面向对象程序设计(第1、2章)详解.doc

第1章 概述 面向对象程序设计，是一种以面向对象的思想和方法、以一种编程语言进行程序设计的过程。在该过程中包含两个方面的含义：其一，什么是面向对象的思想和方法，有什么优势，有什么作用；其二，在程序设计语言中是如何体现面向对象的思想和方法的，在使用过程中应该具备哪些基础，又该注意哪些问题。 本章首先从面向对象的基本概念出发，介绍面向对象的思想与机制、面向对象程序设计的优势、目前常用的程序设计语言和工具等内容。由于在本书中需要用到大量的实例，其中会涉及到具体语言中的某些特性，所以在本章最后一部分给出相关的语言基础。 1.1 面向对象思想与机制 面向对象（Object-oriented，简称OO）是一种思维方法，其核心思想即为归纳和演绎的方法。 实际上，人们认识世界和发展世界的过程就是面向对象的。 本节首先对人们认识世界和发展世界的过程进行分析，进而引出面向对象的基本概念和相关机制。 1.1.1 人类认识世界和发展世界的过程 当一个新生儿从呱呱坠地后，便开始学习。学习是过程是从认识一个又一个具体的“实物”开始的，这些实物包括动物（小猫小狗小鱼小鸟乃至小虫子）、植物（花草）和人（爸爸妈妈叔叔阿姨爷爷奶奶）。先从这些单一实物中得到其个体特征，并逐步对这些个体特征进行综合得到共同特征。 从上幼儿园到小学、中学、大学，不断地上课，不断地接触学科和老师，在一门课中通过一个又一个的“例子”和“练习”得到提升。 这些过程都是归纳的过程，是一种从有形到无形的过程，也是一种从实例到知识的过程。其总体表现形式为：个体——个性——共性。 参加工作之后，需要将自己所学到的知识服务于社会，为社会发展作出应有的贡献。在这个阶段，人们都需要将个体能力充分地发挥出来。 而发挥个人能力的方式有很多种，但归纳起来无外乎两种方法：其一，通过知识融合——包括自身知识的融合以及借鉴前人的经验；其二，在自身已有知识或者他人已有经验的基础上发挥“想象”，添加一些“前所未有”的“创造”。这两种方法正好是归纳过程的逆过程，也就是演绎的过程，是一种从无形知识到有形产品的过程。其具体表现形式为：共性——个性——个体。 在面向对象思想中，归纳被称为“抽象”，演绎被称为“派生”。 抽象和派生，构成面向对象的“继承”机制。 1.1.2 面向对象的基本概念 1.1.2.1 对象 从1.1.1我们得知，归纳的过程需要以大量的“实例”为基础。这些实例称为“对象”。对象在现实世界中也称为“实体”，在知识层面也称为“实例”。 为了更确切地理解对象的含义，可将其分为两大类： 物理对象（物理实体）：在现实生活中看得见摸得着具有一定实际尺寸的实际存在的“物体”。比如：张三（人），太阳，这只花猫，那棵白菜等。 逻辑对象（逻辑实体）：这类对象也是真实存在的，但不一定看得见摸得着。比如课堂上的“例子”，法官断案时的“证据”，讲道理时所需要摆的“事实”等。 1.1.2.2 类 世间万物，形形色色。人们要认识世界，不可能需要认识世界上的每一个“物”，只需要认识有代表性的少数就够了。通过举一反三的思想，便可以知道相似的“物”是什么。 物，是实际存在的。而知道“物”是什么，则是知识，构成“类”。因此，“类”是相似物体的高度抽象，或者说，类是相似对象的特征抽象。 在现实生活中，几乎所有的名词都是类，如：桌子、星球、人、动物。人们知道电脑，但未必一定要看得见一台电脑。 那么，在知识层面上，一个类是个什么样子呢？简单来说，一个类都包含有若干“成员”，这些成员代表了同类对象的“特征”： 人，有姓名、年龄、身高、体重，也有思想，有动作，遇到突发事件时有回应。 树，有高度、宽度、命名，适度浇水可以生长，扒掉树皮就会死亡。 电脑，有品牌、显示器、主板、CPU，加电就会运行，点击就有反应。 从这几个例子可以看出，每个类的特征数量虽然有多有少，但都可以分为静态部分和动态部分。前者称为物理特征，或属性，或数据，后者称为行为特征，或动作，或方法。 归结起来，一个类的由数据成员和方法成员构成的。 1.1.2.3 类与对象 一个对象是个体存在，一个类是相同对象的共性。 一个类只具有特征，但每一个特征都没有具体值。一个对象不仅具有特征，而且每一个特征都可以赋予具体值。 一个简单名词构成类。而在该名字前加上“这个”、“那个”等限定词后则构成对象。 人们认识世界的过程，是从对象到类的过程。 人们发展世界的过程，是从类到对象的过程。 1.1.2.4 类的组织 类是群体对象的抽象，不同类的对象将抽象出不同的类。 现实生活中的类很多，类和类之间的有机组织构成认识世界的基础。 类的组织结构有两种： 泛化特化结构：类和类之间存在特征包含关系。 整体部分结构：一个类的成员是另一个类的对象。 1.1.2.5 消息传递 现实世界由对象构成。由于存在的对象太多，所以要进