面向对象程序设计概述

概念

面向对象 = 对象 + 类 + 继承 + 消息

对象

对象(Object):具有责任的实体。用来描述客观事物的实体,是构成系统的一个基本单位,由一组属性以及作用在这组属性的操作构成。

特性:标识符(区别其他对象)、属性(状态)和操作(行为)。

属性(Attribute):与对象关联的数据,描述对象静态特性;

操作(Operation):与对象关联的程序,描述对象动态特性;

类(Class):

概念

具有相同属性和操作的一组对象的抽象,它为属于该类的全部对象提供了统一的抽象描述。

区别

类是静态的,类的存在、语义和关系在程序执行前就已经定义好了。

对象是动态的,对象在程序执行时可以被创建和删除。

层次 
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属性 
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方法 
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消息

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封装

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封装的作用

使对象形成两个部分:接口(可见)和实现(不可见),将对象所声明的功能(行为)与内部实现(细节)分离

“封装”的作用是什么?

  • 数据的安全性:保护对象,避免用户误用。
  • 模块的独立性:保护客户端(调用程序),其实现过程的改变不会影响到相应客户端的改变。
  • 易开发、易维护性:隐藏复杂性,降低了软件系统开发难度;各模块独立组件修改方便,重用性好。

泛化与继承

泛化(generalization)/继承(Inheritance) 关系是类元的一般描述和具体描述之间的关系,具体描述建立在一般描述的基础之上,并对其进行了扩展。

继承(Inheritance):子类( Subclass)可自动拥有父类/超类(SuperClass)的全部属性和操作。

  • 表示两个类之间是“is a”关系。
  • 继承使两个以上的类共享相同的属性和/或相同方法。
  • 继承的各个类间形成层次结构。
  • 继承提高了复用性,使多态成为了可能。

多态性(Polymorphism)

多态性(Polymorphism):在父类中定义的属性或服务被子类继承后,可以具有不同的数据类型或表现出不同的行为。

java中有重写(静态),重载(动态)

抽象类(abstract class)与接口(Interface)

抽象类

  • 抽象类中至少有一个方法被定义为“abstract”类型的。
  • “abstract”类型的方法:只有方法定义,没有方法的具体实现。
  • 抽象类的类名在模型中一般为“斜体”,或

接口

接口(Interface):描述了一个类的一组外部可用的操作(方法)集合

体现了“接口与实现的分离”的思想,即“信息隐藏”。

对象之间的联系

继承、实现、依赖、关联、聚合、组合的联系与区别

分别介绍这几种关系:

继承 
指的是一个类(称为子类、子接口)继承另外的一个类(称为父类、父接口)的功能,并可以增加它自己的新功能的能力,继承是类与类或者接口与接口之间最常见的关系;在Java中此类关系通过关键字extends明确标识

空心箭头-实线 
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实现

指的是一个class类实现interface接口(可以是多个)的功能;实现是类与接口之间最常见的关系;在Java中此类关系通过关键字implements明确标识

空心箭头-虚线 
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依赖

可以简单的理解,就是一个类A的方法中使用到了另一个类B,而这种使用关系是具有偶然性的、、临时性的、非常弱的,但是B类的变化会影响到A;比如某人要过河,需要借用一条船,此时人与船之间的关系就是依赖;表现在代码层面,为类B作为参数被类A在某个method方法中使用;

箭头-虚线 
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关联

他体现的是两个类、或者类与接口之间语义级别的一种强依赖关系,比如我和我的朋友;这种关系比依赖更强、不存在依赖关系的偶然性、关系也不是临时性的,一般是长期性的,而且双方的关系一般是平等的、关联可以是单向、双向的;表现在代码层面,为被关联类B以类属性的形式出现在关联类A中,也可能是关联类A引用了一个类型为被关联类B的全局变量;

箭头-实线 
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聚合

聚合是关联关系的一种特例,他体现的是整体与部分、拥有的关系,即has-a的关系,此时整体与部分之间是可分离的,他们可以具有各自的生命周期,部分可以属于多个整体对象,也可以为多个整体对象共享;比如计算机与CPU、公司与员工的关系等;表现在代码层面,和关联关系是一致的,只能从语义级别来区分;

空心菱形-实线-箭头 
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组合

组合也是关联关系的一种特例,他体现的是一种contains-a的关系,这种关系比聚合更强,也称为强聚合;他同样体现整体与部分间的关系,但此时整体与部分是不可分的,整体的生命周期结束也就意味着部分的生命周期结束(大脑的实例化在person对象中创建,与person对象生命周期相同);比如你和你的大脑;表现在代码层面,和关联关系是一致的,只能从语义级别来区分;

实心菱形-实线-箭头 
这里写图片描述

对于继承、实现这两种关系没多少疑问,他们体现的是一种类与类、或者类与接口间的纵向关系;其他的四者关系则体现的是类与类、或者类与接口间的引用、横向关系,是比较难区分的,有很多事物间的关系要想准备定位是很难的,前面也提到,这几种关系都是语义级别的,所以从代码层面并不能完全区分各种关系;

但总的来说,后几种关系所表现的强弱程度依次为:组合>聚合>关联>依赖;

面向对象分析和设计

面向对象分析(Object Oriented Analysis, OOA) 
分析:强调的是对问题和需求的调查研究,而不是解决方案

面向对象分析过程中,强调的是在问题领域内发现和描述对象

面向对象设计(Object Oriented Design, OOD) 
设计:强调的是满足需求的概念上的解决方案(在软件方面和硬件方面),而不是其实现。

面向对象设计过程中,强调的是定义软件对象以及它们如何协作以实现需求。

区别 
有价值的分析和设计可以概括为:做正确的事(分析)和正确地做事(设计)

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