第四讲：面向对象程序设计方法及类、对象的概念

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1、第四讲：面向对象程序设计方法及类、对象的概念本讲基本要求掌握：面向对象程序设计的方法及特点；类的声明的对象的定义理解:对象的封装、抽象、继承与多态性四个特快性的概念；类和对象的作用；面向对象和面向过程的程序构成。了解：面向对象的软件开发。重点、难点：面向对象程序设计的方法及特点；类的声明的对象的定义；类成员函数的性质、定义及存贮方式。一、面向对象程序设计方法概述对于规模比较小的程序，编程者可以直接编写出一个面向过程的程序,详细地描述每一瞬时的数据结构及对其的操作过程。但是当程序规模较大时，就显得力不从心了。C++就是为了解决编写大程序过程中的困难而产生的。1、什么是面向对象的程序设计问题提出

2、：对于规模比较小的程序，编程者可以直接编写出一个面向过程的程序，详细地描述每一憐时的数据结构及对其的操作过程。但是当程序规模较大时，就显得力不从心了。C++就是为了解决编写大程序过程中的困难而产生的。解决方法：面向对象的程序设计的思路和人们日常生活中处理问题的思路是相似的。在自然世界和社会生活中，一个复杂的事物总是由许多部分组成的。当人们生产汽车时，并不是先设计和制造发动机，再设计和制造底盘，然后设计和制造车身和轮子，而是分别设计和制造发动机、底盘、车身和轮子，最后把它们组装在一起。在组装时，各部分Z间有一定的联系，以便协调工作。例如驾驶员踩油门，就能调节油路，控制发动机的转速，驱动车轮转动

3、。这就是面向对象的程序设计的基本思路。下面先讨论几个有关的概念。⑴对象定义：客观世界中任何一个事物都可以抽彖的看成一个对彖（object）。或者说，客观世界是由千千万万个对象组成的。对象可以是自然物体（如汽车、房屋、狗熊），也可以是社会生活屮的一种逻辑结构（如班级、支部、连队），甚至一篇文章、一个图形、一项计划等都可视作对象。说明:1、对象可大可小。2、对象可以是自然体也可以是逻辑体。3、对象可以嵌套。4、对象有两个要素：静态特征称为属性（attribute）,动态特征称为行为（behavior）。5、控制行为改变的因素称之为消息。要使某一个对象实现某一种行为（即操作），应当向它传送相应的消

4、息。V/才SU图2.1面向对象的程序设计采用了以上人们所熟悉的这种思路。使用面向对象的程序设计方法设计一个复杂的软件系统时，首要的问题是确定该系统是由哪些对象组成的，并口设计这些对象。在C++中，每个对象都是由数据和函数（即操作代码）这两部分组成的，见图2。⑵封装与信息隐蔽1.可以对一个对象进行封装处理，把它的一部分属性和功能对外界屏蔽，也就是说从外界是看不到的，甚至是不可知的。2.对象进行封装处理做的好处是大大降低了人们操作对象的复杂程度，使用对彖的人完全可以不必知道对彖内部的具体细节，只需了解其外部功能即可自如地操作对象。3.在设计一个对象时，要周密地考虑如何进行封装，把不必要让外界知道

5、的部分“隐蔽”起来。也就是说，把对象的内部实现和外部行为分隔开来。人们在外部进行控制，而具体的操作细节是在内部实现的，对外界是不透明的。定义：“封装”---指两方面的含义：一是将有关的数据和操作代码封装在一个对象中，形成一个基本单位，各个对象之间相对独立，互不于扰。二是将对象中某些部分对外隐蔽，即隐蔽其内部细节，只留下少量接口，以便与外界联系，接收外界的消息。这种对外界隐蔽的做法称为信息隐蔽(informationhiding)。信息隐蔽还有利于数据安全，防止无关的人了解和修改数据。⑶抽象在程序没计方法中，常用到抽象(abstraction)这一名词。其实“抽象”这一一概念并不抽象，是很具体

6、的，人们对Z是司空见惯的。例如，我们常用的名词“人”，就是一种抽彖。定义：抽象的过程是将有关事物的共性归纳、集中的过程。说明：1、抽象的作用是表示同类事物的本质。2、对象是具体存在的，在C++中，可以将对象抽象类型定义为“类(class)”o类是对象的抽象，而对象则是类的特例，或者说是类的具体表现形式。⑷继承与重用C++提供了继承机制，采用继承的方法可以很方便地利用一个已确的类建立一个新的类，这就可以重用已有软件中的一部分甚至大部分，大大节省了编程工作量。这就是常说的"软件重用(softwarereusability)的思想，不仅可以利用自己过去所建立的类、而且可以利用别人使用的类或存放在类

7、库中的类，对这些类作适当加工即可使用，大大缩短了软件开发周期，对于大型软件的开发具有重要意义。⑸多态性定义：多态性(po1ymorphism)是指由继承而产生的相关的不同的类，其对象对同一消息会作出不同的响应。说明：多态性是面向对象程序设计的一个重要特征，能增加程序的灵活性。2、面向对象程序设计的特点面向对象程序设计采取的是另外--种思路。它面对的是一个个对象。实际上，每一组数据都是有特定的用途的，是某种操作