07 面向对象中的编程安全.ppt

第七章 面向对象中的编程安全 面向对象(Object Oriented,OO)是目前最流行的软件开发方法之一，也是当前计算机软件工程界关心的重点，从90年代开始，它就慢慢变成了软件开发方法的主流。目前，面向对象的概念和应用，已经不仅仅集中于程序设计和软件开发，而是扩充到计算机应用的其他应用场合，如数据库系统、交互式界面、应用结构、应用平台、分布式系统、网络管理结构、CAD技术、人工智能等领域。 面向对象强调人类在日常的思维逻辑中经常采用的思维方法与原则，其中的重要概念如抽象、分类、继承、聚合、多态等，都和我们的生活息息相关，这也成为面向对象思想流行的原因。本章主要介绍面向对象中的安全编程。涉及面向对象，内存的分配与释放，静态成员安全等几个方面。 7.1 面向对象概述 7.1.1 面向对象基本原理 面向对象，可以说是目前最流行的软件开发方法之一，目前大多数的高级语言都支持面向对象，该思想也是用日常生活中的现象开模拟软件开发的过程。面向对象包括两个方面的范畴： ?? 面向对象方法学； ?? 面向对象程序开发技术。 其中，面向对象方法学是面向对象程序开发技术的理论基础。从面向对象方法学的理论，可以设计出类似人类思维方式和手段的面向对象程序设计语言，从而延伸出面向对象程序开发技术，使得程序开发过程非常类似于人类的认知。通过面向对象的方法学和面向对象的程序开发技术开发出的软件，具有模块化特色突出、可读性强、易维护性强等优点。 在面向对象的方法学中，基于人类对客观世界的认知规律、思维方式和方法，提取出针对软件开发的如下抽象认识： ?? 客观世界由各种各样的实体组成，各自发挥作用，相互进行通信，这些实体称为对象； ?? 每个对象都保存了各自的内部状态，具有一定的功能动作；由于外界其他对象或者外部环境的影响，对象本身依据通信机制，根据具体情况作出不同的反应； ?? 多个相似对象，如果属性和功能动作性质类似，可以将其划分为一类；类与类之间可以有继承关系； ?? 复杂的对象可以由相对简单的对象通过一定的方式组合而成； ?? 对象之间可以通过各种方法进行通信；等等。 总而言之，一系列简单或复杂的对象进行组合，其问的相互作用和通信，构成了各种系统，构成了人们所面对的客观世界。 7.1.2 面向对象的基本概念 不管什么样的语言，只要支持面向对象，实际上是利用了面向对象基本思想，其中，最基本的概念有以下几个： 1：对象(Object)。对象构成客观世界的一个个实体，从最简单的字符串到复杂的软件系统等，均可看作对象，广义上，对象不仅能表示具体的实体，还能表示抽象的规则或事件等。 对象具有两个方面的特点： 能够保存一定的状态，由“属性(attribute)”来表达； 能执行一定的动作，“方法(method)”来表达。 2：类(class)。类是用于描述同一类型的对象的一个抽象的概念，类中定义了这一类对象所应具有的属性和方法。多个对象的抽象成为类，类的具体化就是对象，通常的说法，创建一个对象实际上就是将类实例化。 3：消息和方法。消息是指对象之间进行通信的数据或者数据结构。在通信的过程中，一个消息发送给某个对象，实际上相当于调用另一个对象的方法，消息可以是这个方法的参数。 4：继承(Inheritance)。继承性是指子类自动共享父类属性和方法的机制。继承的思想来源于：在定义和实现一个新的类时，可以将一个已经存在的类作为父类，新类的定义在这个父类的基础之上进行，把这个父类中的属性和方法作为自己的属性和方法，并可加入若干新的属性和方法。继承性是面向对象程序设计语言不同于其它语言的重要特点，是其他语言所没有的。 在类的继承中，如果子类只继承一个父类的属性和方法，称为单重继承；如果子类继承了多个父类的属性和方法，称为多重继承。有些语言(如C++)支持多重继承，有些语言(如Java)不支持多重继承。 在软件开发的过程中，类和类之间的继承，对于信息的组织与分类，非常有用，它简化了对象、类的创建，增加了代码的可用重性，使建立的软件具有良好的可扩充性和可维护性。 5：多态(Polymorphism)。多态，是指不同类型对象，收到同一消息(调用同一个函数等)，根据其类型，可以产生不同的结果。在面向对象语言中，一般具有两种形式的多态： 静态多态，一般指函数重载； 动态多态，一般利用继承和函数覆盖。 有了多态性，不同对象可以以适合自身的方式，去响应相同的消息，增强了软件的可扩展性和和重用性。 6：封装(Encapsulation)。封装，保证了软件的每个组成部分具有优良的模块性，通过定义外部接口使模块之间的耦合性达到最小。 在面向对象的语言中，对象是封装的最基本单位，增加了程序结构的清晰性，防止了程序相互依赖性而带来的变动影响。