第03章面向对象程序设计.doc

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1、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

2、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言

3、，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（ObjectOrie

4、ntedProgramming），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。S

5、P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的优点可以概括为：a．子程序对程序其它部分没有

6、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

7、的客体借以表达实际问题中的信息；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

8、期对数据格式或实现方案提出任何改变请求时，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了克服和解决当今许多大型软件项目和系统设计都接近或达到了SP