面向对象程序设计.doc

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,Eiffl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,面向对象不断向其它阶段渗透,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”这样的概念能够追溯到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。可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,程序员们能够更好地对付日益增加的复杂性。可是,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(ObjectOrientedProgramming),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: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的优点能够概括为:a．子程序对程序其它部分没有或尽可能少的连带作用,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示实际问题中的信息;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