,是多态的前提。多态就是父类引用指向子类对象或接口引用指向实现类。多态的表现形式重要表现为两个方面方法的多态和对象的多态。方法的多态就是重载跟重写,对象的多态就是向上造型跟向下造型 。

特点

1、封装性:

封装是指将一个计算机系统中的数据以及与这个数据相关的一切操作语言(即描述每一个对象的属性以及其行为的程序代码)组装到一起,一并封装在一个有机的实体中,把它们封装在一个“模块”中,也就是一个类中,为软件结构的相关部件所具有的模块性提供良好的基础。在面向对象技术的相关原理以及程序语言中,封装的最基本单位是对象,而使得软件结构的相关部件的实现“高内聚、低耦合”的“最佳状态”便是面向对象技术的封装性所需要实现的最基本的目标。对于用户来说,对象是如何对各种行为进行操作、运行、实现等细节是不需要刨根问底了解清楚的,用户只需要通过封装外的通道对计算机进行相关方面的操作即可。大大地简化了操作的步骤,使用户使用起计算机来更加高效、更加得心应手。

2、继承性:

继承性是面向对象技术中的另外一个重要特点,其主要指的是两种或者两种以上的类之间的联系与区别。继承,顾名思义,是后者延续前者的某些方面的特点,而在面向对象技术则是指一个对象针对于另一个对象的某些独有的特点、能力进行复制或者延续。如果按照继承源进行划分,则可以分为单继承(一个对象仅仅从另外一个对象中继承其相应的特点)与多继承(一个对象可以同时从另外两个或者两个以上的对象中继承所需要的特点与能力,并且不会发生冲突等现象);如果从继承中包含的内容进行划分,则继承可以分为四类,分别为取代继承(一个对象在继承另一个对象的能力与特点之后将父对象进行取代)、包含继承(一个对象在将另一个对象的能力与特点进行完全的继承之后,又继承了其他对象所包含的相应内容,结果导致这个对象所具有的能力与特点大于等于父对象,实现了对于父对象的包含)、受限继承、特化继承。

3、多态性:

从宏观的角度来讲,多态性是指在面向对象技术中,当不同的多个对象同时接收到同一个完全相同的消息之后,所表现出来的动作是各不相同的,具有多种形态;从微观的角度来讲,多态性是指在一组对象的一个类中,面向对象技术可以使用相同的调用方式来对相同的函数名进行调用,即便这若干个具有相同函数名的函数所表示的函数是不同的。

设计优点

面向对象出现以前,结构化程序设计是程序设计的主流,结构化程序设计又称为面向过程的程序设计。在面向过程程序设计中,问题被看作一系列需要完成的任务,函数(在此泛指例程、函数、过程)用于完成这些任务,解决问题的焦点集中于函数。其中函数是面向过程的,即它关注如何根据规定的条件完成指定的任务。

比较面向对象程序设计和面向过程程序设计,还可以得到面向对象程序设计的其他优点:

1)数据抽象的概念可以在保持外部接口不变的情况下改变内部实现,从而减少甚至避免对外界的干扰;

2)通过继承大幅减少冗余的代码,并可以方便地扩展现有代码,提高编码效率,也减低了出错概率,降低软件维护的难度;

3)结合面向对象分析、面向对象设计,允许将问题域中的对象直接映射到程序中,减少软件开发过程中中间环节的转换过程;

4)通过对对象的辨别、划分可以将软件系统分割为若干相对为独立的部分,在一定程度上更便于控制软件复杂度

5)以对象为中心的设计可以帮助开发人员从静态(属性)和动态(方法)两个方面把握问题,从而更好地实现系统;

6)通过对象的聚合、联合可以在保证封装与抽象的原则下实现对象在内在结构以及外在功能上的扩充,从而实现对象由低到高的升级。 [3]

设计缺陷

(1)运行效率较低。

类的大量加载会牺牲系统性能,降低运行速度。虽然CPU速度在提高,内存容量在增加,但这一问题仍会随着系统规模变大而逐渐显示出来,变得越发严重。

(2)类库庞大。

由于类库都过于庞大,程序员对它们的掌握需要一段时间,从普及、推广的角度来看,类库应在保证其功能完备的基础上进行相应的缩减。

(3)类库可靠性。

越庞大的系统必会存在我们无法预知的问题隐患,程序员无法完全保证类库中的每个类在各种环境中百分之百的正确,当使用的类发生了问题,就会影响后续工作,程序员也有可能推翻原来的全部工作。


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