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2_面向对象程序设计概念.pdf

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面向对象程序设计概念 孙聪 课程内容 •Java概述•异常处理 •面向对象程序设计概念•I/O •Java语言基础•线程 •Java面向对象特性•GUI程序设计 •Java高级特征•Java网络程序设计 •常用预定义类的使用•高级专题 •“我们之所以将自然界分解、组织成各种概念， 并按其含义分类，主要是因为我们是整个口语交 流社会共同遵守的协定的参与者，这个协定以语 言的形式固定下来……除非赞成这个协定中规定的 有关语言信息的组织和分类，否者我们根本无法 交谈”——BenjaminLeeWhorf(1897-1941) •为什么程序难写？ –解空间vs.问题空间 –解决问题时，基于：计算机的结构vs.目标问题的结构 面向对象程序设计(OOP) •OOPisaprogrammingparadigmusing"objects"–data structuresconsistingofdatafieldsandmethodstogetherwith theirinteractions–todesignapplicationsandcomputer programs.(fromWikipedia) •面向对象程序设计是使用“对象”设计程序的编 程范式 •对象是由数据字段、方法及其间的交互组成的数 据结构 •允许根据问题来描述问题，而不是根据运行解决 方案的计算机来描述问题 面向对象程序设计的发展 •60年代后期Simula_67语言采用类(Class)的概 念 •70年代AlanKay研制了Smalltalk，并于1980 年首度对外发布，标志着OOP思想的确立 •80年代初，B.Stroustrup发明了C++ •80年代末到90年代初开始流行 •90年代中期J.Gosling研制了Java,一种面向 对象的高效编程语言 面向对象程序设计的特征 •AlanKay的OOP五大原则： –一切皆对象 –程序是一系列对象的组合，对象间通过消息传 递进行联系 –每个对象都有自身内存空间，可容纳其他对象 –每个对象都有一种类型 –同一类型的所有对象都能够接收相同的消息 •面向对象方法的核心概念：对象、类、封装、继 承和多态 •面向对象方法的基本工作：划分和定义对象 •抽象 •对象 •类 •封装 •继承 •多态 •抽象 •对象 •类 •封装 •继承 •多态 抽象 •什么是抽象？ –抽象是一种设计技术,用以说明一个实体的本质 方面,而忽略或掩盖其非本质方面 –抽象是一种工具,用来将复杂现象简化到可以分 析、实验或者可以理解的程度 抽象 •抽象的作用 –简化：识别重要细节，忽略无关细节 –过滤问题空间中模型的无关侧面 抽象 •抽象是软件开发的基础 –软件抽象相关于对给定实体的建模 –单个实体可能有多种抽象，但OOP过程需要确 定将哪些属性和行为包括在给定的抽象中 •对象如何与类联系 –通过在抽象基础上对抽象结果的组织来联系 抽象 •抽象 •对象 •类 •封装 •继承 •多态 对象 •对象是由变量和相关方法组成的软件体 •对象是现实世界实体或概念在计算机世界中的抽 象表示 –对象=状态+行为(Booch:+标识) –对象=数据+操作 –对象=属性+服务 –…… •对象的结构 –状态：变量值 –行为：设置或改变对象的状态 对象 •状态与行为之间的关系 –对内：只有方法能操作变量 –对外：方法是对象与外部环境（对象）交互、 通信的接口 对象 •状态与行为之间的关系 –对内：只有方法能操作变量 –对外：方法是对象与外部环境（对象）交互、 通信的接口 •对象之间通过发送消息进行交互与通信 对象 •对象之间通过发送消息进行交互与通信 –消息 •由发送者对象编写 •由接收者对象解释 •由对象方法实现 –消息可以 •引起接收者状态变化 •返回结果 对象 •对象之间通过发送消息进行交互与通信 –消息的组成： •接收消息的对象 •方法名称 •方法的参数 –消息示例 对象 •如何产生有用的对象 –必须有某种方式产生对对象的请求 完成交易 在屏幕上画图 打开开关 …… –每个对象都只能满足某些请求 ——这些请求由对象的接口(interface)所定义 对象 •接口确定了对某一特定对象所能发出的请 求，或某一对象接收消息的方式 –对象如何与类联系：通过在抽象基础上对抽象 结果的组织来联系 –接口是“组织”的依据之一 对象 •对象是具有唯一对象名、固定对外接口的一 组变量/属性和方法的集合，用来模拟组成 或影响现实世界问题的一个或一组因素 –对象名——对象区别于其他对象的标志 –对象接口——对象与外界通信的通道 –变量/属性——对象所处的状态 –对象操作——实现对象的特定行为并改变对象 状态