第03章 面向对象程序设计

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1、第3章面向对象程序设计·75·第3章面向对象程序设计3.1面向对象程序设计思想3.1.1历史回顾1967年挪威计算中心的KistenNygaard和OleJohanDahl开发了Simula67语言，它提供了比子程序更高一级的抽象和封装，引入了数据抽象和类的概念，它被认为是第一个面向对象语言。20世纪70年代初，PaloAlto研究中心的AlanKay所在的研究小组开发出Smalltalk语言，之后又开发出Smalltalk-80，Smalltalk-80被认为是最纯正的面向对象语言，它对后来出现的面向对象语言，如Object-C，C++，Self，Eif

2、fl都产生了深远的影响。随着面向对象语言的出现，面向对象程序设计也就应运而生且得到迅速发展。之后，面向对象不断向其他阶段渗透，1980年GradyBooch提出了面向对象设计的概念，之后面向对象分析开始。1985年，第一个商用面向对象数据库问世。1990年以来，面向对象分析、测试、度量和管理等研究都得到长足发展。实际上，“对象”和“对象的属性”这样的概念可以追溯到20世纪50年代初，它们首先出现于关于人工智能的早期著作中。但是出现了面向对象语言之后，面向对象思想才得到了迅速的发展。过去的几十年中，程序设计语言对抽象机制的支持程度不断提高：从机器语言到汇编语

3、言，到高级语言，直到面向对象语言。汇编语言出现后，程序员就避免了直接使用0-1，而是利用符号来表示机器指令，从而更方便地编写程序；当程序规模继续增长的时候，出现了Fortran、C、Pascal等高级语言，这些高级语言使得编写复杂的程序变得容易，程序员们可以更好地对付日益增加的复杂性。但是，如果软件系统达到一定规模，即使应用结构化程序设计方法，局势仍将变得不可控制。作为一种降低复杂性的工具，面向对象语言产生了，面向对象程序设计也随之产生。3.1.2什么是面向对象程序设计首先我们要了解的是，什么是面向对象的程序设计方法OOP（ObjectOrientedPr

4、ogramming），它与传统的结构化程序设计方法SP（StructureProgramming）的主要区别是什么。要弄清什么是OOP，则应了解和回顾一下传统的结构化程序设计方法及其设计思想、程序结构与特点，以便比较对照二者之间的差异，由此领会OOP对SP的继承、丰富、发展和突破。1．结构化程序设计思想结构化程序设计SP是60年代诞生的，以针对当时爆发的所谓“软件危机”的挑战，而在70、80年代遍及全球成为所有软件开发设计领域、每个程序员都广为采用的传统的结构化程序设计方法与技术的简称。它的产生和发展形成了现代软件工程学的基础。SP的总的设计思路是两点：一

5、是自顶向下，层次化；二是逐步求精，精细化。其程序结构是按功能划分基本模块为树型结构，使模块间的关系尽可能简单、独立，并从而单独验证模块的正确性。每一模块均由顺序、选择和循环三种基本结构组合而成。综言之，此即所谓“模块化”。因此，SP的程序的基本特点是：第3章面向对象程序设计·75·a．按层次组织模块。（即战略上划分战役）b．每一模块只有一个入口，一个出口。（每一战役尽可能简单、明确）c．代码和数据分离实现。（战术上程序=数据结构+算法）SP实现上述战略战术的具体方法和技术是：使用局部变量和子程序。SP的优点可以概括为：a．子程序对程序其它部分没有或尽可能少

6、的连带作用，从而为共享代码奠定基础。b．由于SP方法的模块化分解与功能抽象，自顶向下，分而治之的手段及技术，从而能有效地将一个复杂的、中大规模的程序系统的设计任务分成许多易于控制和处理、可独立编程的子任务、子程序模块。c．对于上述子程序或模块中的每一个都有一个清晰的抽象界面，它只说明：对应用程序设计者来说只需了解它做什么（Whattodo），而不必说明：它如何去做（Howtodo）。但从本质上说，由Pascal和C这样的程序设计推动的传统的SP仍是一种面向数据和过程的设计方法，它把数据和过程分离为相互独立的实体，用数据代表问题空间中的客体借以表达实际问题中

7、的信息；程序代码则体现用于处理加工这些数据的算法。于是，程序员在编程时必须时刻考虑要处理的数据结构和类型，对不同的数据格式（结构和类型）即使要作同样的处理计算，或者对于相同的数据格式要作不同的处理都要编写不同的程序，可见，使用传统SP方法设计出来的程序或系统，其可重用的成分很少。另一方面，当把数据和代码作为不同的分离体时，总存在着用错误的数据调用正确的程序，或用正确的数据调用错误的程序的危险。因而，使数据与程序始终保持相容一致，已成为程序员的一个沉重的负担。这就是为什么在开发一个大型软件的过程中，如果用户在工程的中、后期对数据格式或实现方案提出任何改变请求

8、时，变化摧毁了前面工作的一切，前功尽弃。2．面向对象程序设计思想为